Question

15．50mL 0.50mol/L盐酸跟50mL 0.55mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热．
（1）理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量，写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）如图所示，仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒；在实验过程中，如果不把温度计上的酸用水冲洗干净直接测量NaOH溶液的温度，则测得的△H＞-57.3KJ/mol（填“＞”、“＜”或“=”）；

实验次数	起始温度t1/℃		终止温度t2/℃
	盐酸	NaOH溶液
1	20.2	20.3	23.7
2	20.3	20.5	23.8
3	21.5	21.6	24.9

（3）根据上表中所测数据进行计算（近似认为盐酸和NaOH溶液的密度都是1g•cm^-3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J•g^-1•℃^-1），则中和热△H=-56.8kJ/mol （取小数点后一位）．
（4）若某同学利用如图装置做实验，有些操作不规范，造成测得中和热的数值偏低，请你分析可能的原因是ABDF．
A．测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净
B．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C．做本实验的当天室温较高
D．将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水
E．在量取盐酸时仰视计数
F．大烧杯的盖板中间小孔太大．

Answer 1

分析 （1）根据稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量书写热化学方程式；
（2）根据仪器的结构可知，仪器A是环形玻璃搅拌棒；如果不把温度计上的酸用水冲洗干净直接测量NaOH溶液的温度，酸和碱之间因为中和反应而导致的热量损失；
（3）先求出三次反应的温度差，根据公式Q=cm△T来求出生成0.05mol的水放出热量，最后根据中和热的概念求出反应热；
（4）根据实验的关键是保温，如果装置有能量散失，则会导致结果偏低，根据实验中用到的试剂以及实验操作知识来判断．

解答 解：（1）稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钠稀溶液分别是强酸、强碱，则反应的热化学方程式为NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
故答案为：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）仪器A是环形玻璃搅拌棒；如果不把温度计上的酸用水冲洗干净直接测量NaOH溶液的温度，酸和碱之间因为中和反应而导致的热量损失，求得的中和热数值将会减小，但反应热△H＞-57.3KJ/mol；
故答案为：环形玻璃搅拌棒；＞；
（3）第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.25℃，反应后的最高温度为23.7℃，反应前后温度差为：3.45℃；
第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.40℃，反应后的最高温度为23.8℃，反应前后温度差为：3.40℃；
第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为21.55℃，反应后的最高温度为24.9℃，反应前后温度差为：3.35℃；
三组数据都有效，温度差平均值为3.40℃，50mL 0.50mol/L盐酸跟50mL 0.55mol/L NaOH溶液的质量和为m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/（g•℃）×100g×3.40℃=1421.2J=1.4212kJ，即生成0.025mol的水放出热量1.4212kJ，所以生成1mol的水放出热量为$\frac{1.4212kJ×1mol}{0.025mol}$=56.8kJ，即该实验测得的中和热△H=-56.8kJ/mol；
故答案为：-56.8 kJ•mol^-1；
（4）A．测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净，在测碱的温度时，会发生酸和碱的中和，温度计示数变化值减小，所以导致实验测得中和热的数值偏小，故A正确；
B、把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓，会导致一部分能量的散失，实验测得中和热的数值偏小，故B正确；
C、做本实验的室温和反应热的数据之间无关，故C错误；
D、将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水，由于氨水是弱碱，碱的电离是吸热的过程，所以导致实验测得中和热的数值偏小，故D正确；
E、在量取盐酸时仰视计数，会使得实际量取体积高于所要量的体积，算过量，可以保证碱全反应，会使得中和和热的测定数据偏高，故E错误；
F、大烧杯的盖板中间小孔太大，会导致一部分能量散失，所以测的数值降低，故F正确．
故答案为：ABDF．

点评 本题考查中和热的测定与计算，实验误差分析，题目难度中等，侧重于考查学生的实验能力和计算能力．