Question

I．已知中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成lmol H₂O時(shí)的反應(yīng)熱．
某學(xué)生想通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量來(lái)計(jì)算中和熱．他將50mL0.5mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種儀器是

 

，燒杯間填滿(mǎn)碎塑料泡沫的作用是

 

．
（2）大燒杯上如不蓋硬紙板，則測(cè)得的溫度計(jì)的讀數(shù)變化值

 

 （偏大、偏小、無(wú)影響）
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)所用鹽酸及NaOH溶液的體積均為50mL，各溶液密度為1g/cm³，生成溶液的比熱容C=4.0J/（g?℃），某次實(shí)驗(yàn)?zāi)硨W(xué)生所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下．

	實(shí)驗(yàn)起始溫度（℃）	實(shí)驗(yàn)中止溫度（℃）
實(shí)驗(yàn)①	25.00	28.64
實(shí)驗(yàn)②	25.00	28.52
實(shí)驗(yàn)③	25.00	29.66

試計(jì)算該學(xué)生所求得的中和熱為

 

II．若在量熱計(jì)中將100ml 0.50mol/L的CH₃COOH溶液與100mL 0.50mol/LNaOH溶液混合，溫度從298.16K升高到300.70K．已知量熱計(jì)的熱容常數(shù)（量熱計(jì)各部件每升高1K所需的熱量）是150.5J/K，0.250mol/LCH₃COONa溶液比熱容為4.03J/（g?K），溶液的密度為1.0g/mL
（4）試求CH₃COOH的中和熱（酸堿中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)所放出的熱量）

 

．
（5）根據(jù)以上信息寫(xiě)出CH₃COOH的電離熱化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：中和熱的測(cè)定,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造來(lái)判斷該裝置的缺少儀器；中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作；
（2）不蓋硬紙板，會(huì)有一部分熱量散失；
（3）根據(jù)中和熱計(jì)算公式Q=cm△T中涉及的未知數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷；
（4）先根據(jù)溶液反應(yīng)放出的熱量Q=-cm△T+150.5J?⁰C^-1×△T，再根據(jù)中和熱△H=-

Q

n(H2O)

計(jì)算即可；
（5）CH₃COOH是弱酸，電離過(guò)程需要吸收能量，根據(jù)鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)以及乙酸與氫氧化鈉反應(yīng)的熱量差計(jì)算；

解答： 解：（1）由量熱計(jì)的構(gòu)造可知該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌器；
中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作，大小燒杯之間填滿(mǎn)碎紙條的作用是 保溫、隔熱，減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失；
故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒；防止熱量損失；
（2）大燒杯上如不蓋硬紙板，會(huì)有一部分熱量散失，求得的中和熱數(shù)值將會(huì)減小；
故答案為：偏��；
（3）第1次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為25℃，反應(yīng)后溫度為：28.64℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.64℃；
第2次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為25℃，反應(yīng)后溫度為：28.52℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.52℃；
第3次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為25℃，反應(yīng)后溫度為：29.66℃，反應(yīng)前后溫度差為：4.66℃；
第3組數(shù)據(jù)無(wú)效，溫度差平均值=3.58℃；50mL的0.50mol/L鹽酸與50mL的0.55mol/L氫氧化鈉溶液的質(zhì)量和為m=100mL×1g/cm³=100g，c=4.0J/（g?℃），代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出熱量Q=4.0J/（g?℃）×100g×3.58℃=1.432kJ，即生成0.025mol的水放出熱量為：1.432kJ，所以生成1mol的水放出熱量為1.432kJ×

1mol

0.025mol

=57.28kJ，即該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-57.28kJ/mol，
故答案為：△H=-57.28 kJ/mol；
（4）溫度差△t=300.7K-298.16K=2.54K，Q=cm△t=2.54K×4.03J?（g?K）^-1×200g+150.5J?K^-1×2.54K=2429.51J，△H=-

Q

n(H2O)

=-

2429.51J

0.05mol

=-48.59kJ/mol，
故答案為：△H=-48.59kJ/mol；
（5）鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)中和熱△H=-57.28kJ/mol，乙酸與氫氧化鈉反應(yīng)△H=-48.59kJ/mol，CH₃COOH是弱酸，電離過(guò)程需要吸收能量，CH₃COOH的電離吸收的能量為：57.28-48.59=8.69KJ，所以CH₃COOH（aq）?CH₃COO^-（aq）+H⁺（aq）△H=+8.69 kJ/mol，
故答案為：CH₃COOH（aq）?CH₃COO^-（aq）+H⁺（aq）△H=+8.69 kJ/mol；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了中和熱的測(cè)定方法、計(jì)算、誤差分析，題目難度不大，注意掌握測(cè)定中和熱的正確方法，明確實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中關(guān)鍵在于盡可能減少熱量散失，使測(cè)定結(jié)果更加準(zhǔn)確．