Question

11．某化學(xué)興趣小組要完成中和熱的測定實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)桌上備有燒杯（大、小兩個(gè)燒杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、量筒、稀鹽酸（0.5mol•L^-1）、稀 NaOH溶液（0.55mol•L^-1），尚缺少的實(shí)驗(yàn)玻璃用品是環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計(jì)．
（2）寫出表示稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式（中和熱為57.3kJ•mol^-1）：HCl（aq）+NaOH（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ•mol^-1．
（3）若用稀醋酸、稀硫酸、濃硫酸分別和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)來測定中和熱，恰好完全反應(yīng)時(shí)對應(yīng)的熱效應(yīng)分別為△H₁、△H₂、△H₃的大小關(guān)系是△H₁＞△H₂＞△H₃．
（4）每組實(shí)驗(yàn)所用氫氧化鈉溶液和稀鹽酸的體積均為 50mL，可近似認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)中稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液的密度均為 1g/cm3，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃），實(shí)驗(yàn)中記錄數(shù)據(jù)如表所示，請?zhí)顚懕碇锌瞻祝?TABLE class="edittable">編號起始溫度T₁/℃終止溫度T₂/℃平均溫度差T₂-T₁/℃△H鹽酸NaOH 平均值126.226.026.129.2 
------- 
-------225.925.925.929.2326.426.226.329.5

Answer 1

分析 （1）根據(jù)中和熱測定的實(shí)驗(yàn)步驟選用需要的儀器，然后判斷還缺少的儀器；
（2）根據(jù)中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)焓變寫出熱化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)中和熱是在稀溶液中強(qiáng)酸與強(qiáng)堿生成1molH₂O放出的熱量，注意弱電解質(zhì)的電離吸熱，濃硫酸溶于水放熱來解答；
（4）先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，然后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計(jì)算出反應(yīng)熱；

解答 解：（1）中和熱的測定過程中，需要大、小兩個(gè)燒杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、量筒、環(huán)形玻璃攪拌棒和溫度計(jì)，根據(jù)所給的儀器，可知還缺少的玻璃儀器為：環(huán)形玻璃攪拌棒和溫度計(jì)；
故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計(jì)；
（2）稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的中和熱△H=-57.3kJ•mol^-1，即HCl和NaOH反應(yīng)生成1mol水放出57.3kJ的熱量，表示中和熱的熱化學(xué)方程式為：HCl（aq）+NaOH（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ•mol^-1
故答案為：HCl（aq）+NaOH（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ•mol^-1；
（3）強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)熱效應(yīng)表示為：H⁺（aq）+OH^-（aq）═H₂O（l）△H=-57.3KJ•mol^-1，若用稀醋酸、稀硫酸、濃硫酸分別和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)來測定中和熱，因濃硫酸溶于水放熱，醋酸的電離吸熱，則恰好完全反應(yīng)時(shí)的放出的熱量為：①＜②＜③，所以△H₁＞△H₂＞△H₃；
故答案為：△H₁＞△H₂＞△H₃；
（4）3次溫度差分別為：3.2℃，3.1℃，3.3℃，均有效，三次溫度差平均值=$\frac{3.2℃+3.1℃+3.3℃}{3}$=3.2℃；
50mL 0.55mol/L NaOH溶液和50mL 0.5mol/L鹽酸溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.5mol/L=0.025mol，溶液的質(zhì)量為：100ml×1g/cm³=100g，溫度變化的值為△T=3.2℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.2℃=1337.6J，即1.3376KJ，所以實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5kJ/mol；
故答案為：3.2；-53.5kJ/mol．

點(diǎn)評 本題考查了中和熱的測定、誤差分析，題目難度不大，注意掌握測定中和熱的正確方法，明確實(shí)驗(yàn)操作過程中關(guān)鍵在于盡可能減少熱量散失，使測定結(jié)果更加準(zhǔn)確．