Question

【題目】用50mL 0.25mol/LH2SO4溶液與50mL 0.55mol/LNaOH溶液在如下圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中放出的熱量可計算中和熱。回答下列問題：

(1)①燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是_____________。

②若大燒杯上改為蓋薄鐵板，求得的反應熱數值：_______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

③若通過測定計算產生的熱量為1.42kJ，請寫出表示中和熱的熱化學方程式：____________。

(2)上述實驗數值與57.3 kJ/mol有偏差，產生偏差的原因可能是______（填字母）。

a．實驗裝置保溫、隔熱效果差

b．分多次把NaOH溶液例入盛有硫酸的小燒杯中

c．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度

(3)①已知：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.2 kJ/mol

CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+247.4 kJ/mol

則以甲烷為原料制取氫氣是工業上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為：____________。

②由氣態基態原子形成1 mol化學鍵釋放的最低能量叫鍵能。已知表中所列鍵能數據，則NH3(g)l/2N2(g)+3/2H2(g) △H=_________kJ/mol。

化學鍵	H-H	N-H	N≡N
鍵能kJ/mol	436	391	945

Answer 1

【答案】 保溫，防止熱量散失 偏小 1/2H2SO4(aq)+NaOH(aq)= 1/2Na2SO4(aq)+ H2O(l) ΔH =－56.8kJ/mol abc CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝+165kJ·mol－1 +46.5

【解析】試題分析：本題考查中和熱的測定和誤差分析，蓋斯定律的應用和反應熱的計算。

（1）①燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫，防止熱量散失。

②若大燒杯上改為蓋薄鐵板，由于鐵易導熱，導致熱量散失，求得的反應熱數值偏小。

③反應生成n（H2O）=2n（H2SO4）=20.25mol/L0.05L=0.025mol，若通過測定計算產生的熱量為1.42kJ，則生成1molH2O放出的熱量為1.42kJ0.025=56.8kJ，則表示中和熱的熱化學方程式為1/2H2SO4(aq)+NaOH(aq)= 1/2Na2SO4(aq)+ H2O(l) ΔH =－56.8kJ/mol。

（2）56.8kJ/mol57.3kJ/mol，中和熱數值偏小。a項，實驗裝置保溫、隔熱效果差，導致中和熱數值偏小，有可能；b項，分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，多次打開燒杯上的蓋板，熱量散失，導致中和熱數值偏小，有可能；c項，用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度，溫度計上殘留的NaOH與H2SO4反應散失一部分熱量，導致中和熱數值偏小，有可能；答案選abc。

(3)①將兩個熱化學方程式編號：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.2 kJ/mol（①式）；CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+247.4 kJ/mol（②式），運用蓋斯定律消去CO，將①式2-②式得CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH=（+206.2kJ/mol）2-（+247.4kJ/mol）=+165kJ/mol，CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝+165kJ·mol－1。

②NH3(g)l/2N2(g)+3/2H2(g) △H=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和=3E（N-H）-1/2E（NN）-3/2E（H-H）=3391kJ/mol-1/2945kJ/mol-3/2436kJ/mol=+46.5kJ/mol。