Question

【題目】已知在稀溶液中，強酸跟強堿發生中和反應生成1mol水時的反應熱叫做中和熱。現利用如圖裝置進行中和熱的測定，請回答下列問題：

（1）圖中缺少的儀器或用品有______、______。

（2）做一次完整的中和熱測定實驗，溫度計需使用_____次。

（3）把溫度為15.0℃，濃度為0.5mol/L的酸溶液和0.55mol/L的堿溶液各50mL混合(溶液密度均為1g/mL)，生成溶液的比熱容c=4.18 J·g-1·℃-1，輕輕攪動，測得酸堿混合液的溫度變化數據如下:

反應物	起始溫度t1/℃	終止溫度t2/℃	中和熱
HCl+NaOH	15.0	18.3	△H1
HCl+NH3·H2O	15.0	18.0	△H2

①計算表格中第一組實驗測出的中和熱△H1=______(保留一位小數)。

②寫出表格中第二組實驗的熱化學方程式:_______________(保留一位小數)。

③兩組實驗結果差異的原因是________________。

④堿溶液過量的原因是___________。

Answer 1

【答案】 環形玻璃攪拌棒 燒杯上方的泡沫塑料板或硬紙板 3 -55.2KJ/mol HC1(aq)+NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(1)△H=-50.2kJ/mol NH3·H2O是弱堿，在中和過程中NH3·H2O發生電離，要吸熱，因而放熱少 使酸完全反應

【解析】（1）根據中和熱的測定裝置及該圖所示可判斷，圖中有兩處未畫出，它們分別是環形玻璃攪拌棒、燒杯上方的泡沫塑料蓋；（2）做一次完整的中和熱測定實驗，溫度計需測量反應前鹽酸、氫氧化鈉溶液的溫度及二者混合反應后溶液的溫度，故至少需使用3次；（3）①反應以不足量的HCl為標準計算，n(HCl)＝n(H2O)＝0.5mol/L×0.05L＝0.025mol，Q＝cm△t＝4.18J/(g℃)×100g×(18.3－15)℃＝1379.4J，則△H1＝－1379.4J÷0.025mol＝－55176J/mol≈－55.2kJ/mol；②根據以上分析可知第二組實驗中Q＝cm△t＝4.18J/(g℃)×100g×(18－15)℃＝1254J，則△H2＝－1254J÷0.025mol＝－50160J/mol≈－50.2kJ/mol，所以該反應的熱化學方程式是HCl(aq)+NH3H2O(aq)＝NH4Cl(aq)+H2O(l)△H2=－50.2kJ/mol；③反應熱是酸、堿發生中和反應產生1mol水放出的熱量。由于NH3H2O是弱堿，存在電離平衡，電離需要吸收熱量，故反應產生1mol水放出的熱量比強堿NaOH少。④根據以上分析可知堿溶液過量的原因是使酸完全反應。