Question

用50mL0.5mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L的氫氧化鈉在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)，通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱．回答下列問題：
（1）燒杯間填滿碎紙條的作用是

 

．
（2）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)氫氧化鈉溶液的濃度要用0.55mol/L的原因

 

．實(shí)驗(yàn)中若改用60mL0.50mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，若實(shí)驗(yàn)操作均正確，則所求中和熱

 

（填“相等”“不相等”），所放出的熱量

 

（填“相等”“不相等”）．
（4）此實(shí)驗(yàn)裝置還有一處錯(cuò)誤的是

 

．
（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)

 

（填“偏大”“偏小”“無影響”）
（6）雙鴨山一中某化學(xué)小組利用改良后的此裝置測(cè)量了醋酸的中和熱（文獻(xiàn)值53.5KJ?mol^-1），在小燒杯（另選）中改加入100mL0.50mol?L^-1的CH₃COOH溶液與100mL0.55mol?L^-1的NaOH溶液，溫度從298.0K升高至300.5K．假設(shè)實(shí)驗(yàn)裝置的熱容常數(shù)（各部件每升高1K所需要的熱量）是160J?K^-1，溶液密度均為1g?mL，生成溶液的比熱容c=4.2J?（g?K）^-1．試求CH₃COOH中和熱的△H=KJ?mol^-1，實(shí)驗(yàn)值與理論值不一致的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：中和熱的測(cè)定

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作，根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造來判斷該裝置的燒杯間填滿碎紙條的作用；
（2）根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造來判斷該裝置的缺少儀器；
（3）根據(jù)氫氧化鈉過量能保證鹽酸完全反應(yīng)；反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，并根據(jù)中和熱的概念和實(shí)質(zhì)來回答；
（4）小燒杯和硬紙板之間空隙太大，也會(huì)導(dǎo)致熱量損失；
（5）根據(jù)弱電解質(zhì)電離吸熱分析．
（6）先根據(jù)溶液反應(yīng)放出的熱量Q=-cm△T+160J?⁰C^-1×△T，再根據(jù)中和熱△H=

-Q

n(H2O)

計(jì)算即可；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是保溫，如果裝置有能量散失，則會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低．

解答： 解：（1）根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造和實(shí)驗(yàn)的成敗關(guān)鍵來判斷該裝置的大小燒杯間填滿碎紙條的作用是保溫、隔熱，防止熱量散失，
故答案為：保溫、隔熱，防止熱量散失；
（2）由量熱計(jì)的構(gòu)造可知該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒，
故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒；
（3）用過量的氫氧化鈉保證鹽酸反應(yīng)完全，以鹽酸的量為準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，
反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，并若用60mL 0.5mol?L^-1的鹽酸與50mL 0.55mol?L^-1的氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏高，但是中和熱的均是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱，與酸堿的用量無關(guān)；
故答案為：要保證鹽酸反應(yīng)完全；相等；不相等；
（4）小燒杯和硬紙板之間空隙太大，也會(huì)導(dǎo)致熱量損失；
故答案為：小燒杯和硬紙板之間空隙太大；
（5）氨水為弱堿，電離過程為吸熱過程，所以用氨水代替稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量小于57.3kJ，
故答案為：偏小．
（6）溫度差△t=300.5K-298.0K=2.5K，Q=2.5K×4.2J?（g?K）^-1×200g+160J?K^-1×2.5K=2500J=2.5kJ，△H=

-Q

n(H2O)

=-

2.5kJ

0.05mol

=-50 kJ/mol，
測(cè)量鹽酸的溫度后，溫度計(jì)沒有用水沖洗干凈，在測(cè)堿的溫度時(shí)，會(huì)發(fā)生酸和堿的中和，溫度計(jì)示數(shù)變化值減小，所以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)得中和熱的數(shù)值偏��；
把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時(shí)動(dòng)作遲緩，會(huì)導(dǎo)致一部分能量的散失，實(shí)驗(yàn)測(cè)得中和熱的數(shù)值偏小；
大燒杯的蓋板中間小孔太大，會(huì)導(dǎo)致一部分能量散失，所以測(cè)的數(shù)值降低等；
故答案為：-50 kJ/mol，試驗(yàn)過程中裝置有能量散失，則導(dǎo)致結(jié)果偏低．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生中和熱測(cè)定，保溫工作是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，掌握實(shí)驗(yàn)原理即可解答，難度不大．