Question

某化學(xué)興趣小組要完成中和熱的測定．
（1）實驗桌上備有燒杯（大、小兩個燒杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、環(huán)形玻璃棒、0.5mol?L^-1 鹽酸、0.55mol?L^-1NaOH溶液，尚缺少的實驗玻璃用品是

 

、

 

．
（2）他們記錄的實驗數(shù)據(jù)如下：

實 驗 用 品			溶 液 溫 度		中和熱 △H
			t1	t2
①	50mL0.55mol．L-1NaOH	50mL.0.5mol．L-1HCl	20℃	23.3℃
②	50mL0.55mol．L-1NaOH	50mL.0.5mol．L-1HCl	20℃	23.5℃

已知：Q=Cm（t₂-t₁），反應(yīng)后溶液的比熱容C為4.18J?g^-1?℃^-1，各物質(zhì)的密度均為1g?cm^-3．
計算完成上表．△H=

 

（3）某研究小組將V₁ mL 1.0mol/L HCl溶液和V₂ mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結(jié)果如圖所示（實驗中始終保持V₁+V₂=50mL）．回答下列問題：

研究小組做該實驗時環(huán)境溫度

 

（填“高于”、“低于”或“等于”）22℃，此反應(yīng)所用NaOH溶液的濃度應(yīng)為

 

mol．L^-1．

Answer 1

考點：配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,有關(guān)反應(yīng)熱的計算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,物質(zhì)的量濃度和溶解度專題

分析：（1）根據(jù)中和熱測定的實驗步驟選用需要的儀器，然后判斷還缺少的儀器；
（2）先求出2次反應(yīng)的溫度差，根據(jù)公式Q=cm△T來求出生成0.025mol的水放出熱量，最后根據(jù)中和熱的概念求出中和熱；
（3）從圖示觀察的起始溫度即為實驗時的溫度；由圖可知，恰好反應(yīng)時參加反應(yīng)的鹽酸溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL可知，消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20mL，以此求出NaOH溶液的濃度．

解答： 解：（1）中和熱的測定過程中，需要用量筒量取酸溶液、堿溶液的體積，需要使用溫度計測量溫度，所以還缺少溫度計和量筒，
故答案為：量筒；溫度計；
（2）50mL0.5mol?L^-1 鹽酸與50mL0.55mol?L^-1NaOH溶液混合，氫氧化鈉過量，反應(yīng)生成了0.025mol水，
第1次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20℃，最高溫度為23.3℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.3℃；
第2次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20℃，最高溫度為23.5℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.5℃；
50mL0.5mol?L^-1 鹽酸、0.55mol?L^-1NaOH溶液的質(zhì)量和為：m=100mL×1g/mL=100g，
c=4.18J/（g?℃），代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出熱量Q=4.18J/（g?℃）×100g×

3.3℃+3.5℃

2

=1.4212kJ，即生成0.025mol的水放出熱量1.4212kJ，所以生成1mol的水放出熱量為1.4212kJ×

1mol

0.025mol

=-56.848 kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-56.848 kJ?mol^-1，
故答案為：-56.848 kJ?mol^-1；  
（3）根據(jù)實驗結(jié)果圖2所示，5mLHCl溶液和45mLNaOH溶液反應(yīng)放熱后的溫度已經(jīng)是22℃，可以知道該實驗開始時溫度一定是低于22℃；
恰好反應(yīng)時參加反應(yīng)的鹽酸溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL，消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20mL，設(shè)恰好反應(yīng)時氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量為n，
         HCl+NaOH═NaCl+H₂O
         1           1 
  1.0mol?L^-1×0.03L  n
則n=1.0mol?L^-1×0.03L=0.03mol，
所以濃度C=

0.03mol

0.02L

=1.5mol/L，
故答案為：低于；1.5．

點評：本題考查熱了中和熱的測定方法及反應(yīng)熱的計算，題目難度中等，注意理解中和熱測定原理以及測定反應(yīng)熱的誤差等問題，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．