Question

溶解熱為一定量的物質(zhì)溶于一定量的溶劑中所產(chǎn)生的熱效應(yīng)．通常等溫等壓條件下，1mol溶質(zhì)溶解在一定量溶劑中形成的某指定濃度的溶液時(shí)的焓變叫做該物質(zhì)的溶解熱．溶解熱的測(cè)定是通過(guò)絕熱測(cè)溫式量熱計(jì)進(jìn)行的，它在絕熱恒壓的條件下，通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)的溫度變化，從而推算出該系統(tǒng)在該等溫等壓下的熱效應(yīng)．
例如：1mol KNO₃ 溶于200mL H₂O的溶解過(guò)程的溶解熱的測(cè)定方法如下：
①裝簡(jiǎn)單絕熱式量熱計(jì)，裝置如圖．
自組裝簡(jiǎn)單絕熱式量熱計(jì)裝置（1溫度計(jì)  2保溫瓶  3底座  4鐵架臺(tái)）
②準(zhǔn)確稱(chēng)量5.62g KNO₃（備用）．
③用容量瓶量取200mL室溫下的蒸餾水（密度為ρ=1g?cm^-3），倒入廣口保溫瓶中．
④開(kāi)動(dòng)電磁攪拌器，保持一定的攪拌速率，觀察溫度計(jì)的變化，待溫度變化基本穩(wěn)定（即單位時(shí)間內(nèi)溫度的變化值基本相同）后，每隔1min記錄一次溫度，連續(xù)記錄三次，作為溶解的前期溫度．
⑤打開(kāi)量熱計(jì)蓋子將稱(chēng)好的5.62g KNO₃迅速倒入量熱計(jì)并蓋好蓋子，保持與溶解前同的攪拌速率，繼續(xù)每1min記錄一次溫度，直到溫度不再變化時(shí)，記錄三個(gè)溫度變化率穩(wěn)定的點(diǎn)，此三點(diǎn)作為溶解的后期溫度．
⑥數(shù)據(jù)處理．思考并回答下列問(wèn)題：
（1）您認(rèn)為該測(cè)量實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是

 

（2）用電磁攪拌器比用環(huán)形玻璃攪拌器有何優(yōu)點(diǎn)？

 

但為何要保持一定的速率，過(guò)快對(duì)所得結(jié)果有何影響

 

（填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”），原因是

 

，要縮短溶解時(shí)間，還可采取哪些措施

 

．
（3）若已知KNO₃溶液的比熱容為C_pKj?（kg?℃）^-1，起始溶解溫度為18℃，最終平衡溫度為t℃，非溶液部分吸收的熱量為QkJ，那么KNO₃的溶解熱的數(shù)字表達(dá)式為△H=

 

．
（4）即使整個(gè)操作都規(guī)范，你認(rèn)為測(cè)得溶解熱與實(shí)際溶解熱存在差異的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：中和熱的測(cè)定,探究吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）溶解熱的測(cè)定絕熱條件下完成；
（2）電磁攪拌器可以減少熱量的損失以及機(jī)械摩擦帶來(lái)的熱量，引起熱量的變化；攪拌過(guò)快會(huì)因機(jī)械摩擦而帶來(lái)熱量；減少固體顆粒大小，可以縮短溶解時(shí)間；
（3）先求出溶解放出的熱量，然后根據(jù)溶解熱的含義列式計(jì)算；
（4）量熱器不可能完全絕熱，和環(huán)境之間存在熱交換；

解答： 解：（1）由實(shí)驗(yàn)條件可知要使整個(gè)測(cè)量過(guò)程盡可能保持熱絕，以減小熱量的散失；
故答案為：要使整個(gè)測(cè)量過(guò)程盡可能保持熱絕，以減小熱量的散失；
（2）用電磁攪拌器比用環(huán)形玻璃攪拌器能減少熱量散失，使測(cè)得結(jié)果更準(zhǔn)確，機(jī)械摩擦帶來(lái)的熱量，使體系溫度升高攪拌過(guò)快；攪拌過(guò)快會(huì)因機(jī)械摩擦而帶來(lái)熱量，使溫度升高，測(cè)定結(jié)果偏大；將硝酸鉀晶體研碎，可以縮短溶解時(shí)間；
故答案為：能減少熱量散失，使測(cè)得結(jié)果更準(zhǔn)確；機(jī)械摩擦帶來(lái)的熱量，使體系溫度升高；偏大；攪拌過(guò)快，機(jī)械摩擦?xí)�帶�?lái)熱量，使溫度升高；將硝酸鉀晶體研碎；
（3）溶解放出的熱量Q=cm△T=C_pKj?（kg?℃）^-1×

5.62g+200g

1000g?kg-1

×（t℃-18℃），非溶液部分吸收的熱量為QkJ，則共放出熱量為C_pKj?（kg?℃）^-1×

5.62g+200g

1000g?kg-1

×（t℃-18℃）+QkJ，根據(jù)溶解熱的含義可知，KNO₃的溶解熱的數(shù)字表達(dá)式為△H=

CpKj?(kg?℃)-1× 5.62g+200g 1000g?kg-1 ×(t℃-18℃)+QkJ

5.62g 101g?mol-1

；
故答案為：

CpKj?(kg?℃)-1× 5.62g+200g 1000g?kg-1 ×(t℃-18℃)+QkJ

5.62g 101g?mol-1

；
（4）存在量熱器不可能完全絕熱，在溶解過(guò)程中除了來(lái)自溶解過(guò)程的熱效應(yīng)外，還有由于量熱系統(tǒng)和環(huán)境之間的熱交換帶來(lái)的影響；
故答案為：存在量熱器不可能完全絕熱，在溶解過(guò)程中量熱系統(tǒng)溫度的變化，除了來(lái)自溶解過(guò)程的熱效應(yīng)外，還有由于量熱系統(tǒng)和環(huán)境之間的熱交換帶來(lái)的影響．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了溶解熱的測(cè)定，注意外界條件的影響，計(jì)算時(shí)抓住原理即可解答，難度較大．