Question

19．中和热的测定实验的关键是要比较准确地配制一定的物质的量浓度的溶液，量热器要尽量做到绝热；在量热的过程中要尽量避免热量的散失，要求比较准确地测量出反应前后溶液温度的变化．回答下列问题：
（1）中学化学实验中的中和热的测定所需的玻璃仪器有：烧杯、温度计、量筒、环形玻璃棒．在大小烧杯之间填满碎泡沫（或纸条）其作用是隔热、减少实验过程中热量的损失．
（2）该实验常用0.50mol•L^-1 HCl和0.55mol•L^-1的NaOH溶液各50mL．NaOH的浓度大于HCl的浓度作用是保证盐酸完全被中和．当室温低于10℃时进行，对实验结果会造成较大的误差，其原因是散热太快．
（3）若上述HCl、NaOH溶液的密度都近似为1g/cm³，中和后生成的溶液的比热容C=4.18J/（g•℃），则该中和反应放出热量为100×4.18×（t₂-t₁）×10^-3kJ（填表达式），△H=-$\frac{100×4.18（{t}_{2}-{t}_{1}）×1{0}^{-3}}{0.025}$ kJ/mol（填表达式）．
（4）中和热测定实验中，下列操作会使测得的△H数值偏大的是D
A．大烧杯上没有盖硬纸板
B．用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
C．用相同浓度和体积的硝酸代替稀盐酸溶液进行实验
D．用1gNaOH固体代替50mL0.5mol/L的NaOH溶液进行实验．

Answer 1

分析 （1）根据量热计的构造和实验步骤来确定实验的仪器；中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是：保温、隔热、减少实验过程中的热量散失；
（2）为了保证HCl完全反应，碱应过量；温度过低，散热加快，对实验结过造成的误差较大；
（3）先根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量，然后根据△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol计算出反应热；
（4）根据实验的关键是保温，如果装置能量散失，则会导致结果偏低，如果装置得到能量，则会导致结果偏高，
A．根据不盖硬纸板，会有一部分热量散失；
B．根据金属的导热性很好，会导致热量的散失；
C．根据相同浓度和体积的硝酸代替稀盐酸都是稀的强酸，对实验无影响；
D．NaOH固体溶于水放热，温度升高．

解答 解：（1）中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有大烧杯、小烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒；大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是：保温、隔热、减少实验过程中的热量散失，
故答案为：量筒；环形玻璃搅拌棒；隔热、减少实验过程中热量的损失；
（2）NaOH的浓度大于HCl的浓度，使盐酸完全被中和，减少了盐酸挥发对实验的影响；如果温度过低，散热加快，对实验结过造成的误差较大，
故答案为：保证盐酸完全被中和；散热太快；
（3）0.50mol•L^-1HCl和0.55mol•L^-1的NaOH溶液各50mL进行中和反应，生成水的物质的量为：0.05L×0.50mol•L^-1=0.025mol，溶液的质量为：100ml×1g/ml=100g，设反应前后的温度值分别用t₁和t₂表示，温度变化的值△T=t₂-t₁，则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×（t₂-t₁）=100×4.18×（t₂-t₁）×10^-3kJ；
所以实验测得的中和热为：△H=-$\frac{100×4.18（{t}_{2}-{t}_{1}）×1{0}^{-3}}{0.025}$kJ/mol，
故答案为：100×4.18×（t₂-t₁）×10^-3；-$\frac{100×4.18（{t}_{2}-{t}_{1}）×1{0}^{-3}}{0.025}$；
（4）A．不盖硬纸板，会有一部分热量散失，使测得的△H数值偏小，故A错误；
B．用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒，金属的导热性很好，会导致热量的散失，使测得的△H数值偏小，故B错误；
C．相同浓度和体积的硝酸代替稀盐酸都是稀的强酸，对实验无影响，使测得的△H数值不变，故C错误；
D．NaOH固体溶于水放热，温度升高，使测得的△H数值偏大，故D正确；
故答案为：D．

点评 本题考查热反应热的测定与计算，题目难度大，注意理解中和热的概念以及测定反应热的原理，明确常见化学实验的基本操作方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．