Question

【題目】用50mL 0.50mol/L鹽酸與50mL 0.55mol/L NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。回答下列問題：

（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是_____________。

（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是___________________。

（3）如果用60mL 0.50mol/L鹽酸與50mL 0.55mol/L NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量__________（填“相等、不相等”）。所求中和熱__________（填“相等、不相等”）。簡述理由__________________________________________________。

（4）用相同濃度和體積的氨水（NH3·H2O）代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會______________（填“偏大”、“偏小”、“無影響”）。

（5）利用甲烷與水反應制備氫氣，因原料廉價產氫率高，具有實用推廣價值。

已知：①CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝＋206.2kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) △H＝－42.3kJ·mol－1

甲烷和水蒸氣生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式_______________________________。

Answer 1

【答案】 環形玻璃攪拌棒 減少實驗過程中的熱量損失 不相等 相等 因為中和熱是指酸跟堿發生中和反應生成1mol·H2O所放出的熱量，與酸堿的用量無關 偏小 CH4(g)＋2H2O(g)＝CO2(g)＋4H2(g) △H＝＋163.9kJ·mol－1

【解析】分析：（1）根據量熱計的構造來判斷該裝置的缺少儀器；

（2）根據中和熱測定實驗成敗的關鍵是保溫工作，據此解答；

（3）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，根據中和熱的概念和實質來回答；

（4）根據一水合氨存在電離平衡分析；

（5）根據蓋斯定律計算。

詳解：（1）由量熱計的構造可知該裝置缺少的儀器是環形玻璃攪拌棒；

（2）中和熱測定實驗成敗的關鍵是保溫工作，大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是減少實驗過程中的熱量損失；

（3）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，如果用60mL 0.50mol/L鹽酸與50mL 0.55mol/L NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏高，但中和熱是強酸和強堿反應生成1mol水時放出的熱量，與酸堿的用量無關，因此所得的中和熱相等；

（4）氨水中存在一水合氨的電離平衡，電離吸熱，因此用相同濃度和體積的氨水（NH3·H2O）代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會偏小；

（5）已知：

①CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝＋206.2kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) △H＝－42.3kJ·mol－1

根據蓋斯定律可知①+②即得到甲烷和水蒸氣生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式為CH4(g)＋2H2O(g)＝CO2(g)＋4H2(g) △H＝＋163.9kJ·mol－1。