Question

Ⅰ.50mL0.5mol·L^-1的盐酸与50mL0.55mol·L^-1的NaOH溶液在下图所

示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中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，可知下图装置有三处不妥之处，请指出____________________

(2)在测定中和热的实验中，计算反应热时需要的数据有________________

①酸的浓度和体积 ②碱的浓度和体积 ③比热容

④反应前后溶液的温度差 ⑤操作所需时间

A.①②③⑤    B. ①②③④    C. ②③④⑤   D. ①③④⑤

(3)实验中改用60mL0.50mol·L^-1的盐酸跟50mL0.55mol·L^-1的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热_______ (填“相等”或“不相等”)，所放出的热量____ (填“相等”或“不相等”)

(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热数值会_____（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

Ⅱ.甲醇是重要的工业原料。煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。已知：①下图为反应的能量变化和物质键能

②CO(g)＋1/2O₂(g)===CO₂(g)  ΔH=－280kJ/mol

H₂(g)＋1/2O₂(g)===H₂O(l)  ΔH=－284kJ/mol

H₂O(l)===H₂O(g)  ΔH=+ 44kJ/mol

请回答下列问题：

(1)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式_________________________。

(2)H—O键的键能x为_________kJ/mol。

(3)甲醇气体分解为CO和H₂两种气体的反应的活化能为_________kJ/mol。

Answer

无环形玻璃搅拌棒、在大小烧杯间没填满碎纸条

、大小烧杯口不相平 B 相等 不相等 偏小 CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-757kJ•mol-1 462 510

【解析】Ⅰ. (1)装置图中错误是没有使用无环形玻璃搅拌棒、在大小烧杯间没填满碎纸条、大小烧杯口不相平；

(2)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，即需要数据①②③④，故答案为B；

(3)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60mL0.50mol•L-1盐酸溶液进行上述实验，测得中和热数值相等；而反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并若用60mL0.5mol•L-1盐酸溶液跟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，即两次放出的热量不相等。

(4)NH3•H2O是弱电解质，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，即测得的中和热数值会偏小；

Ⅱ.(1)燃烧热的热化学方程式中，可燃物为1mol，反应生成稳定的氧化物．
由图1可得热化学方程式：①CO（g）+2H2（l）=CH3OH（g）△H=-91kJ/mol；
又已知：②CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H=-280kJ/mol；③H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H=-284 kJ/mol；根据盖斯定律，③×2+②-①可得：CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-757kJ•mol-1；

(2)已知：H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H=-284 kJ/mol；H2O（l）═H2O（g）△H=+44kJ/mol；二者相加可得：H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H=-240 kJ/mol，反应热=反应物总键能-生成物总键能，则436kJ/mol+×496kJ/mol-2×x kJ/mol=-240kJ/mol，解得x=462；

(3)由图形可知甲醇的活化能为（419+91）kJ/mol=510kJ/mol。

点睛：中和热测定的关键知识点是：（1）使用仪器必须是环形玻璃搅拌棒，不能用铁质器材；（2）实验中所用HCl和NaOH的物质的量比不是1：1，而是NaOH过量，是为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量，若使盐酸过量，也是可以的，实验所测得的数据若不是为57.3 kJ/mol，则产生误差可能的原因是：①量取溶液的体积有误差(测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于50mL都会造成误差)；②温度计的读数有误；③实验过程中有液体洒在外面；④混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差；⑤隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差；⑥测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差等。