Question

【題目】I．(1)實驗測得 8 g 液態甲醇（化學式為 CH4O）在氧氣中完全燃燒，生成二氧化碳氣體和液態水時釋放出 181.6 kJ 的熱量。請寫出表示液態甲醇燃燒熱的熱化學方程式：_______。

(2)發射衛星時常用肼（N2H4）作為燃料，用二氧化氮作為氧化劑，這兩種物質反應生成氮氣和水蒸氣。 已知：①N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) ΔH= a kJ/mol；②N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g) ΔH= b kJ/mol。寫出肼氣體與二氧化氮氣體反應的熱化學方程式：_______。

II．某學習小組的同學在實驗室利用下圖裝置進行中和熱的測定，請回答下列問題：

(1)在其它操作正確的前提下，如果大燒杯不蓋硬紙板，求得的中和熱 ΔH 將_______（填“偏大”、“偏小” 或“無影響”）。

(2)取 50 mL 0.50 mol/L NaOH 溶液和 30 mL 0.50 mol/L 硫酸溶液進行實驗，實驗數據如下表。

實驗次數	起始溫度t1/℃			終止溫度 t2/℃	溫度差平均值 (t2-t1)/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.5	26.7	26.6	30.1
2	26.0	26.4	26.2	30.3
3	25.9	25.9	25.9	30.2
4	26.4	26.2	26.3	30.5

①表中的溫度差的平均值為_____℃。

②近似認為 0.50 mol/L NaOH溶液和 0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是 1 g·cm-3，中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J/（g·℃）。則中和熱 ΔH=_____kJ/mol （保留到小數點后一位）。

③實驗中改用 60 mL0.50 mol/L 鹽酸跟 50 mL 0.55 mol/L 氫氧化鈉進行反應，若其它實驗操作均正確，則與上述實驗相比，所放出的熱量_____（填“相等”或“不相等”，下同），所求得的中和熱_____。

Answer 1

【答案】CH4O(l)+O2(g)＝CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH＝﹣726.4kJ/mol（CH4O也可寫為CH3OH） 2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+ 4H2O(g)　ΔH＝(2b-a)kJ/mol〔或者ΔH=﹣(a -2b)kJ/mol〕

寫成N2H4(g)+NO2(g)＝N2(g)+ 2H2O(g)　ΔH＝kJ/mol〔或者ΔH=﹣kJ/mol〕 偏大 4.2 ﹣56.2 不相等 相等

【解析】

I．(1)8g CH4O(物質的量為0.25mol)與O2反應，生成CO2和液態水，放熱181.6 kJ，則可計算出1mol CH4O完全燃燒所放出的熱量，由此可寫出液態甲醇燃燒熱的熱化學方程式。

(2)①N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) ΔH= a kJ/mol

②N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g) ΔH= b kJ/mol

利用蓋斯定律，將②×2-①，便可得出肼氣體與二氧化氮氣體反應的熱化學方程式。

II．(1)在其它操作正確的前提下，如果大燒杯不蓋硬紙板，則所測得的反應后混合物的溫度低，由此確定求得的中和熱 ΔH的變化。

(2)①去除誤差大的第1組數據，另三組計算平均值，由此可得出表中的溫度差的平均值。

②先利用公式計算反應放出的熱量Q=cmt，然后換算為生成1molH2O所釋放的熱量，從而求得中和熱ΔH。

③改用 60 mL 0.50 mol/L 鹽酸跟 50 mL 0.55 mol/L 氫氧化鈉進行反應，參加反應的反應物的物質的量不同，則放出的熱量不同，由反應熱概念確定所求得的中和熱如何變化。

I．(1)8g CH4O(物質的量為0.25mol)與O2反應，生成CO2和液態水，放熱181.6 kJ，則1mol CH4O完全燃燒放出熱量：181.6 kJ×4 =726.4kJ，所以表示液態甲醇燃燒熱的熱化學方程式為CH4O(l)+O2(g)＝CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH＝﹣726.4kJ/mol（CH4O也可寫為CH3OH）。答案為：CH4O(l)+O2(g)＝CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH＝﹣726.4kJ/mol（CH4O也可寫為CH3OH）；

(2)①N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) ΔH= a kJ/mol

②N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g) ΔH= b kJ/mol

利用蓋斯定律，將②×2-①，便可得出肼氣體與二氧化氮氣體反應的熱化學方程式為2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+ 4H2O(g)　ΔH＝(2b-a)kJ/mol〔或者ΔH=﹣(a -2b)kJ/mol〕，

或寫成N2H4(g)+NO2(g)＝N2(g)+ 2H2O(g)　ΔH＝kJ/mol〔或者ΔH=﹣kJ/mol〕。答案為：2N2H4(g)+2NO2(g)＝3N2(g)+ 4H2O(g)　ΔH＝(2b-a)kJ/mol〔或者ΔH=﹣(a -2b)kJ/mol〕,或寫成N2H4(g)+NO2(g)＝N2(g)+ 2H2O(g)　ΔH＝kJ/mol〔或者ΔH=﹣kJ/mol〕；

II．(1)在其它操作正確的前提下，如果大燒杯不蓋硬紙板，則反應放出的熱量易散失，所測得的反應后混合物的溫度偏低，因為中和熱 ΔH為負值，所以中和熱 ΔH偏大。答案為：偏大；

(2)①去除誤差大的第1組數據，另三組溫度差的平均值為℃=4.2℃。答案為：4.2；

②50 mL 0.50 mol/L NaOH 溶液和 30 mL 0.50 mol/L 硫酸溶液，生成H2O的物質的量為0.025mol，放出的熱量Q=cmt=4.18×10-3 kJ/（g·℃）×80g×4.2℃=1.4025kJ，則生成1molH2O所釋放的熱量為=56.2kJ/mol，從而求得中和熱ΔH=﹣56.2 kJ/mol。答案為：kJ/mol；

③改用 60 mL 0.50 mol/L 鹽酸跟 50 mL 0.55 mol/L 氫氧化鈉進行反應，則生成H2O的物質的量為0.0275mol，則放出的熱量不相等，但中和熱是指生成1mol水所放出的熱量，與參加反應的量無關，所以中和熱相等。答案為：不相等；相等。