Question

9．利用如圖裝置測定中和熱的實驗步驟如下：
①用量筒量取50mL 0.5mol/L鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；
②用另一量筒量取50mL 0.6mol/L NaOH溶液，并用另一溫度計測出其溫度；
③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設法使之混合均勻，測出混合液最高溫度．
回答下列問題：
（1）寫出稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液反應表示中和熱的熱化學方程式（中和熱數值為57.3kJ/mol）：HCl （aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol．
（2）倒入NaOH溶液的正確操作是C（從下列選出）．
A．沿玻璃棒緩慢倒入　B．分三次少量倒入  C．一次迅速倒入
（3）使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是D（從下列選出）．
A．用溫度計小心攪拌        B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯          D．用套在溫度計上的環形玻璃棒輕輕地攪動
（4）實驗數據如下表：
①請填寫下表中的空白：

溫度   實驗次數	起始溫度t1℃			終止溫度t2/℃	溫度差平均值
	HCl	NaOH	平均值		（t2-t1）/℃
1	26.2	26.0	26.1	29.5
2	27.0	27.4	27.2	33.3
3	25.9	25.9	25.9	29.2
4	26.4	26.2	26.3	29.8

②近似認為0.6mol/L NaOH溶液和0.6mol/L鹽酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃）．則中和熱△H=-56.8kJ/mol（ 取小數點后一位）．
③上述實驗數值結果與57.3kJ/mol有偏差，產生偏差的原因可能是（填字母）abcd．
a．實驗裝置保溫、隔熱效果差
b．將鹽酸轉移至小燒杯時灑了一部分在外面
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中
d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定鹽酸溶液的溫度．

Answer 1

分析 （1）根據中和熱是強酸和強堿的稀溶液完全反應生成1mol水放出的熱量，標注物質聚集狀態和對應焓變寫出熱化學方程式；
（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）稀鹽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，稀鹽酸與NaOH溶液混合均勻；
（4）①先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；
②根據Q=m•c•△T計算反應放出的熱量，最后根據△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計算出反應熱；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小；
b．將鹽酸轉移至小燒杯時灑了一部分在外面，放出的熱量偏小；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中，熱量散失較多；
d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定鹽酸溶液的溫度，鹽酸的起始溫度偏高．

解答 解：（1）強酸強堿的中和熱為-57.3kJ/mol，即強酸和強堿的稀溶液完全反應生成1mol水放出的熱量為57.3kJ，稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液反應的中和熱的熱化學方程式：HCl （aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
故答案為：HCl （aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（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，
故選：C；
（3）使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是：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，不能使用溫度計攪拌；也不能輕輕地振蕩燒杯，否則可能導致液體濺出或熱量散失，影響測定結果；更不能打開硬紙片用玻璃棒攪拌，否則會有熱量散失；
故選：D；
（4）①4次溫度差分別為：3.4℃，6.1℃，3.3℃，3.5℃，第2組數據無效，其他三次溫度差平均值為3.4℃，故答案為：3.4℃；
②50mL 0.5mol/L鹽酸與50mL 0.6mol/L NaOH溶液進行中和反應生成水的物質的量為0.05L×0.5mol/L=0.025mol，溶液的質量為100ml×1g/ml=100g，溫度變化的值為△T=3.4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.4℃=1421.2J，即1.4212kJ，所以實驗測得的中和熱△H=-$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$=-56.8kJ/mol；
故答案為：-56.8kJ/mol；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，故a正確；
b．將鹽酸轉移至小燒杯時灑了一部分在外面，放出的熱量偏小，中和熱的數值偏小，故b正確；
c．分多次把NaOH 溶液倒人盛有硫酸的小燒杯中，熱量散失較多，測得溫度偏小，中和熱的數值偏小，故c正確；
d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定鹽酸溶液的溫度，鹽酸的起始溫度偏高，溫度差偏小，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，故d正確；
故選：abcd．

點評 本題主要考查熱化學方程式以及反應熱的計算，題目難度不大，注意理解中和熱的概念、把握熱化學方程式的書寫方法，以及測定反應熱的誤差等問題．