- 化学反应与能量的变化
- 共3280题
利用如图装置测定中和热的实验步骤如下:
①量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小烧杯中,测量温度;
②量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,测量温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,混合均匀后测量混合液温度.
请回答:
(1)NaOH溶液稍过量的原因______.
(2)加入NaOH溶液的正确操作是______(填字母).
A.沿玻璃棒缓慢加入 B.一次迅速加入 C.分三次加入
(3)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是______.
(4)设溶液的密度均为1g/cm3,中和后溶液的比热容c=4.18J/(g•℃),请根据实验数据写出该反应的热化学方程式______.
(5)若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量______(填“小于”、“等于”或“大于”)57.3kJ,原因是______.
正确答案
解:(1)实验中,所用NaOH稍过量的原因是确保定量的硫酸反应完全,
故答案为:确保硫酸被完全中和;
(2)倒入氢氧化钠溶液时,必须一次迅速的倒入,目的是减少热量的散失,不能分几次倒入氢氧化钠溶液,否则会导致热量散失,影响测定结果,
故答案为:B;
(3)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;温度计是测量温度的,
故答案为:用环形玻璃棒轻轻搅动;
(4)三次的平均温差为:℃=3.4℃,Q=△H=-△Tcm=-3.4℃×4.18J/(g•℃)×100mL×1g/mL═1.4212kJ/mol,50moL 0.25mol•L-1硫酸与50mL 0.55mol/L NaOH溶液的中和反应生成水的物质的量是0.025mol,所以生成2mol水放出的热量为:
×2=113.7kJ•mol-1,所以热化学方程式为:H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l);△H=-113.7kJ•mol-1,
故答案为:H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l);△H=-113.7kJ•mol-1;
(5)由于浓硫酸溶于水放出热量,则导致中和反应中放热的热量偏大,
故答案为:大于;浓硫酸溶于水放出热量.
解析
解:(1)实验中,所用NaOH稍过量的原因是确保定量的硫酸反应完全,
故答案为:确保硫酸被完全中和;
(2)倒入氢氧化钠溶液时,必须一次迅速的倒入,目的是减少热量的散失,不能分几次倒入氢氧化钠溶液,否则会导致热量散失,影响测定结果,
故答案为:B;
(3)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;温度计是测量温度的,
故答案为:用环形玻璃棒轻轻搅动;
(4)三次的平均温差为:℃=3.4℃,Q=△H=-△Tcm=-3.4℃×4.18J/(g•℃)×100mL×1g/mL═1.4212kJ/mol,50moL 0.25mol•L-1硫酸与50mL 0.55mol/L NaOH溶液的中和反应生成水的物质的量是0.025mol,所以生成2mol水放出的热量为:
×2=113.7kJ•mol-1,所以热化学方程式为:H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l);△H=-113.7kJ•mol-1,
故答案为:H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l);△H=-113.7kJ•mol-1;
(5)由于浓硫酸溶于水放出热量,则导致中和反应中放热的热量偏大,
故答案为:大于;浓硫酸溶于水放出热量.
在做中和热实验测定中和热时,应使用的仪器正确的组合是:( )
①量筒 ②托盘天平 ③烧杯 ④容量瓶 ⑤冷凝管 ⑥温度计 ⑦酒精灯.
正确答案
解析
解:中和热测定的实验装置如图,需要温度计测定溶液温度、环形玻璃搅拌棒搅拌使溶液混合均匀,还需要量筒量取一定量的酸、碱溶液,故选A.
已知25℃、101kPa下,稀的强酸与强碱溶液反应的中和热为57.3kJ/mol.
(1)写出表示稀硫酸与稀烧碱溶液发生反应的中和热的热化学方程式:______.
(2)学生甲用稀硫酸与稀烧碱溶液测定中和热装置如图1.
①实验时所需的玻璃仪器除烧杯、量筒外还需:______.
②该装置中有一处错误是:______,如果用该错误装置测定,结果会______(填“偏
高”“偏低”“无影响”)
③如果,该生用50mL 0.25mol/L的稀硫酸与50mL 0.55mol/L的稀烧碱溶液,他用试剂的用量的理
由是:______.在该实验中需要测定某种数据,
完成一次实验,需要测定该数据的次数为______次.
(3)学生乙用2mol/L的硫酸来测定与锌粒和锌粉反应的快慢,设计如图2装置:
①该生两次实验测定时间均设定为10min,那么他还要测定的另一个数据是:______.
②如果将图1装置中的气体收集装置为图2,实验完毕待冷却后,该生准备读取滴定管上液面所处的刻度数,发现滴定管中液面高于干燥管中液面,应先采取的操作是:______.③该实验结果中,你估计与酸反应较快的是______.
正确答案
解:(1)稀的强酸与强碱溶液反应的中和热为57.3kJ/mol,则稀硫酸与稀烧碱溶液中和热的热化学方程式为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=
Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol,
故答案为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=
Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol;
(2)①依据量热计的结果和原理分析,测定中和热实验时所需的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒,
故答案为:温度计、环形玻璃搅拌棒;
②实验装置保温、隔热效果必须好,否则影响实验结果,所以装置缺少硬纸板;大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失,导致测得中和热数值会偏低;
故答案为:未用硬纸板(或塑料板)盖住烧杯;偏低;
③碱过量,确保酸完全反应,放出的热量更准确;中和热的测定需测定反应前酸、碱的温度以及反应后的最高温度,完成一次实验,需要测定该数据的次数为3次,
故答案为:保证硫酸完全反应;3;
(3)①因是测反应速率,限定时间固定,故要测相同时间内收集到气体的体积,
故答案为:测定相同条件下氢气的体积;
②读数时应使左右压强相等保证读数准确,可上下移动滴定管,使左右两边液面相平;
故答案为:向下移动滴定管,直到两边液面相平;
③固体的表面积越大,化学反应速率越大,所以酸反应较快的是锌粉,
故答案为:锌粉.
解析
解:(1)稀的强酸与强碱溶液反应的中和热为57.3kJ/mol,则稀硫酸与稀烧碱溶液中和热的热化学方程式为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=
Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol,
故答案为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=
Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol;
(2)①依据量热计的结果和原理分析,测定中和热实验时所需的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒,
故答案为:温度计、环形玻璃搅拌棒;
②实验装置保温、隔热效果必须好,否则影响实验结果,所以装置缺少硬纸板;大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失,导致测得中和热数值会偏低;
故答案为:未用硬纸板(或塑料板)盖住烧杯;偏低;
③碱过量,确保酸完全反应,放出的热量更准确;中和热的测定需测定反应前酸、碱的温度以及反应后的最高温度,完成一次实验,需要测定该数据的次数为3次,
故答案为:保证硫酸完全反应;3;
(3)①因是测反应速率,限定时间固定,故要测相同时间内收集到气体的体积,
故答案为:测定相同条件下氢气的体积;
②读数时应使左右压强相等保证读数准确,可上下移动滴定管,使左右两边液面相平;
故答案为:向下移动滴定管,直到两边液面相平;
③固体的表面积越大,化学反应速率越大,所以酸反应较快的是锌粉,
故答案为:锌粉.
在量热计中(如图)将100mL 0.50mol•L-1的CH3COOH溶液与100mL 0.55mol•L-1的NaOH溶液混合,温度从298.0K升高至300.7K.已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高1K所需要热量)是150.5J•K-1,溶液密度均为1g•mL-1,生成溶液的比热容c=4.184J•(g•K)-1.
(1)试求CH3COOH的中和热△H表达数值式.
(2)上述数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生原因可能是______
a.实验装置保温、隔热效果差
b.配制0.55mol/L NaOH溶液时俯视刻度线读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
e.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数.
正确答案
abde
解析
解:(1)CH3COOH的中和热Q=△H=Q=-cm△T==-5.33×104 J•mol-1=-53.3 kJ•mol-1,
答:CH3COOH的中和热△H=-53.3 kJ•mol-1;
(2)a.实验装置保温、隔热效果必须好,否则影响实验结果,故a正确;
b.配制0.55mol/L NaOH溶液时俯视刻度线读数,会导致所量的氢氧化钠浓度偏大,影响实验结果,故b正确;
c.允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,故c错误;
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后,要将温度计回零直再测定H2SO4溶液的温度,直接测定影响实验结果,故d正确;
e.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,影响实验结果,故e正确;
故答案为:abde;
50mL 0.50mol/L盐酸与50mL 0.55mol/LNaOH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中和热.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______.
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是______.
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值______(填“偏大”、“偏小”、“无影响”).
(4)实验中60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量______(填“相等”、“不相等”),所求中和热______(填“相等”、“不相等”),简述理由______.
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会______(均填“偏大”、“偏小”、“无影响”);用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会______(均填“偏大”、“偏小”、“无影响”).
正确答案
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,
故答案为:环形玻璃搅拌棒;
(2)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;
故答案为:减少实验过程中的热量损失;
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小,
故答案为:偏小;
(4)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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;
故答案为:不相等;相等;因中和热是指稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1 mol H2O放出的热量,与酸碱的用量无关;
(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,反应放出的热量偏小,测得的中和热的数值会偏小;用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验,则二者不能完全反应,放出的热量比理论值要小;
故答案为:偏小;偏小;
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,
故答案为:环形玻璃搅拌棒;
(2)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;
故答案为:减少实验过程中的热量损失;
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小,
故答案为:偏小;
(4)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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;
故答案为:不相等;相等;因中和热是指稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1 mol H2O放出的热量,与酸碱的用量无关;
(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,反应放出的热量偏小,测得的中和热的数值会偏小;用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验,则二者不能完全反应,放出的热量比理论值要小;
故答案为:偏小;偏小;
某实验小组用0.50mol•L-1NaOH溶液和0.50mol•L-1.1硫酸溶液进行中和热的测定.
Ⅰ.配制0.50mol•L-1硫酸溶液
(1)若配制250mL硫酸溶液,则须用量筒量取密度为1.84g•cm-3、质量分数为98%的浓硫酸______mL.
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验装置如右图所示:
(2)仪器A的名称为______;
(3)装置中碎泡沫塑料的作用是______;
(4)写出该反应中和热的热化学方程式:(中和热为57.3kJ•mol-1)______;
(5)取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表.
①表中的温度差平均值为______℃;
②近似认为0.50mol•L-1 NaOH溶液和0.50mol•L-1硫酸溶液的密度都是1g•cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J•(g•℃)-1.则中和热△H=______ (取小数点后一位).
③上述实验数值结果与57.3kJ•mol-1有偏差,产生此实验偏差的原因可能是(填字母)______.
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.一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度.
正确答案
解:I.(1)c=n/V体积=m/MV=wρv/M×0.25L=98%×1.84g/cm3×V/98g/mol×0.25L=0.5mol/L,故v=6.8mL,故答案为:6.8;
II.(2)为充分的搅拌,用环形玻璃棒搅拌棒,故答案为:环形玻璃棒;
(3)碎泡沫的作用是保温、隔热、减少热量损失,故答案为:保温、隔热、减少热量损失;
(4)稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量,应生成1mol液态水,热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=
Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,故答案为:
H2SO4(aq)+NaOH(aq)=
Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol;
(5)①根据表格数据求得温差平均值为℃=4.0℃,故答案为:4.0;
②50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80ml×1g/ml=80g,温度变化的值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=80g×4.18J/(g•℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376KJ,所以实验测得的中和热△H=-1.3376KJ/0.025mol=-53.5kJ/mol;故答案为:-53.5kJ/mol;
③a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a选;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,故b不选;
c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,可保证实验成功,故c不选;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故选;
故答案为:ad.
解析
解:I.(1)c=n/V体积=m/MV=wρv/M×0.25L=98%×1.84g/cm3×V/98g/mol×0.25L=0.5mol/L,故v=6.8mL,故答案为:6.8;
II.(2)为充分的搅拌,用环形玻璃棒搅拌棒,故答案为:环形玻璃棒;
(3)碎泡沫的作用是保温、隔热、减少热量损失,故答案为:保温、隔热、减少热量损失;
(4)稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量,应生成1mol液态水,热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=
Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,故答案为:
H2SO4(aq)+NaOH(aq)=
Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol;
(5)①根据表格数据求得温差平均值为℃=4.0℃,故答案为:4.0;
②50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80ml×1g/ml=80g,温度变化的值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=80g×4.18J/(g•℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376KJ,所以实验测得的中和热△H=-1.3376KJ/0.025mol=-53.5kJ/mol;故答案为:-53.5kJ/mol;
③a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a选;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,故b不选;
c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,可保证实验成功,故c不选;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故选;
故答案为:ad.
50mL 0.50mol/L盐酸与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中和热,回答下列问题:
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是______.
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,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-1盐酸进行反应,与上述实验相比,所放出的热量______(填“相等”、“不相等”),所求中和热______(填“相等”、“不相等”).
正确答案
保温隔热,减少热量的损失
偏小
不相等
相等
解析
解:(1)中和热测定实验成败的关键是保温工作,烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失,
故答案为:保温隔热,减少热量的损失;
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失,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,中和热相等;
故答案为:不相等;相等.
下列实验指定使用的仪器必须预先干燥的是( )
①中和热测定中所用的小烧杯 ②中和滴定中所用的锥形瓶 ③配置一定物质的量浓度溶液中所用的容量瓶 ④喷泉实验中用于收集NH3的烧瓶.
正确答案
解析
解:①中和热测定中所用的小烧杯必须干燥,不然会吸收热量产生误差;
②和③中的锥形瓶和容量瓶带有水份对实验没有影响;
④喷泉实验中用于收集NH3的烧瓶必须干燥,若烧瓶内带有水份,会溶解NH3,压强差不够造成喷泉实验失败.
故选B.
中和热的测定实验(如图).
①量取反应物时,取50mL0.50mol•L-1的盐酸,还应加入的试剂是______(填序号).
A.50mL0.50mol•L-1NaOH溶液
B.50mL0.55mol•L-1NaOH溶液
C.1.0gNaOH固体
②在该实验过程中,该同学需要测定的实验数据有______(填序号).
A.盐酸的浓度 B.盐酸的温度
C.氢氧化钠溶液的浓度 D.氢氧化钠溶液的温度
E.水的比热容 F.反应后混合溶液的终止温度
③若用50mL0.5mol•L-1醋酸溶液代替上述盐酸测定中和热,所得数据______.(填“偏大”或“偏小”或“不变”)
正确答案
B
BDF
偏小
解析
解:①为了保证酸或是碱中的一方完全反应,往往保证一方过量,所以可以选择50mL 0.55mol•L-1 NaOH溶液,故答案为:B;
②在该实验过程中,该同学需要测定的实验数据有酸、碱的初始温度以及反应后混合溶液的终止温度,故答案为:BDF;
③醋酸为弱酸,电离过程为吸热过程,所以醋酸(CH3COOH)代替HCl溶液反应,反应放出偏小,故答案为:偏小.
(2015秋•南阳期末)某学生的实验报告所列出的下列数据中合理的是( )
正确答案
解析
解:A、强酸强碱的中和热为57.3kJ/mol,醋酸为弱酸,电离过程吸热,因此做中和热实验测得中和热的数值肯定小于57.3kJ/mol,故A错误;
B、碳的燃烧属于放热反应,反应物的总能量一定大于生成物的总能量,即12g固体C和32g气体O2所具有的总能量一定大于44g气体CO2所具有的总能量,故B正确;
C、广泛pH试纸的测量精度为1级,达不到0.1级,故C错误;
D、碱式滴定管的精度为0.01ml,因此21.7mL错误,故D错误;
故选:B.
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