Question

3．利用如圖裝置測定中和熱的實驗步驟如下：
①量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小燒杯中，測量溫度；
②量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，測量溫度；
③將NaOH溶液倒入小燒杯中，混合均勻后測量混合液溫度．
請回答：
（1）NaOH溶液稍過量的原因確保硫酸被完全中和．
（2）加入NaOH溶液的正確操作是B（填字母）．
A．沿玻璃棒緩慢加入       B．一次迅速加入       C．分三次加入
（3）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是用環形玻璃棒輕輕攪動．
（4）設溶液的密度均為1g/cm³，中和后溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃），請根據實驗數據寫出該反應的熱化學方程式H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）Na₂SO₄（aq）+2H₂O（l）；△H=-113.7kJ•mol^-1．

溫度 實驗次數	起始溫度t1/℃			終止溫度 t2/℃	溫度差平均值（t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	25.0	25.2	25.1	28.5	3.4
2	24.9	25.1	25.0	28.3	3.3
3	25.6	25.4	25.5	29.0	3.5

（5）若將含0.5mol H₂SO₄的濃硫酸與含1mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于（填“小于”、“等于”或“大于”）57.3kJ，原因是濃硫酸溶于水放出熱量．

Answer 1

分析 （1）為了確保定量的硫酸反應完全，所用NaOH稍過量；
（2）將NaOH溶液倒入小燒杯中，不能分幾次倒入，否則會導致熱量散失，影響測定結果；
（3）硫酸和氫氧化鈉混合時，用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕地攪動，使鹽酸與NaOH溶液混合均勻；
（4）計算出三次的溫差平均值，然后根據公式Q=△H=△Tcm來計算反應的焓變，并根據熱化學方程式的書寫方法來寫熱化學方程式；
（5）根據濃硫酸溶于水會放熱熱量分析．

解答 解：（1）實驗中，所用NaOH稍過量的原因是確保定量的硫酸反應完全，
故答案為：確保硫酸被完全中和；
（2）倒入氫氧化鈉溶液時，必須一次迅速的倒入，目的是減少熱量的散失，不能分幾次倒入氫氧化鈉溶液，否則會導致熱量散失，影響測定結果，
故答案為：B；        
（3）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作方法是：用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕地攪動；溫度計是測量溫度的，
故答案為：用環形玻璃棒輕輕攪動；
（4）三次的平均溫差為：$\frac{3.4+3.3+3.5}{3}$℃=3.4℃，Q=△H=-△Tcm=-3.4℃×4.18J/（g•℃）×100mL×1g/mL═1.4212kJ/mol，50moL 0.25mol•L^-1硫酸與50mL 0.55mol/L NaOH溶液的中和反應生成水的物質的量是0.025mol，所以生成2mol水放出的熱量為：$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$×2=113.7kJ•mol^-1，所以熱化學方程式為：H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）Na₂SO₄（aq）+2H₂O（l）；△H=-113.7kJ•mol^-1，
故答案為：H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）Na₂SO₄（aq）+2H₂O（l）；△H=-113.7kJ•mol^-1；
（5）由于濃硫酸溶于水放出熱量，則導致中和反應中放熱的熱量偏大，
故答案為：大于；濃硫酸溶于水放出熱量．

點評 本題考查了中和熱的測定方法，題目難度中等，注意掌握測定中和熱的正確方法，明確實驗操作過程中關鍵在于盡可能減少熱量散失，使測定結果更加準確．