Question

【題目】(Ⅰ)50mL0.5mol·L-1的鹽酸與50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液在下圖所示的位置中進行中和反應。通過測定反應過程中放出的熱量可計算中和熱。回答下列問題：

(1)從實驗裝置上看，可知下圖裝置有三處不妥之處，請指出____________。

(2)在測定中和熱的實驗中，計算反應熱時需要的數據有_________

①酸的濃度和體積 ②堿的濃度和體積 ③比熱容 ④反應前后溶液的溫度差 ⑤操作所需時間

A.①②③⑤ B. ①②③④ C. ②③④⑤ D. ①③④⑤

(3)實驗中改用60mL0.50mol·L-1的鹽酸跟50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所求中和熱_________(填“相等”或“不相等”)，所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”)。

(4)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱數值會______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

(Ⅱ)（5）化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程，化學鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學鍵時釋放(或吸收)的能量，已知白磷和P4O6的分子結構如下圖所示，現提供以下化學鍵的鍵能：：kJ·mol-1，：kJ·mol-1，：kJ·mol-1，則反應P4(白磷)+3O2=P4O6的熱化學反應方程式為__________________。

(6)肼(N2H4)可作為火箭發動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。

已知：①N2(g)+2O2(g)═N2O4(l) △H1═-19.5kJmol-1

②N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g) △H2═-534.2kJmol-1

寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式___________________ 。

(7)化學反應N2+3H22NH3的能量變化如圖所示，該反應生成NH3(I)的熱化學方程式是______________。

Answer 1

【答案】無環形玻璃攪拌棒；在大小燒杯間沒有填滿碎泡沫(或紙條)；小燒杯口與大燒杯口不相等B不等相等偏小P4(白磷 s)+N2O4(I)=3N2(g)+2H2O(g)； △H=—1638kJ·mol-12N2H4(I)+N2O4(I)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1048.9kJ/molN2(g)+3H2(g)2NH3(I) △H=2(a-b-c)kJ·mol-1

【解析】

（1）為了測得溫度的最高值，應在最短的時間內讓鹽酸和氫氧化鈉充分反應，故缺少環形玻璃攪拌棒；為了測得溫度的最高值，應加強保溫、隔熱和防止熱量散失措施，應在在大小燒杯間填滿碎泡沫（或紙條），并使小燒杯口與大燒杯口相平；

(2)在測定中和熱的實驗中，計算反應熱時需要的數據有酸的濃度和體積、堿的濃度和體積、比熱容、反應前后溶液的溫度差，與實驗操作所需時間無關，故選項B符合題意；

(3)反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，并若用60mL0.50molL-1鹽酸與50mL0.55molL-1NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏高，但是中和熱的均是強酸和強堿反應生成1mol水時放出的熱，與酸堿的用量無關，中和熱數值相等；

(4)氨水為弱堿，電離過程為吸熱過程，所以用氨水代替稀氫氧化鈉溶液反應，反應放出的熱量小于57.3kJ；

(5)白磷燃燒放出的熱量=生成物的鍵能-反應物的鍵能=12×360 kJ-（6×198）kJ-（3×498）kJ=1638 kJ，反應的焓變是-1638 KJ/mol；反應P4（白磷）燃燒生成P4O6的熱化學方程式為：P4（s）+3O2（g）=P4O6（g）△H=-1638 KJ/mol；

（6）N2（g）+2O2（g）=N2O4（l）△H1=-19.5kJmol-1
②N2H4（l）+O2 （g）=N2（g）+2H2O（g）△H2=-534.2kJmol-1
根據蓋斯定律寫出肼和N2O4反應的熱化學方程：②×2-①得到：2N2H4（l）++N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1048.9 kJ/mol；

（7）由圖可知，生成1mol NH3（g）放出的熱量為b-akJ，由氣體變為液體，放出熱量為ckJ，則N2（g）+3H2（g）=2NH3（1）△H=-2（b-a）kJ/mol+2（-c）kJ/mol=2（a-b-c）kJmol-1。