Question

【題目】化學反應都有能量變化，吸熱或放熱是化學反應中能量變化的主要形式之一。

Ⅰ．丙烷（C3H8）是一種優良的燃料，下圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1molH2O（I）過程中的能量變化圖。試回答下列問題：

（1）寫出丙烷燃燒的熱化學方程式：__________。

（2）二甲醚（CH3OCH3）是一種新型燃料，應用前景廣闊。1mol二甲醚完全燃燒生成CO2和液態水放出1455kJ的熱量。若1mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO2和液態水共放出1645kJ的熱量，則混合氣體中丙烷和二甲醚的物質的量之比為__________。

Ⅱ．用下圖所示的裝置進行中和熱的測定實驗，分別取50mL0.55mol/L的NaOH溶液、50mL0.25mol/L的硫酸進行實驗，回答下列問題：

（1）從上圖實驗裝置看，其中尚缺少的一種玻璃用品是__________，除此之外，裝置中的一個明顯錯誤是__________。

（2）近似認為0.55mol/L的NaOH溶液和0.25mol/L的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·℃)，通過以下數據計算中和熱△H=__________（結果保留小數點后一位）。

溫度 實驗次數	起始溫度t1/℃			終止溫度t2/℃
	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

（3）若改用60mL0.25mol/L的H2SO4和50mL0.55mol/L的NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量__________（填“相等”或“不相等”）。 所求中和熱___(填“等”或“不相等”),簡述理由__________________________________________。

（4）上述實驗數值結果與57.3kJ/mol有偏差，產生偏差的原因可能是（填字母）_____。

a．實驗裝置保溫、隔熱效果差

b．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中

d．將以上四實驗測量溫度均納入計算平均值

Answer 1

【答案】C3H8（g）+5O2（g）＝3CO2（g）+4H2O（l）△H=-2215.0kJ/mol1∶3環形玻璃棒未將小燒杯和大燒杯杯口保持相平-56.8kJ/mol不相等相等中和熱是指酸跟堿發生中和反應生成1 mol H2O時所放出的熱量，與酸堿的用量無關abc

【解析】

Ⅰ．（1）根據圖象可知生成1mol液態水放出的熱量是553.75kJ，則1mol丙烷完全燃燒生成4mol水放出的熱量是，因此丙烷燃燒的熱化學方程式為C3H8（g）+5O2（g）＝3CO2（g）+4H2O（l）△H=-2215.0kJ/mol；

(2)設混合氣體中丙烷和二甲醚的物質的量分別是xmol、ymol，則x+y=1，1455y+2215x=1645kJ，解得x=0.25、y=0.75，因此混合氣體中丙烷和二甲醚的物質的量之比為1：3；

Ⅱ．(1)由量熱計的構造可知該裝置的缺少儀器是環形玻璃攪拌器；為了減少熱量的損失，大燒杯杯口與小燒杯杯口應該相平、小燒杯口用硬紙板蓋住；

（2）第一次測定溫度差為：（29.5-26.1）℃=3.4℃；第二測定溫度差為：（32.3-27.2）℃=5.1℃；第三次測定溫度差為：（29.2-25.9）℃=3.3℃；第四次測定溫度差為：（29.8-26.3）℃=3.5℃；其中第二次的溫度差誤差較大，應該舍棄，其他三次溫度差的平均值為：。50mL0.55mol/L的NaOH溶液與50mL0.25mol/L的硫酸進行中和反應，生成水的物質的量為0.05L0.50mol/L=0.025mol，溶液的質量為100mL1g/mL=100g，溫度變化的值為，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=mc =100g4.18J/(g)=1421.2J，即1.4212kJ，所以實驗測得的中和熱；

（3）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，若改用60mL0.25mol/L的H2SO4和50mL0.55mol/L的NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量增加，因此與上術實驗相比，所放出的熱量不相等；改變酸和堿的用量，反應中放出的熱量會變化，但反應熱是不變的，因為中和熱是指酸跟堿發生中和反應生成1 mol H2O時所放出的熱量，與酸堿的用量無關。故答案為相等；中和熱是指酸跟堿發生中和反應生成1 mol H2O時所放出的熱量，與酸堿的用量無關；

（4）a．實驗裝置保溫、隔熱效果必須好，否則放出的熱量偏小，故正確；b．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后，要將溫度計回零后再測定H2SO4溶液的溫度，否則放出的熱量偏小，故正確；c．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，不允許分多次把把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，否則會導致較多熱量散失，放出的熱量偏小，故正確；d．根據以上分析可知將以上四實驗測量溫度均納入計算平均值會導致反應放出的熱量偏多，故錯誤。答案選abc。