Question

9．某化学兴趣小组要完成中和热的测定．
（1）实验仪器、药品：
实验桌上备有大、小两个烧杯、温度计、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、0.50mol•L^-1盐酸、0.55mol•L^-1NaOH溶液，实验尚缺少的玻璃用品是环形玻璃棒搅拌、量筒；
（2）实验原理：
该小组用50mL0.50mol/L的盐酸和50mL0.55mol/L的NaOH溶液，在组装好的装置中进行中和反应，并通过 测定反应过程中所放出的热量计算中和热．
（3）实验数据如下：

实验编号	实验用品		溶液温度	中和热
			t2-t1	△H
①	50mL0.55mol•L-1NaOH溶液	50mL0.50mol•L-1盐酸	3.3℃	？
②	50mL0.55mol•L-1NaOH溶液	50mL0.50mol•L-1盐酸	3.5℃

已知：中和热计算公式为△H=-$\frac{（4.18×1{0}^{-3}）•{m}_{总}•（{t}_{2}-{t}_{1}）}{n（{H}_{2}O）}$kJ•mol^-1
①表中t₁为氢氧化钠溶液和盐酸的初始温度的平均值，则t₂的意义是
反应后的最高温度．
②根据公式，计算实验结果后写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+2H₂O（l）△H=-56.848kJ•mol^-1．
③实验过程中始终保持V₁（氢氧化钠溶液）+V₂（盐酸）=100mL．测量并记录溶液温度如图所示．
分析该图象得出如下两点结论：
酸碱中和反应为放热反应；做该实验时环境温度低于21℃（填“高于”“等于”或“低于”）．
（4）相关误差分析
a．中和热测定的实验，测量结果偏高的原因可能是C（填选项字母）．
A．由于大小烧杯间空隙过大，填充了很多的泡沫塑料
B．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度
C．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
D．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
b．若改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/L的NaOH溶液进行反应，从理论上说所求中和热相等（填“相等”或“不相等”）；若用醋酸代替HCl做实验，对测定结果有（填“有”或“无”）影响．

Answer 1

分析 （1）根据中和热测定的实验步骤选用需要的仪器，然后判断还缺少的仪器；
（3）①中和热测定实验中需要温度计测量开始时酸、碱的温度和反应后的最高温度；
②先判断温度差的有效性，根据公式Q=cm△T来求出生成0.025mol的水放出热量，根据中和热的概念求出中和热，最后写出热化学方程式；
③从图示观察的起始温度即为实验时的温度；
（4）a．依据Q=m•c•△T来逐项分析；
A．实验装置保温、隔热效果差，热量散失，导致反应后的温度低；
B．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度，导致开始时温度偏高；
C．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，导致放出的热量多；
D．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，热量散失，导致反应后的温度低；
b．根据中和热的概念和实质来回答；根据弱电解质电离吸热．

解答 解：（1）中和热的测定过程中，需要用量筒量取酸溶液、碱溶液的体积，需要使用温度计测量温度，环形玻璃棒搅拌棒搅拌混合溶液，所以还缺少环形玻璃棒搅拌棒和量筒；
故答案为：环形玻璃棒搅拌；量筒；
（3）①t₁为氢氧化钠溶液和盐酸的初始温度的平均值，则t₂的意义是反应后的最高温度；
故答案为：反应后的最高温度；
②50mL0.50mol/L的盐酸和50mL0.55mol/L的NaOH溶液混合，氢氧化钠过量，反应生成了0.025mol水，
第1次反应前后温度差为：3.3℃；第2反应前后温度差为：3.5℃，均有效，温度差的平均值为3.4℃，50mL0.50mol/L的盐酸和50mL0.55mol/L的NaOH溶液的质量和为m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/（g•℃）×100g×3.4℃=1.4212kJ，即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ，所以生成1mol的水放出热量为1.4212kJ×$\frac{1mol}{0.025mol}$=-56.848 kJ，即该实验测得的中和热△H=-56.848 kJ•mol^-1，NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式为：HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+2H₂O（l）△H=-56.848 kJ•mol^-1；
故答案为：HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+2H₂O（l）△H=-56.848 kJ•mol^-1；  
③根据实验图象所示，22℃是加入10mL氢氧化钠或盐酸反应后的温度，可知该实验开始时温度一定是低于22℃；
故答案为：低于；
（4）a．A．由于大小烧杯间空隙过大，填充了很多的泡沫塑料，热量散失，导致反应后的温度低，△T偏小，由Q=m•c•△T，可知测量结果偏低，故A错误；
B．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度，导致开始时温度偏高，△T偏小，由Q=m•c•△T，可知测量结果偏低，故B错误；
C．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，放出的热量多，△T偏大，由Q=m•c•△T，可知测量结果偏高，故C正确；
D．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，热量散失，导致反应后的温度低，△T偏小，由Q=m•c•△T，可知测量结果偏低，故D错误；
故选C．
b．中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，与酸碱的用量无关，所以用用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/L的NaOH溶液进行反应，测得的中和热的数值无影响；醋酸为弱酸，电离过程为吸热过程，所以用醋酸代替HCl，反应放出的热量偏小，中和热的数值会偏小；
故答案为：相等；有．

点评 本题考查中和热的测定原理，题目难度中等，注意理解中和热的概念是解题的关键．