题目内容

【题目】分别取40mL的0.50mol·L-1盐酸与40mL的0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题:

(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式__。

(2)如图所示,A为泡沫塑料板,上面有两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒,两个小孔不能开得过大,其原因是__。

(3)假设盐酸和NaOH溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。为了计算中和热,实验时还需测量的数据有(填字母)__。

A.反应前盐酸溶液的温度

B.反应前盐酸溶液的质量

C.反应前NaOH溶液的温度

D.反应前NaOH溶液的质量

E.反应后混合溶液的最高温度

F.反应后混合溶液的质量

(4)某学生实验记录数据如下:

实验序号

起始温度t1/℃

终止温度t2/℃

盐酸

NaOH

1

20.0

20.1

23.2

2

20.2

20.4

23.4

3

20.5

20.6

23.6

依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=__。

【答案】NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1 减少热量散失 ACE -51.8 kJ·mol-1

【解析】

(1)根据酸碱中和反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量书写热化学方程式;

(2)根据测定中和热过程中必须尽量减少热量的散失分析;
(3)根据中和热计算公式Q=cm△T中涉及的未知数据进行判断;

(4)先根据表中测定数据计算出混合液反应前后的平均温度差,再根据Q=cm△T计算出反应放出的热量,最后计算出中和热。

(1)中和热是指酸、碱的稀溶液完全反应生成1 mol水时的反应热,则表示稀硫酸和NaOH稀溶液中和热的热化学方程式中水的计量数为1 mol,即:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq) +H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,

故答案为:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq) +H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1;

(2)泡沫塑料板上面两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒,若两个小孔开得过大,会导致散失较多的热量,影响测定结果,

故答案为:减少热量散失;

(3)由Q=cmΔT可知,测定中和热需要测定的数据为反应前盐酸溶液的温度、反应前NaOH溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度,

故答案为:ACE;

(4)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05 ℃,反应后温度为23.2 ℃,反应前后温度差为3.15 ℃;第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3 ℃,反应前后温度差为3.1 ℃;第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55 ℃,反应前后温度差为3.05 ℃;40 mL的0.50 mol·L-1盐酸与40 mL的0.55 mol·L-1NaOH溶液的质量和为m=80 mL×1 g·cm-3=80 g,c=4.18 J·g-1·℃-1,代入公式Q=cmΔT得生成0.02 mol的水放出热量Q=4.18 J·g-1·℃-1×80 g×≈1.037 kJ,生成1 mol的水放出热量为1.037 kJ×≈-51.8 kJ·mol-1,该实验测得的中和热ΔH=-51.8 kJ·mol-1,

故答案为:-51.8 kJ·mol-1。

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