Question

12．某学习小组的同学在实验室利用如图装置进行中和热的测定．回答下列问题：
（1）该组同学共设计出以下3种测定方案，通过测定反应过程中释放的热量来计算反应热（△H_中和）
A．测定0.5mol/L的HCl溶液50ml与0.55mol•L^-1的NaOH溶液50ml所放出的热量
B．测定0.55mol/L的HCl溶液50ml与0.5mol•L^-1的NaOH溶液50ml所放出的热量
C．测定0.5mol/L的HCl溶液50ml与0.5mol•L^-1的NaOH溶液50ml所放出的热量
请选出合理的方案AB．不合理方案的原因为若碱（或酸）不过量，则难以保证H⁺（或OH^-）充分反应生成水．
（2）该图中有两处未画出，它们是环形玻璃搅拌棒；烧杯上方盖硬纸板
（3）用50mL 0.50mol•L^-1盐酸和50mL 0.60mol•L^-1 NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为22.1℃，终止温度为25.4℃，反应后溶液的比热容为4.18J•g^-1•℃^-1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g•cm^-3，测出△H=-55.2kJ/mol
（4）如果用0.50mol•L^-1的盐酸和氢氧化钠固体进行实验，则实验中所测出的“中和热”的热值将偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”），用相同浓度和体积的氨水（NH₃•H₂O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）．

Answer 1

分析 （1）为了保证H⁺（或OH^-）充分反应生成水，酸或碱溶液需要过量，据此进行判断；
（2）根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器；根据中和热测定实验成败的关键是保温工作；
（3）根据Q=m•c•△T计算出反应放出的热量，然后计算出生成1mol水放出的热量，就可以得到中和热；
（4）氢氧化钠固体溶于水放出热量；氨水为弱碱，一水合氨的电离过程中会吸收热量．

解答 解：（1）A．测定0.5mol/L的HCl溶液50mL与0.55mol•L^-1的NaOH溶液50mL所放出的热量，氢氧化钠溶液过量，可以保证氢离子完全反应，该方案合理，故A正确；
B．测定0.55mol/L的HCl溶液50mL与0.5mol•L^-1的NaOH溶液50mL所放出的热量，盐酸过量，可以保证氢氧根离子完全反应，该方案合理，故B正确；
C．测定0.5mol/L的HCl溶液50mL与0.5mol•L^-1的NaOH溶液50mL所放出的热量，不能保证氢离子或氢氧根离子完全反应，该方案不合理，故C错误；
根据分析可知，合理的方案为AB，C不合理，原因是若碱（或酸）不过量，则难以保证H⁺（或OH^-）充分反应生成水，
故答案为：AB；若碱（或酸）不过量，则难以保证H⁺（或OH^-）充分反应生成水；
（2）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，烧杯上方盖硬纸板；
故答案为：环形玻璃搅拌棒；烧杯上方盖硬纸板；
（3）用50mL 0.50mol•L^-1盐酸和50mL 0.55mol•L^-1 NaOH溶液反应，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=3.3℃，则生成0.025mol水放出的热量为：Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.3℃=1379.4J，即1.3794KJ，
所以实验测得的中和热△H=-$\frac{1.3794kJ}{0.025mol}$=-55.2kJ/mol，
故答案为：-55.2 kJ/mol；
（4）氢氧化钠固体溶于水放热，反应后温度偏高，计算所得热量偏大，所以实验中测得的“中和热”数值将偏大；一水合氨的电离过程为吸热过程，所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应，反应放出的热量偏小，即中和热的数值会偏小，
故答案为：偏大；偏小．

点评 本题考查了中和热的测定方法，题目难度中等，明确中和热的测定步骤为解答关键，注意掌握中和热计算方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．