- 化学反应与能量的变化
- 共3280题
(2015秋•新疆校级期中)中和热是指酸跟碱发生中和反应生成lmol H2O所放出的热量.某学生想通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热.他将50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应.请回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是______,烧杯间填满碎塑料泡沫的作用是______.
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值______(填“偏大”、“偏小’、“无影响”)
(3)实验中改用60mL 0.50mol/L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液进行反应,上述实验相比,所放出的热量______(填“相等”或“不相等”),所求中和热的数值______(填“相等”或“不相等”).
正确答案
环形玻璃搅拌棒
保温、隔热,减少实验过程中的热量损失
偏小
不相等
相等
解析
解:(1)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;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纸条的作用是保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;
故答案为:环形玻璃搅拌棒;保温、隔热,减少实验过程中的热量损失;
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,会有一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小,故答案为:偏小;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的7少有关,若用60mL 0.50mol/L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增7,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成nmol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用60mL 0.50mol/L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液进行上述实验,测得中和热数值相等;
故答案为:不相等;相等.
某实验小组学生用50mL 0.50mol/L的盐酸与50mL 0.50mol/L的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计算反应热.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.该装置的保温效果并不如量热计那样好,大小烧杯之间要填满纸片,装置存在热量的散失,故A错误;
B.根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器,故B正确;
C.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纸条的作用是减少实验过程中的热量损失,故C错误;
D.60mL0.50mol/L盐酸跟60mL0.50mol/L的NaOH溶液进行反应反应所放出热量比50mL的放出的热量高,故D错误;
故选B.
已知H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1,回答下列问题(图1).
(1)仪器A的名称______;碎泡沫塑料的作用是______.
(2)环形玻璃搅拌棒不能用环形铜质搅拌棒代替,其原因是______
(3)若通过实验测定中和热的△H的绝对值常常小于57.3kJ/mol,其原因可能是______
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度
(4)将V1mL1.0mol•L-1 HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图2所示(实验中始终保持V1+V2=50mL).由图2可知,氢氧化钠的浓度为______;
假设盐酸与氢氧化钠起始温度平均值为21.0℃,图2中最高温度为28.0℃,并近似认为NaOH溶液和盐酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g•℃).则中和热△H=______.(取小数点后一位). (提示:Q=cm△t)
正确答案
解:(1)仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒;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:环形玻璃搅拌棒;隔热,减少热量散失,
故答案为:环形玻璃搅拌棒;保温、隔热作用;
(2)在测定中和热时,必须做好保温工作,环形铜质搅拌棒会导致较多的热量散失,影响测定结果,
故答案为:铜棒易导致热量的散失;
(3)a.实验装置保温、隔热效果差,导致测定的最高温度偏小,测定的温度差偏小,测定结果偏低,故a错误;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,导致量取的氢氧化钠溶液的体积偏大,若盐酸过量,反应生成的水的物质的量偏大,放出的热量偏高,测定的最高温度偏大,测定结果偏高;若盐酸不足,则不影响测定结果,故b错误;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,导致有部分热量散失,测定的最高温度偏小,温度差偏小,测定结果偏低,故c正确;
d.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度,导致温度计上的部分盐酸与氢氧化钠溶液反应,测定的氢氧化钠溶液的初始温度偏高,计算出的温度差偏低,测定结果偏低,故d正确;
故答案为:acd;
(4)恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30mL,由V1+V2=50mL可知,消耗的氢氧化钠溶液的质量为20mL,设恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量是n,则
HCl+NaOH=NaCl+H2O
1 1
1.0mol•L-1×0.03L n
则n=1.0mol•L-1×0.03L=0.03mol,所以浓度是:=1.5mol/L;20mL 0.15mol/L氢氧化钠与30mL0.10mol/L盐酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.20L×0.15mol/L=0.03mol,溶液的质量为:50mL×1g/ml=50g,温度变化的值为△T=(28.0-21.0)℃=7.0℃,则生成0.03mol水放出的热量为Q=m•c•△T=50g×4.18J/(g•℃)×7.0℃=1463J,即1.463kJ,则该中和反应的中和热为:△H=-
kJ/mol≈-48.8kJ/mol,
故答案为:1.5mol/L;-48.8kJ•mol-1 .
解析
解:(1)仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒;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:环形玻璃搅拌棒;隔热,减少热量散失,
故答案为:环形玻璃搅拌棒;保温、隔热作用;
(2)在测定中和热时,必须做好保温工作,环形铜质搅拌棒会导致较多的热量散失,影响测定结果,
故答案为:铜棒易导致热量的散失;
(3)a.实验装置保温、隔热效果差,导致测定的最高温度偏小,测定的温度差偏小,测定结果偏低,故a错误;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,导致量取的氢氧化钠溶液的体积偏大,若盐酸过量,反应生成的水的物质的量偏大,放出的热量偏高,测定的最高温度偏大,测定结果偏高;若盐酸不足,则不影响测定结果,故b错误;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,导致有部分热量散失,测定的最高温度偏小,温度差偏小,测定结果偏低,故c正确;
d.用温度计测定盐酸初始温度后,直接测定氢氧化钠溶液的温度,导致温度计上的部分盐酸与氢氧化钠溶液反应,测定的氢氧化钠溶液的初始温度偏高,计算出的温度差偏低,测定结果偏低,故d正确;
故答案为:acd;
(4)恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30mL,由V1+V2=50mL可知,消耗的氢氧化钠溶液的质量为20mL,设恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量是n,则
HCl+NaOH=NaCl+H2O
1 1
1.0mol•L-1×0.03L n
则n=1.0mol•L-1×0.03L=0.03mol,所以浓度是:=1.5mol/L;20mL 0.15mol/L氢氧化钠与30mL0.10mol/L盐酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.20L×0.15mol/L=0.03mol,溶液的质量为:50mL×1g/ml=50g,温度变化的值为△T=(28.0-21.0)℃=7.0℃,则生成0.03mol水放出的热量为Q=m•c•△T=50g×4.18J/(g•℃)×7.0℃=1463J,即1.463kJ,则该中和反应的中和热为:△H=-
kJ/mol≈-48.8kJ/mol,
故答案为:1.5mol/L;-48.8kJ•mol-1 .
某化学兴趣小组要完成中和热的测定.
(1)实验桌上备有烧杯(大小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、量筒、0.5mol•L-1 盐酸、0.55mol•L-1NaOH溶液,实验尚缺少的两种玻璃用品是______.
(2)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应,则测得的中和热会比(1)测出的△H______(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
(3)为了测其酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据是______(填字母)
①酸的浓度和体积②碱的浓度和体积
③比热容 ④反应后溶液的质量
⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后温度变化
⑦操作所需的时间
A.①②③⑥B.①③④⑤C.③④⑤⑥D.全部.
正确答案
温度计和环形玻璃搅拌棒
偏大
C
解析
解:(1)中和热测定的实验步骤选用需要的仪器有:烧杯(大小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、量筒、盐酸、NaOH溶液、温度计和环形玻璃搅拌棒,
故答案为:温度计和环形玻璃搅拌棒;
(2)醋酸是弱酸,电离过程需要吸热,但中和反应是放热的,焓变是负值,若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应,则测得的中和热会比(1)测出的△H偏大,
故答案为:偏大;
(3)根据反应热的计算公式△H=Q=-cm△T可知,酸碱反应的中和热计算时,至少需要的数据有:比热容c、反应后溶液的质量以及生成水的物质的量m、反应前后温度,根据反应前后的温度获得反应前后温度变化△T,故选C.
用50mL 0.50mol•L-1盐酸与50mL 0.55mol•L-1 NaOH溶液,在如图所示的装置中进行中和反应,测定强酸与强碱反应的反应热.
(1)在该实验中,量取50mL盐酸或NaOH溶液,需要用到的玻璃仪是______;
(2)装置中大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是______;
(3)某同学实验记录的数据如上表所示,其中记录的终止温度是指______温度;
(4)计算该实验发生中和反应时放出的热量为______kJ[中和后生成的溶液的比热容c=4.18J•(g•℃)-1,稀溶液的密度都为1g•cm-3];
(5)如果用50mL 0.55mol/L的氨水(NH3•H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,通过测得的反应热计算中和热,其中和热△H会偏大,其原因是______.
正确答案
解:(1)在该实验中,量取50mL盐酸或NaOH溶液,需要用到的玻璃仪是量筒和胶头滴管,
故答案为:量简和胶头滴管;
(2)中和热测定实验中,必须尽量减少实验过程中热量的损失,
故答案为:减少实验过程中的热量损失;
(3)氢氧化钠溶液与盐酸完全反应后混合溶液的最高温度为终止温度,
故答案为:完全反应后混合溶液的最高;
(4)第三次得到温度差误差较大,应该舍弃,所以平均温度差为:=3.2℃,溶液的质量为:100ml×1g/ml=100g,则该反应中放出的热量为:Q=m•c•△T=100g×4.18J/(g•℃)×3.2℃=1340J,即1.34kJ,
故答案为:1.34 kJ;
(5)氨水为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ,
故答案为:NH3•H2O是弱电解质,电离需要吸热(或生成的盐会水解,要吸收热量等).
解析
解:(1)在该实验中,量取50mL盐酸或NaOH溶液,需要用到的玻璃仪是量筒和胶头滴管,
故答案为:量简和胶头滴管;
(2)中和热测定实验中,必须尽量减少实验过程中热量的损失,
故答案为:减少实验过程中的热量损失;
(3)氢氧化钠溶液与盐酸完全反应后混合溶液的最高温度为终止温度,
故答案为:完全反应后混合溶液的最高;
(4)第三次得到温度差误差较大,应该舍弃,所以平均温度差为:=3.2℃,溶液的质量为:100ml×1g/ml=100g,则该反应中放出的热量为:Q=m•c•△T=100g×4.18J/(g•℃)×3.2℃=1340J,即1.34kJ,
故答案为:1.34 kJ;
(5)氨水为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ,
故答案为:NH3•H2O是弱电解质,电离需要吸热(或生成的盐会水解,要吸收热量等).
(2015春•南安市校级期中)下列有关反应热测定实验叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.有些反应很慢,有的反应不直接发生,其反应热通过实验测定有困难,可以用盖斯定律间接计算出来,故A正确;
B.中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量,与酸碱的用量无关,所以两反应测定的中和热相等,故B错误
C.实验时需要记录初始温度T1和最高温度T2,代入公式计算,故C错误;
D.酸碱混合时,要保证NaOH溶液的温度和酸的温度一样,在立即倒入小烧杯中和酸混合反应,故D错误;
故选A.
根据中和热测定的实验回答下列问题:
(1)环形搅拌棒不用金属制的原因是______;
(2)用同一温度计测完盐酸的温度后再测氢氧化钠溶液温度前需进行的操作是:______;
(3)装置中大、小烧杯间填满碎泡沫塑料(或碎纸条)作用是______;
(4)已知水的比热容为4.18J/(g•℃),稀盐酸和稀氢氧化钠溶液的浓度分别为c1、c2mol/L,用量均为VmL,混合前溶液的平均温度为t1,混合溶液的最高温度为t2,则中和热△H=______kJ/mol(请写出简化的代数式,否则不给分).
正确答案
金属易传热,会增加热量损失
将温度计上的酸用水冲洗干净
减小热量损失
-
解析
解:(1)本实验要防止热量的散失,金属是热的良导体,故答案为:金属易传热,会增加热量损失;
(2)为了计算的准确,盐酸应全部反应,所以要将将温度计上的酸用水冲洗干净,并将洗涤液倒入酸中,故答案为:将温度计上的酸用水冲洗干净;
(3)为防止热量散失在两个烧杯间填装碎泡沫塑料或碎纸条,故答案为:减小热量损失;
(4)稀盐酸和稀氢氧化钠溶液的浓度分别为c1、c2mol/L,用量均为VmL,进行中和反应生成水的物质的量为V×10-3L×c1mol/L=mol,溶液的质量为:2VmL×1g/ml=2Vg,
温度变化值为t2-t1,则生成mol水放出的热量为Q=m•c•△T=2Vg×4.18J/(g•℃)×(t2-t1)℃=8.36(t2-t1)×VJ,即0.00836(t2-t1)×VkJ,
所以实验测得的中和热△H=-=-
kJ/mol,
故答案为:-.
实验室用50mL0.50mol•L-1盐酸、50mL0.55mol•L-1NaOH溶液和下图所示装置进行测定和热的实验,得到表中的数据:
试完成下列问题:
(1)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是______,不能用铜丝搅拌棒代替玻璃棒的理由是______.
(2)经数据处理,t2-t1=3.4℃,则该实验测得的中和热△H=______.[盐酸和NaOH溶液的密度按1g•cm-3计算,反应后混合溶液的比热容(c)按4.18J•(g・℃)-1计算].
(3)若用50mL0.50mol•L-1 NaOH溶液进行上述实验,并测得中和热为△H1,则△H1______△H(填(“>”“<”或“=”)
正确答案
上下抽动
金属传热快,热量损失大导致误差大
-56.8kJ/mol
=
解析
解:(1)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下抽动;铜丝搅拌棒是热的良导体,热量损失大导致误差大,所以不能将环形玻璃搅拌棒改为铜丝搅拌棒,
故答案为:上下抽动;金属传热快,热量损失大导致误差大;
(2)50mL 0.50mol•L-1盐酸、50mL 0.55mol•L-1 NaOH的质量和为m=100mL×1g/mL=100g,c=4.18J/(g•℃),△T=t2-t1=3.4℃,代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/(g•℃)×100g×3.4℃=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=56.8kJ,即该实验测得的中和热△H=-56.8kJ/mol,
故答案为:-56.8kJ/mol;
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,若用50mL0.50mol•L-1 NaOH溶液进行上述实验,并测得中和热为△H1,则△H1=△H,
故答案为:=;
下列有关实验说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、中和热的测定中,为了减少热量散失,应该使用环形玻璃棒搅拌,不能使用普通玻璃棒,故A错误;
B、过滤是分离固体与液体的方法,一般用于分离无机物,故B错误;
C、相同温度下硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小,所以将硫酸亚铁和硫酸铵的混合溶液加热浓缩就能得到硫酸亚铁铵晶体,当出现晶膜时停止加热,然后让其自然冷却,不能蒸干,否则会失去结晶水;晶体析出后抽滤,并用少量乙醇洗涤即可获得硫酸亚铁铵,故C正确;
D、由于移液管没有玻璃旋塞或橡胶管,所以必须要检查是否漏水,故D错误;
故选C.
50mL 1.0mol•L-1盐酸跟50mL 1.1mol•L-1氢氧化钠溶液在图1装置中进行中和反应,并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热.试回答下列问题:
(1)大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用______.
(2)______(填“能”或“不能”)将环形玻璃搅拌棒改为环形铜棒.其原因是______.
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,对求得中和热数值的影响是______(填“偏高”或“偏低”或“无影响”).
(4)如果改用60mL 1.0mol•L-1盐酸跟50mL 1.1mol•L-1氢氧化钠溶液进行反应,则与上述实验相比,所放热量______(“增加”、“减少”或“不变”),所求中和热数值______(“增加”、“减少”或“不变”)
(5)某研究小组将装置完善后,把V1 mL 1.0mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图2所示(实验中始终保持V1+V2=50mL).回答下列问题:研究小组做该实验时环境温度______(填“高于”、“低于”或“等于”)22℃.
正确答案
保温、隔热,减少热量散失
不能
金属导热,导致热量散失
偏低
增加
不变
低于
解析
解:(1)根据量热计的构造和实验的成败关键来判断该装置的大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,减少热量散失,故答案为:保温、隔热,减少热量散失;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,金属铜的导热效果好于环形玻璃搅拌棒,故答案为:不能;金属导热,导致热量散失;
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,会有一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小,故答案为:偏低;
(4)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并若用60mL0.25mol•L-1H2SO4溶液跟50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以用50mL0.50mol•L-1醋酸代替H2SO4溶液进行上述实验,测得中和热数值相等,故答案为:增加;不变;
(5)根据实验结果图2所示内容,可以知道该实验开始时温度一定是低于22℃,故答案为:低于.
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