Question

【题目】盐酸或硫酸和NaOH溶液的中和反应没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明NaOH溶液与盐酸或硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案。请回答有关问题：

（1）方案一：如图装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始，向下插细铁丝，使小试管内盐酸和广口瓶内NaOH溶液混合，此时观察到的现象是________________________________，原因是__________________________________________________。

（2）方案二：该小组借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的NaOH溶液和盐酸各10 mL混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：

则x＝______。假设盐酸和NaOH溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，依据该小组的实验数据计算，写出表示稀盐酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式________________________________________。

（3）若H＋(aq)＋OH－(aq) ===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1；现有：①稀H2SO4与Ba(OH)2(aq)　②浓H2SO4与Ba(OH)2(aq)　③稀HNO3与Ba(OH)2(aq)反应生成1 mol H2O(l)的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者由小到大的关系为 ______________________。

Answer 1

【答案】U形管内液面左边下降、右边升高 盐酸和NaOH发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大 7 NaOH(aq)＋HCl(aq)=== NaCl (aq) ＋H2O(l)　ΔH＝－58.52 kJ·mol－1 ΔH2＜ΔH1＜ΔH3

【解析】

（1）由于盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大；（2）根据表中数据可知，实验2中生成水的物质的量是实验1中的2倍，实验溶液升高的温度也应该是2倍；Q=cm ，根据实验2，生成0.001mol水，放出热量Q=4.18 J·g－1·℃－1×20g×7℃，则生成1mol水放热58.52 kJ；（3）稀H2SO4与Ba(OH)2(aq)生成硫酸钡沉淀放热；浓H2SO4稀释时放出大量的热。

（1）由于盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大，所以U形管内液面左边下降、右边升高。（2）根据表中数据可知，实验2中生成水的物质的量是实验1中的2倍，实验溶液升高的温度也应该是2倍，所以x=7；Q=cm ，根据实验2，放出热量Q=4.18 J·g－1·℃－1×20g×7℃，则生成1mol水放热58.52 kJ，所以表示稀盐酸和稀NaOH溶液反应的中和热的热化学方程式NaOH(aq)＋HCl(aq)=== NaCl (aq) ＋H2O(l)　ΔH＝－58.52 kJ·mol－1；（3）稀H2SO4与Ba(OH)2(aq)生成硫酸钡沉淀放热；浓H2SO4稀释时放出大量的热，所以浓H2SO4与Ba(OH)2(aq)反应放热最多、稀HNO3与Ba(OH)2(aq)反应放热最少，ΔH2＜ΔH1＜ΔH3。