Question

【题目】某化学兴趣小组要完成中和热的测定。

(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、50 mL 0.50mol/L盐酸、50 mL 0.55mol/LNaOH溶液，实验尚缺少的玻璃用品是____、____。

(2)NaOH稍过量的原因是_______。

(3)实验中若改用60 mL 0.50 mol/L盐酸和50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液进行上述反应，与上述实验相比，所放出的热量_______(填“相等”或“不相等”)，所求中和热____(填“相等”或“不相等”)，理由是________。

(4)他们记录的实验数据如下：

实 验 用 品		溶液温度
		t1	t2
①	50 mL 0.55mol/LNaOH溶液	20 ℃	23.3 ℃
	50 mL 0.50mol/L盐酸
②	50 mL 0.55mol/LNaOH溶液	20 ℃	23.5 ℃
	50 mL 0.50mol/L盐酸

已知：Q=cm(t2-t1)，反应后溶液的比热容c为4.18 J/(℃g)，各物质的密度均为1 g/cm3。根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式：____。

(5)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热(ΔH)______(填“偏大”“偏小”或“不变”)，其原因是_______。

Answer 1

【答案】量筒 温度计 保证盐酸溶液完全反应 不相等 相等 中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时所释放的热量，与酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等 HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.85 kJ/mol 偏大 醋酸在溶液中电离吸收热量，使测得的中和热(ΔH)偏大

【解析】

(1)根据中和热测定的实验步骤选用需要的仪器，然后判断还缺少的仪器；

(2)NaOH的浓度比HCl的大，目的是NaOH过量，确保盐酸完全反应；

(3)物质反应放出的热量与反应的物质多少相对应。中和热是酸、碱发生中和反应产生1molH2O时放出的热量；

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

(5)根据醋酸是弱酸，电离吸收热量分析。

(1)中和热的测定过程中，需要用量筒量取酸溶液、碱溶液的体积，需要使用温度计测量温度，所以还缺少量筒和温度计；

(2)NaOH与HCl的体积相同，而NaOH的浓度比HCl的大，目的是NaOH过量，确保盐酸完全反应，使反应更充分；

(3)化学反应过程中放出的热量与反应的物质多少有关，若实验中若改用60 mL 0.50 mol/L盐酸和50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液进行上述反应，反应放出的热量以不足量的NaOH为标准，由于反应的NaOH增多，反应产生的H2O的物质的量也增多，所以反应放出的热量也比前者多，二者数值不相等，但由于中和热是酸、碱发生中和反应产生1molH2O时放出的热量，因此所求的中和热相等；

(4)两次温度差分别为：3.3℃，3.5℃，2组数据都有效，温度差平均值为3.4℃，50mL0.55mol/LNaOH和50mL0.5mol/LHCl反应产生水的物质的量以不足量的HCl为标准计算，n(H2O)=0.5mol/L×0.05L=0.025mol，混合溶液的质量和m(混合)=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/(g℃)，△T=3.4℃，代入公式Q=cmc△T，可得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/（g℃）×100g×3.4℃=1421.2J=1.4212kJ，即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ，所以生成1mol的水放出热量Q==56.85kJ，即该实验测得的中和热△H=-56.85kJ/mol。所以该反应的热化学方程式为：HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.85 kJ/mol；

(5)若用醋酸代替HCl，由于醋酸为弱酸，电离过程需吸收热量，导致溶液的温度升高偏低，产生等量的水，反应放出的热量偏少，使测得的中和热(ΔH)偏大。