Question

15．分别取40mL的0.50mol/L盐酸与40mL 0.55mol/L氢氧化钠溶液进行中和反应．通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热．请回答下列问题．
（1）理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量，写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）如右图所示，仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒；大小烧瓶间填满泡沫塑料的作用减少实验过程中的热量损失．
（3）假设盐酸和NaOH溶液的密度都是1g/cm³，又知中和后生成溶液的比热容c=4.18×10^-3kJ/（g•℃）．
为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：

实验序号	起始温度t1℃		终止温度t1℃
	盐酸	氢氧化钠	混合溶液
1	20.0	20.1	23.2
2	20.2	20.4	23.4
3	20.5	20.6	23.6

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热△H=-51.8kJ/mol；（结果保留一位小数）
（4）上述实验结果的数值与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）ac．
a．实验装置保温、隔热效果差
b．把NaOH溶液迅速倒入盛有稀硫酸的小烧杯中
c．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的．

Answer 1

分析 （1）根据酸碱中和反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量书写热化学方程式；
（2）根据仪器的结构可知，仪器A是环形玻璃搅拌棒；根据中和热测定实验成败的关键是保温工作；
（3）先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值，再根据Q=cm△T计算出反应放出的热量，最后计算出生成1mol水放出的热量，就可以得到中和热；
（4）a．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小；
b．将NaOH溶液倒入小烧杯中，不能分几次倒入，否则会导致热量散失；
c．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸溶液温度，盐酸的起始温度偏高；

解答 解：（1）已知稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钠稀溶液都是强酸和强碱的稀溶液，则反应的热化学方程式为：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O （l）△H=-57.3 kJ/mol，
故答案为：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）仪器A是环形玻璃搅拌棒；中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是：减少实验过程中的热量损失；
故答案为：环形玻璃搅拌棒；减少实验过程中的热量损失；
（3）第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃，反应后温度为：23.2℃，反应前后温度差为3.15℃；
第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃，反应后温度为：23.4℃，反应前后温度差为3.1℃；
第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55℃，反应后温度为：23.6℃，反应前后温度差为3.05℃；
三组数据均有效，平均温度差为3.1℃，40mL的0.50mol/L盐酸与40mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m=80mL×1g/cm³=80g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.05mol的水放出热量Q=4.18J/（g•℃）×80g×3.1℃=1.036kJ，即生成0.02mol的水放出热量为：1.036kJ，所以生成1mol的水放出热量为1.036kJ×$\frac{1mol}{0.02mol}$=-51.8kJ/mol，即该实验测得的中和热△H=-51.8kJ/mol；
故答案为：-51.8kJ/mol；
（4）a．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故a正确；
b．把NaOH溶液迅速倒入盛有稀硫酸的小烧杯中，能减少热量的损失，操作正确，故b错误；
c．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸溶液温度，盐酸的起始温度偏高，温度差偏小，中和热的数值偏小，故c正确；
故选：ac．

点评 本题主要考查热化学方程式以及反应热的计算，题目难度大，注意理解中和热的概念、把握热化学方程式的书写方法以及测定反应热的误差等问题．