Question

【題目】I.50 mL 1.0mol·L－1鹽酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氫氧化鈉溶液在圖所示裝置中進行中和反應，并通過測定反應過程中所放出的熱量來計算中和熱。試回答下列問題：

（1）__（填“能”或“不能”）將環形玻璃攪拌棒改為環形金屬（如銅）棒。

（2）大燒杯上如不蓋硬紙板，對求得中和熱數值的影響是__（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

（3）如果改用60 mL 1.0 mol·L－1鹽酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氫氧化鈉溶液進行反應，則與上述實驗相比，所放熱量__（填“增加”“減少”或“不變”）；所求中和熱數值__（填“增加”“減少”或“不變”）。

（4）__（填“能”或“不能”）用Ba（OH）2和硫酸代替鹽酸和氫氧化鈉溶液。

（5）Q=cmΔt，其中Q表示此中和反應放出的熱量，m表示反應后混合液的質量，c表示反應后混合溶液的比熱容，Δt表示反應前后溶液的溫度的差值。該實驗小組做了三次實驗，每次取溶液各50 mL，并記錄如下原始數據：

實驗序號	起始溫度t1/℃	終止溫度t2/℃	溫差（t2－t1）/℃
1	25.0	32.6
2	25.1	31.8
3	25.1	31.9

已知鹽酸、NaOH溶液密度近似為1.00 g·cm－3，中和后混合液的比熱容c=4.18410﹣3kJ·g－1·℃－1則該反應的中和熱為ΔH=__（保留小數點后一位）。

（6）上述實驗數值結果與57.3 kJ·mol－1有偏差，產生偏差的原因可能是__（填字母）。

a．實驗裝置保溫、隔熱效果差

b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中

d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定HCl溶液的溫度

II. 草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發生反應：

現用 0.1 mol/L KMnO4酸性溶液與0.5 mol/L H2C2O4溶液，研究不同條件對化學反應速率的影響。實驗過程的數據記錄如下(見表格)，請結合表中信息，回答有關問題：

實驗 序號	反應溫度/℃	參加反應的物質
		KMnO4（H2SO4）		H2C2O4		H2O	MnSO4
		V/mL	c/mol·L－1	V/mL	c/mol·L－1	V/mL	G
A	20	10	0.1	10	0.5	0	0
B	20	10	0.1	6	0.5	V1	0
C	20	10	0.1	10	0.5	0	1
D	50	10	0.1	6	0.5	0	0
E	40	10	0.1	10	0.5	0	0

（1）寫出反應的化學方程式_____________________；

（2）如果研究催化劑對化學反應速率的影響，使用實驗________和________(用A～E表示，下同)；

（3）如果研究溫度對化學反應速率的影響，使用實驗________和________；

（4）實驗A和B，可以研究濃度對化學反應速率的影響，則V1 =_____；

（5）A、B、C三組實驗比較，溶液褪色所用的時間最長的是__________組實驗。

Answer 1

【答案】不能 偏低 增加 不變 不能 －56.5kJ∕mol acd 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O A C A E 4 B

【解析】

I.（1）中和熱測定實驗成敗的關鍵是防止熱量損失；

（2）不蓋硬紙板，會有一部分熱量散失；

（3）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，中和熱是稀強酸與稀強堿生成1mol水放出的熱量；

（4）氫氧化鋇與硫酸反應生成了硫酸鋇沉淀，生成沉淀的過程中會有熱量變化；

（5）先判斷三次反應溫度差的有效性，然后求出平均值，根據公式Q=cm△T來求出生成0.05mol的水放出熱量，最后根據中和熱的概念求出中和熱；

（6）56.5<57.3，說明實驗過程中熱量有損失；

II. （1）KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液在酸性條件下發生氧化還原反應生成硫酸鉀、硫酸錳、二氧化碳；

（2）根據控制變量法分析（2）（3）（4）；

（5）根據影響反應速率的因素分析；

I.（1）中和熱測定實驗成敗的關鍵是防止熱量損失，金屬銅的導熱效果好于環形玻璃攪拌棒，所以不能將環形玻璃攪拌棒改為環形金屬（如銅）棒；

（2）大燒杯上如不蓋硬紙板，會有一部分熱量散失，求得的中和熱數值將會偏低；

（3）50mL 1.0molL-1鹽酸跟50mL 1.1molL-1氫氧化鈉溶液進行反應，生成水的量為0.050mol，改用60mL 1.0molL-1鹽酸跟50mL 1.1molL-1氫氧化鈉溶液進行反應，生成0.055molH2O，生成水的量增多，所放出的熱量增加，但是中和熱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，所求中和熱數值不變；

（4）硫酸與Ba（OH）2溶液反應除了生成水外，還生成了BaSO4沉淀，生成硫酸鋇的過程放熱，所以不能用Ba（OH）2溶液和硫酸代替NaOH溶液和鹽酸測中和熱；

（5）3次反應前后溫度差分別為：7.6℃、6.7℃、6.8℃，第一組舍去，平均值為6.75℃，50mL1.0mol/L鹽酸跟50mL1.1mol/L氫氧化鈉溶液的質量和m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g℃），代入公式Q=cm△T得生成0.05mol的水放出熱量Q=4.184J/（g℃）×100g×6.75℃=2.8224kJ，即生成0.05mol的水放出熱量2.8224kJ，所以生成1mol的水放出熱量為2.8224kJ×20=56.5kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-56.5kJ/mol；

（7）a．裝置保溫、隔熱效果差，熱量損失大，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，故選a；
b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數，會導致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，中和熱的數值偏大，故不選b；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中，熱量損失大，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，故選c；
d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定HCl溶液的溫度，HCl溶液的起始溫度偏高，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，故選d。

II. （1）KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液發生氧化還原反應生成硫酸鉀、硫酸錳、二氧化碳，反應的方程式是2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O；

（2）實驗A和C中KMnO4、H2C2O4、硫酸濃度相同、溫度相同，只有催化劑不同，所以實驗A和C探究的是催化劑對反應速率的影響；

（3）研究溫度對化學反應速率的影響，應保證除溫度外的其它變量都相同，實驗A、E,只有溫度不同，所以如果研究溫度對化學反應速率的影響，使用實驗A和E；

（3）實驗A和B，草酸的體積不同，可研究草酸濃度對反應速率的影響，根據控制變量法，B加少量蒸餾水確保兩實驗中總體積相等，所以V1 =4 mL；

（5）A、C相比，C使用催化劑，反應速率A<C；A、B相比，A中草酸的濃度大于B，反應速率A＞B，B反應速率最慢，溶液褪色所用的時間最長的是B組實驗。