【題目】(I)火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)它們混合反應(yīng)時,即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣,并放出大量熱。已知:0.4 mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng),生成氮氣和水蒸氣,放出256.652 kJ的熱量。

(1)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________________________。

(2)下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù):

化學(xué)鍵

P—P

P—O

O=O

P=O

鍵能/(kJ/mol)

a

b

c

x

已知白磷的燃燒熱ΔH=-d kJ/mol,白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如下圖所示,則上表中x______________________(用含有ab、cd的代數(shù)式表示)。

(II)分別取40 mL0.50 mol/L鹽酸與0.55 mol/L氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱。

請回答下列問題:

(3)A的儀器名稱為_____________

(4)如下圖所示,泡沫塑料板上面有兩個小孔,兩個小孔不能開得過大,其原因是____________;反應(yīng)需要測量溫度,每次測量溫度后都必須采取的操作是____________________。

(5)某學(xué)生實驗記錄數(shù)據(jù)如下:

實驗序號

起始溫度t1

終止溫度t2

鹽酸

氫氧化鈉

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

已知鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g/cm3,又知中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J/(g·)

依據(jù)該學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)計算,該實驗測得的中和熱ΔH=________;

(6)假定該學(xué)生的操作完全同上,實驗中改用100 mL 0.5 mol/L鹽酸跟100 mL 0.55 mol/L氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實驗相比,所放出的熱量________(相等不相等”),所求中和熱________(相等不相等”)。

【答案】 N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol1 x (d+6a+5c-12b) 環(huán)形玻璃攪拌棒 減少熱量損失 用水將溫度計上的液體沖掉并擦干溫度計 -51.8 kJ/mol 不相等 相等

【解析】(I)(1)反應(yīng)方程式為:N2H4+2H2O2=N2+4H2O,根據(jù)0.4mol液態(tài)肼放出的熱量,計算1mol液態(tài)肼放出的熱量,進(jìn)而寫出熱化學(xué)方程式;

(2)白磷燃燒的方程式為P4+5O2=P4O10,根據(jù)化學(xué)鍵的斷裂和形成的數(shù)目進(jìn)行計算;

(II)(3)根據(jù)測定中和熱使用的儀器分析解答;

(4)根據(jù)測定中和熱過程中必須盡量減少熱量的散失分析;

(5)先根據(jù)表中測定數(shù)據(jù)計算出混合液反應(yīng)前后的平均溫度差,再根據(jù)Q=cmT計算出反應(yīng)放出的熱量,最后計算出中和熱;

(6)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)中和熱的概念和實質(zhì)來回答

(I)(1)反應(yīng)方程式為:N2H4+2H2O2═N2+4H2O,0.4mol液態(tài)肼放出256.652kJ的熱量,則1mol液態(tài)肼放出的熱量為=641.63kJ,所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2H4(g)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)H=-641.63kJ/mol,故答案為:N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)H=-641.63kJ/mol;

(2)白磷燃燒的方程式為P4+5O2=P4O10,1mol白磷完全燃燒需拆開6mol P-P、5mol O=O,形成12molP-O、4mol P=O,所以(6mol×a kJ/mol+5 mol×c kJ/mol)-12mol×bkJ/mol+4mol×xkJ/mol=-dkJ/mol,x=kJ/mol,故答案為:;

(II)(3)根據(jù)圖示,儀器A是環(huán)形玻璃攪拌棒,故答案為:環(huán)形玻璃攪拌棒;

(4)如圖所示,A為泡沫塑料板,上面有兩個小孔,分別插入溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒,若兩個小孔開得過大,會導(dǎo)致散失較多的熱量,影響測定結(jié)果;

中和反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度計上的酸與NaOH溶液反應(yīng)放熱,使溫度計讀數(shù)升高,溫度差偏低,但使測得的中和熱偏高,所以每次測量后用水將溫度計上的液體沖掉,并擦干溫度計;故答案為:減少熱量散失;用水將溫度計上的液體沖掉,并擦干溫度計;

(5)1次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.05℃,反應(yīng)后溫度為:23.2℃,反應(yīng)前后溫度差為:3.15℃;第2次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.3℃,反應(yīng)前后溫度差為:3.1℃;第3次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.55℃,反應(yīng)前后溫度差為:3.05;40mL0.50mol/L鹽酸與40mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液的質(zhì)量和為m=80mL×1g/cm3=80g,c=4.18J/(g),代入公式Q=cmT得生成0.05mol的水放出熱量Q=4.18J/(g)×80g×=1.036kJ,即生成0.02mol的水放出熱量為:1.036kJ,所以生成1mol的水放出熱量為:1.036kJ×=-51.8kJ/mol,即該實驗測得的中和熱H=-51.8kJ/mol,故答案為:-51.8kJ/mol;

(6)反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān),若用100mL 0.50mol/L鹽酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實驗相比,生成水的量增加,所放出的熱量增多,但是中和熱是稀的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時放出的熱,與酸堿的用量無關(guān),所以用100mL 0.50mol/L鹽酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行上述實驗,測得中和熱數(shù)值相等,故答案為:不相等;相等。

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化學(xué)式

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CuS

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溶度積

6.3×10﹣18

1.3×10﹣36

2.5×10﹣13

下列有關(guān)說法中正確的是( 。
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B.25℃時,飽和CuS溶液中,Cu2+的濃度為1.3×10﹣36 molL﹣1
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