Question

【题目】用如图所示的装置进行中和热的测定实验，分别取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液、50 mL 0.25 mol/L的硫酸进行实验，回答下列问题：

(1)从图中实验装置看，其中尚缺少的用品是_______，除此之外，装置中的一个明显错误是_______。

(2)近似认为0.55 mol/L的NaOH溶液和0.25 mol/L的硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)，通过以下数据计算中和热△H=_________。（结果保留小数点后一位）。

温度 实验次数	起始温度t1/℃			终止温度t2/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.5
2	27.0	27.4	27.2	32.3
3	25.9	25.9	25.9	29.2
4	26.4	26.2	26.3	29.8

(3)若改用50 mL0.25 mol/L的H2SO4和50 mL0.55 mol/L的NH2·H2O溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_______（填“不变”“偏高"或“偏低”）。

(4)上述实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是________(填字母)。

a. 实验装置保温、隔热效果差

b. 用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

c. 分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

d. 将以上四实验测量温度均纳入计算平均值

Answer 1

【答案】环形玻璃搅拌棒 未将大烧杯杯口与小烧杯杯口保持相平 -56.8 kJ/mol 偏低 abc

【解析】

(1)根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器；为了减少热量的损失，大烧杯杯口与小烧杯杯口相平，两烧杯之间塞满碎泡沫塑料；大烧杯上如不盖硬纸板，会使一部分热量散失；

(2)先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值；根据Q=cm△T计算反应放出的热量，最后根据△H= - kJ/mol计算出反应热；

(3)根据弱电解质电离吸收热量分析反应放出的热量的多少；

(4)a. 装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小；

b. 用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度，硫酸的起始温度偏高，温度差偏小；

c. 分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失；

d. 若将以上四实验测量温度均纳入计算平均值，反应放出热量使溶液升高的平均温度△T=3.825℃，则可根据Q=cm△T计算生成0.025 mol水放出的热量然后利用△H= - kJ/mol计算出反应热、最后进行判断。

(1)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒；为了减少热量的损失，大烧杯杯口与小烧杯杯口相平，两烧杯之间塞满碎泡沫塑料；大烧杯上如不盖硬纸板，会使一部分热量散失，求得的中和热数值将会减小，故答案为：环形玻璃棒；未将小烧杯和大烧杯杯口保持相平；

(2)4次温度差分别为：3.4℃，5.1℃，3.3℃，3.5℃，可见第2组数据无效，温度差平均值△T =℃=3.4℃；50 mL0.25 mol/L硫酸中的H+与50 mL0.55 mol/L碱NaOH溶液z OH-的物质的量少，进行中和反应生成水的物质的量根据硫酸计算，n(H2O)= 0.25 mol/L×2×0.05 L=0.025 mol，反应后溶液的质量m(溶液)=100 mL×1 g/mL=100 g，温度变化的值为△T=3.4℃，则生成0.025 mol水放出的热量为Q=cm△T=4.18 J/(g℃)×100 g×3.4℃=1421.2 J=1.4212 kJ，所以实验测得的中和热△H= -=-56.8 kJ/mol；

(3)NH2·H2O是弱电解质，电离过程吸收热量，使反应放出的热量偏低；

(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，a符合题意；

b. 温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度，硫酸的起始温度偏高，温度差偏小，导致测定的中和热的数值偏小，b符合题意；

c. 分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失，中和热的数值偏小，c符合题意；

d. 若将以上四实验测量温度均纳入计算平均值，为△T=3.825℃，则生成0.025 mol水放出的热量为Q= cm△T=4.18J/(g℃)×100 g×3.825 ℃=1598.85 J=1.59885 kJ，所以实验测得的中和热△H= -=-63.9 kJ/mol，反应热偏大，不符合偏小实际，d不符合题意；

故合理选项是abc。