Question

【題目】Ⅰ.50mL0.5mol·L-1的鹽酸與50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液在下圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中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，可知下圖裝置有三處不妥之處，請指出____________________

(2)在測定中和熱的實驗中，計算反應熱時需要的數據有________________

①酸的濃度和體積 ②堿的濃度和體積 ③比熱容

④反應前后溶液的溫度差 ⑤操作所需時間

A.①②③⑤ B. ①②③④ C. ②③④⑤ D. ①③④⑤

(3)實驗中改用60mL0.50mol·L-1的鹽酸跟50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所求中和熱_______ (填“相等”或“不相等”)，所放出的熱量____ (填“相等”或“不相等”)

(4)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱數值會_____（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Ⅱ.甲醇是重要的工業原料。煤化工可以利用煤炭制取水煤氣從而合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。已知：①下圖為反應的能量變化和物質鍵能

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

請回答下列問題：

(1)請寫出表示氣態甲醇燃燒熱的熱化學方程式_________________________。

(2)H—O鍵的鍵能x為_________kJ/mol。

(3)甲醇氣體分解為CO和H2兩種氣體的反應的活化能為_________kJ/mol。

Answer 1

【答案】 無環形玻璃攪拌棒、在大小燒杯間沒填滿碎紙條

、大小燒杯口不相平 B 相等 不相等 偏小 CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-757kJmol-1 462 510

【解析】Ⅰ. (1)裝置圖中錯誤是沒有使用無環形玻璃攪拌棒、在大小燒杯間沒填滿碎紙條、大小燒杯口不相平；

(2)根據反應熱的計算公式△H=Q=-cm△T可知，酸堿反應的中和熱計算時，至少需要的數據有：比熱容c、反應后溶液的質量以及生成水的物質的量m、反應前后溫度，根據反應前后的溫度獲得反應前后溫度變化△T，即需要數據①②③④，故答案為B；

(3)中和熱的均是強酸和強堿反應生成1mol水時放出的熱，與酸堿的用量無關，所以用60mL0.50molL-1鹽酸溶液進行上述實驗，測得中和熱數值相等；而反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，并若用60mL0.5molL-1鹽酸溶液跟50mL0.55molL-1NaOH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，即兩次放出的熱量不相等。

(4)NH3H2O是弱電解質，電離過程為吸熱過程，所以用氨水代替稀氫氧化鈉溶液反應，反應放出的熱量小于57.3kJ，即測得的中和熱數值會偏小；

Ⅱ.(1)燃燒熱的熱化學方程式中，可燃物為1mol，反應生成穩定的氧化物．
由圖1可得熱化學方程式：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；根據蓋斯定律，③×2+②-①可得：CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-757kJmol-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，反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，則436kJ/mol+×496kJ/mol-2×x kJ/mol=-240kJ/mol，解得x=462；

(3)由圖形可知甲醇的活化能為（419+91）kJ/mol=510kJ/mol。