Question

8．中和热的测定是高中重要的定量实验．取0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.25mol/L的硫酸50mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题：
（1）从如图实验装置看，其中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒，除此之外，装置中的一个明显错误是大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平．
（2）为保证该实验成功该同学采取了许多措施，如图的碎纸条的作用在于隔热，减少热量的损失．
（3）若改用60mL 0.25mol•L^-1H₂SO₄和50mL 0.55mol•L^-1NaOH溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量不相等（填“相等”、“不相等”），若实验操作均正确，则所求中和热相等填“相等”“不相等”）
（4）倒入NaOH溶液的正确操作是：C． （从下列选出）．
A．沿玻璃棒缓慢倒入　     B．分三次少量倒入            C．一次迅速倒入
（5）使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是：D． （从下列选出）．
A．用温度计小心搅拌
B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯
D．用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动
（6）实验数据如下表：
①请填写下表中的空白：

温度 实验次数	起始温度t1℃			终止温度t2/℃	温度差平均值 （t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.5	3.4
2	27.0	27.4	27.2	32.3
3	25.9	25.9	25.9	29.2
4	26.4	26.2	26.3	29.8

②近似认为0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/（g•℃）．则中和热△H=-56.8kJ/mol（ 取小数点后一位）．
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）abc．
a．实验装置保温、隔热效果差
b．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H₂SO₄溶液的温度
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中．

Answer 1

分析 （1）根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器；为了减少热量的损失，大烧杯杯口与小烧杯杯口相平；
（2）中和热测定实验成败的关键是减少热量散失；
（3）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并根据中和热的概念和实质来回答；
（4）为了减少热量散失，使测量结果更加准确，应迅速一次性将氢氧化钠溶液倒入烧杯中；
（5）通过环形玻璃棒慢慢搅拌，可以使氢氧化钠溶液与硫酸混合均匀；
（6）①先计算出每次试验操作测定的温度差，然后舍弃误差较大的数据，最后计算出温度差平均值；
②根据Q=m•c•△T计算，先根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量，然后根据△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol计算出反应热；
③a．实验装置保温、隔热效果必须好；
b．温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H₂SO₄测温度，硫酸的起始温度偏高；
c．若分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，会导致散失过多的热量．

解答 解：（1）由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒；为了减少热量的损失，大烧杯杯口与小烧杯杯口相平；
故答案为：环形玻璃搅拌棒；大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平；
（2）中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失，
故答案为：隔热，减少热量的损失；
（3）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，改用60mL 0.25mol•L^-1H₂SO₄和50mL 0.55mol•L^-1NaOH溶液进行反应与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，中和热相等；
故答案为：不相等；相等；
（4）中和热的测定中，必须尽量减少热量散失，所以倒入氢氧化钠溶液时，必须一次并且迅速倒入烧杯中，故选：C；
（5）A．温度计用于测定温度，不能使用温度计搅拌溶液，故A错误；
B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌，会导致热量散失，影响测定结果，故B错误；
C．轻轻地振荡烧杯，会导致溶液溅出，甚至导致热量散失，影响测定结果，故C错误；
D．用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动，可以使硫酸和氢氧化钠溶液混合均匀，又可以减少热量散失，故D正确；
故答案为：D；
（6）①四次测定温度差分别为3.4℃，5.1℃，3.3℃，3.5℃，其中第2次的温度差误差较大，应该舍弃，其它三次温度差的平均值为：$\frac{3.4+3.3+3.5}{3}$℃=3.4℃，
故答案为：3.4；
②50mL0.55mol/L氢氧化钠与50mL0.25mol/L硫酸溶液进行中和反应，生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为100mL×1g/cm³=100g，温度变化的值为△T=3.4℃，则生成0.025mol水放出的热量为：Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.4℃=1421.2J，即1.4212KJ，所以实验测得的中和热△H=-$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$=-56.8 kJ/mol，
故答案为：-56.8kJ/mol；
③a．实验装置保温、隔热效果必须好，否则测定结果偏小，故a正确；
b．温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H₂SO₄测温度，由于温度计上会有氢氧化钠，氢氧化钠与硫酸反应放热，导致硫酸的起始温度偏高，温度差偏小，测定结果偏小，故b正确；
c．尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，否则会导致较多热量散失，故c正确；
故答案为：abc．

点评 本题考查反应热的测定原理与计算，题目难度不大，注意理解中和热的概念以及测定反应热的误差等问题．