Question

17．某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定．
Ⅰ．配制0.50mol/L NaOH溶液
（1）若实验中大约要使用245mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体5.0g
Ⅱ．测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示．
（1）写出该反应的热化学方程式（中和热为57.3kJ/mol）：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表．
①请填写表中的空白：

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	30.1
2	27.0	27.4	27.2	33.3
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

②近似认为0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/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=-53.5kJ/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acd（填字母）．
a．实验装置保温、隔热效果差   b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H₂SO₄溶液的温度．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根据公式m=nM=cVM来计算氢氧化钠的质量，但是没有245mL的容量瓶；
Ⅱ、（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）①先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值；
②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．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小；
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量偏高；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，测得的热量偏小；
d．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．

解答 解：Ⅰ、（1）需要称量NaOH固体m=nM=cVM=0.5mol/L×0.5L×40g/mol=5.0g，故答案为：5.0；
Ⅱ（1）稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钠稀溶液反应的热化学方程式为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（2）①4次温度差分别为：4.2℃，3.8℃，3.9℃，4.1℃，4组数据都有效，温度差平均值=$\frac{四次实验中（终止温度-初始温度）的和}{4}$=$\frac{4.2°C+3.8°C+3.9°C+4.1°C}{4}$=4.0℃，
故答案为：4.0；
②50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/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：80ml×1g/ml=80g，温度变化的值为△T=4℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J，即1.3376KJ，所以实验测得的中和热△H=-$\frac{1.3376KJ}{0.025mol}$=-53.5 kJ/mol，
故答案为：-53.5kJ/mol；
③a．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故a正确；
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量偏高，中和热的数值偏大，故b错误；
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，故c正确；
d．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，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故d正确．
故答案为：acd．

点评 本题考查热化学方程式以及反应热的计算，题目难度不大，注意理解中和热的概念、把握热化学方程式的书写方法，以及测定反应热的误差等问题．