题目内容

12．某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L H2SO4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，则至少需要称量NaOH固体5.0g．
（2）从表图中选择称量NaOH固体所需要的仪器（填序号）abe．
名称托盘天平（带砝码）小烧杯坩埚钳玻璃棒药匙量筒
仪器
序号abcdef
Ⅱ．测定中和热的实验装置如图所示
（1）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式（中和热数值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硫酸进行实验，实验数据如下表．
①请填写下表中的空白：
实验次数
温度		起始温度t1/℃终止温度t2/℃平均温度差
（t2-t1）/℃
H2SO4NaOH平均值
126.226.026.130.1
227.027.427.233.3
325.925.925.929.8
426.426.226.330.4
②近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L H2SO4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上述实验结果的数值与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）acd．
a．实验装置保温、隔热效果差
b．在量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中
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．

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；
（2）氢氧化钠要在小烧杯中称量，根据称量固体氢氧化钠所用的仪器来回答；
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．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度，硫酸的起始温度偏高．

解答 解：Ⅰ．（1）没有245mL的容量瓶，所以用250mL的容量瓶，需要称量NaOH固体m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g，
故答案为：5.0；
（2）氢氧化钠要在小烧杯中称量，称量固体氢氧化钠所用的仪器有天平、烧杯和药匙，
故答案为：a b e；
Ⅱ．（1）已知稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钡钠稀溶液都是强酸和强碱的稀溶液，则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）4次温度差分别为：4.0℃，4.1℃，3.9℃，4.1℃，4组数据都有效，温度差平均值=$\frac{4.0℃+4.1℃+3.9℃+4.1℃}{4}$=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．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失，中和热的数值偏小，故c正确；
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，硫酸的起始温度偏高，温度差偏小，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 本题主要考查中和热的测定，题目难度中等，涉及溶液的配制、热化学方程式以及反应热的计算，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，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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2．反应A（g）?2B（？）+C（g）-Q已达到平衡，假设A、C状态始终保持不变，下列说法正确的是（　　）
A．当混合气体的质量不变，说明反应已达到平衡状态
B．缩小容器体积，重新达到平衡时，气体平均相对分子质量不变或增大
C．在恒压容器中升高温度，气体混合物中C%可能先增大后减小
D．在恒容容器中升高温度，达到新平衡时，气体的密度可能增大
3．（1）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸．某企业用如图1所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：
（1）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面BCD
A．橡胶的硫化
B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C．铅蓄电池的生产
D．过磷酸钙的制备
（2）为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装热交换器（填设备名称）．吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是增大三氧化硫与浓硫酸的接触面，有利于三氧化硫的吸收．
（3）如果进入接触室的混合气（含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%）中SO2平衡转化率与温度及压强的关系如图所示．在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是不选择B点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大，SO2原料的转化率已是97%左右，再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压、不选择C点，因为温度越低，SO2转化率虽然更高，但催化作用受影响，450℃时，催化剂的催化效率最高，故不选C点．
（4）为使硫黄充分燃烧，经流量计l通入燃烧室的氧气过量50%；为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍；则生产过程中流经流量计l和流量计2的空气体积比应为6：5．假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为0.41%（空气中氧气的体积分数按0.2计）．
（5）工业对硫酸厂尾气的处理方法一般是用氨水吸收．
20．铁及其化合物与生产、生活关系密切．t℃时，反应FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g）的平衡常数K=0.25，反应达到平衡时n（CO）：n（CO2）=4：1．若在1L密闭容器中加入0.02mol FeO（s），并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡．此时FeO（s）转化率为50%，则x=0.0125mol．．
7．已知：SO2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）?SO3（g）△H=-98kJ/mol．某温度下，向一体积为2L的密闭容器中充入0.2mol SO2和0.1mol O2，1min后达到平衡，压强变为原来的80%，下列说法不正确的是（　　）
A．1min内用O2表示的反应速率为0.03 mol•L-1•min-1
B．该反应的平衡常数数值为7.5
C．SO2的平衡转化率为60%
D．降低温度，SO2平衡浓度减小
17．中科院大连化学物理研究所的“煤基甲醇制取低碳烯烃技术（简称DMTO）”荣获2014年度国家技术发明一等奖．DMTO技术主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段，相关反应的热化学方程式如下：
（i） 煤气化制合成气：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）
（ii） 煤液化制甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
（iii）甲醇制取低碳烯烃：2CH3OH（g）?C2H4（g）+2H2O（g）△H=-11.72kJ•mol-1…（a）
3CH3OH（g）?C3H6（g）+3H2O（g）△H=-30.98kJ•mol-1…（b）
回答下列问题：
（1）已知：C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H=+172.5kJ•mol-1，
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41.0kJ•mol-1
反应（i）能自发进行的条件是高温（填“高温”、“低温”或“任何温度”）．
（2）反应（ii）中以氢碳[n（H2）：n（CO）]投料比为2制取甲醇，温度、压强与CO的平衡转化率关系如图1．

①对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则A点时反应（ii）的Kp=0.16（保留两位有效数字，分压=总压×物质的量分数）．
②比较P1小于P2，Kp（Q）等于Kp（R）（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③工业上常以铜基催化剂，压强5MPa，温度275℃下发生反应（ii），CO转化率可达到40%左右．为提高CO转化率除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有升高温度、增大压强（写出2个）．
④若反应（ii）在恒容密闭容器内进行，T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示；不改变其他条件，假定t2时刻迅速降温到T2，t3时刻体系重新达到平衡．试在图中画出t2时刻后甲醇浓度随时间变化趋势图（在图2中标出t3）．
（3）烯烃化阶段：在常压和某催化剂作用下，甲醇的平衡转化率及乙烯、丙烯等物质的选择性（指除了水蒸气以外的产物中乙烯、丙烯等物质的物质的量分数）与反应温度之间的关系如图3．为尽可能多地获得乙烯，控制反应温度为550℃的理由是550℃时甲醇的平衡转化率仍处于较高水平且产物中乙烯的物质的量分数最大．
4．某化学小组拟采用如下装置（夹持和加热仪器已略去）来电解饱和食盐水，并用电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性．

（1）为完成上述实验，正确的连接顺序为E 接A，B接C（填写连接的字母）．
（2）对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热前，需要的操作为检验氢气的纯度．
（3）若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液及对应的现象是淀粉碘化钾溶液，溶液变为蓝色．
（4）为测定Cu的相对原子质量，设计了如下甲、乙两个实验方案精确测量硬质玻璃管的质量为a g，放入CuO后，精确测量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g，实验完毕后
甲方案：通过精确测量硬质玻璃管和Cu粉的总质量为c g，进而确定Cu的相对原子质量．
乙方案：通过精确测定生成水的质量d g，进而确定Cu的相对原子质量．
①请你分析并回答：你认为不合理的方案及其不足之处是乙方案不合理，因为空气中的CO2和H2O通过D口进入U型管，造成实验误差较大．
②按测得结果更准确的方案进行计算，Cu的相对原子质量$\frac{16（c-a）}{b-c}$．
1．恒温恒容下，将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A（g）+2B（g）?xC（g）+2D（g），2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2mol B，并测得C的浓度为1.2mo1•L-1．
（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为0.6mol/（L．min）．
（2）x=6．
（3）A的转化率与B的转化率之比为1：1．
（4）保持容器容积不变，向其中加入amolHe，则该反应的正反应速率为不变（填“增大”或“减小”或“不变”），平衡将不移动（填“正向移动”或“逆向移动”或“不移动”）．
2．在物质结构研究的历史上，首先提出原子结构有核模型的科学家是（　　）
A．汤姆生B．玻尔C．卢瑟福D．普朗克

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