Question

15．利用如圖裝置測定中和熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用量筒量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小燒杯中，測出硫酸溫度；
②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，并用另一溫度計(jì)測出其溫度；
③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測出混合液最高溫度．
回答下列問題：
（1）寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式（中和熱數(shù)值為57.3kJ/mol）：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ•mol^-1．
（2）倒入NaOH溶液的正確操作是C（從下列選出）．
A．沿玻璃棒緩慢倒入　B．分三次少量倒入    C．一次迅速倒入
（3）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是D （從下列選出）．
A．用溫度計(jì)小心攪拌        B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯          D．用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃棒輕輕地?cái)噭?dòng)
（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：
①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?br />

溫度   實(shí)驗(yàn)次數(shù)	起始溫 度t1℃			終止溫度t2/℃	溫度差平均值（t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.5
2	27.0	27.4	27.2	32.3
3	25.9	25.9	25.9	29.2
4	26.4	26.2	26.3	29.8

②近似認(rèn)為0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃）．則中和熱△H=-56.8kJ•mol^-1
（ 取小數(shù)點(diǎn)后一位）．
③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是（填字母）abcd．
a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
d．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度
（5）已知：P₄（白磷，s）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ/mol
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ/mol
試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式P₄（白磷，s）=4P（紅磷，s）△H=-29.2kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出熱化學(xué)方程式；
（2）將NaOH溶液倒入小燒杯中，不能分幾次倒入，否則會(huì)導(dǎo)致熱量散失，影響測定結(jié)果；
（3）硫酸和氫氧化鈉混合時(shí)，用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地?cái)噭?dòng)，使硫酸與NaOH溶液混合均勻；
（4）①先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；
②根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，最后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計(jì)算出反應(yīng)熱；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏��；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量不變，但溫度差偏��；
c．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，減少熱量損失；
d．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度，酸堿反應(yīng)放熱，硫酸的起始溫度偏高．
（5）根據(jù)蓋斯定律寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的焓變，書寫熱化學(xué)方程式；

解答 解：（1）強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的中和熱為-57.3kJ/mol，中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ•mol^-1；
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ•mol^-1；
（2）倒入氫氧化鈉溶液時(shí)，必須一次迅速的倒入，目的是減少熱量的散失，不能分幾次倒入氫氧化鈉溶液，否則會(huì)導(dǎo)致熱量散失，影響測定結(jié)果；
故選C；
（3）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作方法是：用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地?cái)噭?dòng)；溫度計(jì)是測量溫度的，不能使用溫度計(jì)攪拌；也不能輕輕地振蕩燒杯，否則可能導(dǎo)致液體濺出或熱量散失，影響測定結(jié)果；更不能揭開硬紙片用玻璃棒攪拌，否則會(huì)有熱量散失；
故選D；
（4）①4次溫度差分別為：3.4℃，5.1，3.3℃，3.5℃，第2組數(shù)據(jù)無效，溫度差平均值為3.4℃；
故答案為：3.4℃；
②50mL 0.25mol/L硫酸與50mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.25mol/L×2=0.025mol，溶液的質(zhì)量為100ml×1g/ml=100g，溫度變化的值為△T=3.4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.4℃=1421.2J，即1.4212KJ，所以實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=-$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$=-56.8kJ/mol；
故答案為：-56.8 kJ•mol^-1；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故a正確；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量不變，但溫度差偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故b正確；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，熱量散失，中和熱的數(shù)值偏小，故c正確；
d．溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測溫度，酸堿反應(yīng)放熱，硫酸的起始溫度偏高，溫度差偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故d正確．
故答案為：abcd；
（5）已知：P₄（白磷，s）+5O₂（g）═P₄O₁₀（s）△H=-2983.2kJ/mol ①
P（紅磷，s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{4}$P₄O₁₀（s）△H=-738.5kJ/mol ②
根據(jù)蓋斯定律：①-②×4可得：P₄（s，白磷）=4P（s，紅磷）△H=（-2983.2kJ/mol）-（-738.5kJ）×4=-29.2kJ/mol，
故答案為：P₄（白磷，s）=4 P（紅磷，s）△H=-29.2 kJ/mol．

點(diǎn)評 本題主要考查熱化學(xué)方程式以及反應(yīng)熱的計(jì)算，題目難度大，注意理解中和熱的概念、把握熱化學(xué)方程式的書寫方法，以及測定反應(yīng)熱的誤差等問題．