Question

4．某實驗小組用50mL 1.0mol/L的鹽酸與50mL 1.1mol/L的NaOH溶液在如圖1所示裝置進行中和熱的測定，請回答下列問題：

（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃儀器是環形玻璃攪拌器
（2）做1次完整的中和熱測定實驗，溫度計需使用3次，某同學為了省去清洗溫度計的麻煩，建議實驗時使用兩支溫度計分別測量酸和堿的溫度，你是否同意該同學的觀點，為什么？不同意，因為不同溫度計誤差不同
（3）該實驗小組做了三次實驗，每次取溶液各50mL，并記錄如圖原始數據．

實驗序號	起始溫度t1/℃			終止溫度（t2）℃	溫差（t2-t1）℃
	鹽酸	NaOH溶液	平均值
1	25.1	24.9	25.0	31.7	6.7
2	25.1	25.1	25.1	32.0	6.9
3	25.1	25.1	25.1	33.6	8.5

已知鹽酸、NaOH溶液密度近似為1.00g/cm³，中和后混和液的比熱容 C=4.18J（g•℃）則該反應的中和熱為
△H=-56.8kJ/mol
（4）將V₁ mL 1.0mol/L HCl溶液和V₂ mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結果如圖2所示（實驗中始終保持V₁+V₂=50mL）
下列敘述正確的是B
A．做該實驗時環境溫度為22℃
B．該實驗表明化學能可以轉化為熱能
C．NaOH溶液的濃度約是1.0mol/L
D．該實驗表明有水生成的反應都是放熱反應．

Answer 1

分析 （1）根據量熱計的構造來判斷該裝置的缺少儀器；
（2）根據溫度計要測反應前酸溶液的溫度，測反應前堿溶液的溫度，混合反應后測最高溫度一共3次；根據不同溫度計的誤差不同；
（3）先判斷三次反應溫度差的有效性，然后求出平均值，再根據公式Q=cm△T來求出生成0.05mol的水放出熱量，最后根據中和熱的概念求出中和熱；
（4）A．實驗時的溫度應為酸堿未混合之前的溫度；
B．此實驗表明化學能可以轉化為熱能；
C．恰好反應時參加反應的氫氧化鈉溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL可知，消耗鹽酸的體積為20mL，以此計算鹽酸的濃度；
D．根據一個反應無法得出此結論；

解答 解：（1）根據量熱計的構造可知該裝置的缺少儀器是環形玻璃攪拌器；
故答案為：環形玻璃攪拌器；
（2）溫度計要測反應前酸溶液的溫度，測反應前堿溶液的溫度，混合反應后測最高溫度一共3次；不同溫度計的誤差不同，
故答案為：3；不同意，因為不同溫度計誤差不同；
（3）3次反應前后溫度差分別為：6.7℃、6.9℃、8.5℃，第3組誤差較大，舍去，平均值為6.8℃，50mL 1.0mol/L的鹽酸與50mL 1.1mol/L的NaOH溶液的質量和為m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.05mol的水放出熱量Q=4.18J/（g•℃）×100g×6.8℃=2.8424kJ，即生成0.5mol的水放出熱量2.8424kJ，所以生成1mol的水放出熱量為$\frac{2.8424kJ}{0.05}$=56.8kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-56.8kJ/mol；
故答案為：-56.8kJ/mol；
（4）A．溫度為22℃時加入了5mL氫氧化鈉溶液，中和反應為放熱反應，則做該實驗時環境溫度低于22℃，故A錯誤；
B．由圖示可以看出該反應過程放出熱量，表明化學能可以轉化成熱能，故B正確；
C．恰好反應時參加反應的氫氧化鈉溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL可知，消耗的鹽酸的體積為20mL，恰好反應時消耗HCl的物質的量是n，由HCl+NaOH=NaCl+H₂O可知，n=1.0mol•L^-1×0.03L=0.03mol，所以濃度c=$\frac{0.03mol}{0.02L}$=1.5mol/L，故C錯誤；
D．只是該反應放熱，其他有水生成的反應不一定放熱反應，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查了中和反應測定與計算、反應中能量轉化關系，準確把握圖象及中和反應的實質是解題關鍵，題目難度中等．