化学反应焓变的测定..docVIP

化学反应焓变的测定 王梦攀*陈茜茜 （）摘要：反应过程中所释放出的热量对我们的日常生活及其工农业生产有着重要的意义．而反应的热量问题在化工生产上有着举足轻重的作用，因此，研究与讨论反应热的测定很有必要．关键词：测定；热力学是一门研究能量互相转变过程中所遵循的法则的一门科学[1]．它是不需要知道物质的内部结构，只能从能量的观点出发即可得到一系列规律的科学．作为热力学分支的热效应，在其工农业生产中有着非常重要的作用．而所有的化学反应总是伴随着能量的变化，这种变化通常称之为热效应，反应过程中体系吸收或放出的热量称为反应热所释放出的热量对我们日常生活及其工农业生产有着重要的意义，而且反应的热量问题，在化工生产上有着举足轻重的作用．反应热是热力学中的重要数据，通常用H来表示，是通过实验来测定．实验中理论值与测量值的误差，即测定中，1 实验原理?m+Cp) △T计算出反应的热效应。 在298.15k和标准状态下，1mol锌置换硫酸铜溶液中的铜离子，放出218.7KJ的热量。 Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s) △rHm=-218.7KJ/mol 由溶液反应前后溶液的温度变化，可求得上述反应的焓变。 C---溶液的比热容（4.18J?g-1?K-1） M---溶液的质量近似于溶剂的质量，水的密度为1，m约等于v Cp----热量计的热容。确定热量计的热容的方法：在热量计中加入质量m，温度为T1的冷水，再加入相同质量温度为T2的热水，测定混合后水的最高温度T3。已知水的比热容，则 热水失热=4.184m(T2–T3) 冷水得热=4.184m(T3-T1) 热量计得热=Cp(T3-T1) 因为热水失热与冷水得热之差等于热量计得热，所以，Cp=4.184m(T1+T2-2T3)/(T3-T1) 最后根据△rHm（T）=-Qp?1/n 求出反应的摩尔焓变。 式中：△rHm----反应的摩尔焓变 n-----溶液中物质的物质的量 2 实验部分 2.1 试剂与仪器 保温杯、量筒、烧杯、秒表、吸滤纸．2.2 实验2.2.1 准确浓度的硫酸铜溶液的配制 在电子天平上称取越5.0000g五水硫酸铜放入烧杯中，加入适量的蒸馏水搅拌使其全部溶解，然后转移至100mL容量瓶中。用少量的蒸馏水将烧杯搅拌棒淋洗3次，将淋洗液全部倒入容量瓶中，最后加蒸馏水稀释至刻度。塞紧容量瓶瓶塞，将其反复反转10次以上，使其溶液充分混匀。 2.2.2量热计热容的测定2.2.2.1洗净并擦干用于作热量计的保温杯，量筒量取50毫升蒸馏水放入保温杯，盖上带有温度计的塞子，调节温度计的高度，使其水银球浸入溶液中，但又不能触及容器底部。用手握住保温杯摇动（不能使液体溅到塞子上），每隔30秒记录一次热量计中冷水的温度，边读边记录，直到热量计中的水达到热平衡，即水温保持恒定。记录T1。再取50毫升蒸馏水倒入100毫升烧杯中，把此烧杯至于高于室温20摄氏度的热水浴中放置10至15分钟，用精密温度计准确测量热水温度T2，迅速将此热水倒入保温杯中盖好盖子，摇动保温杯。在倒热水的同时按动秒表每10秒记录一次，直到温度不再变化或者等速下降为止。倒尽保温杯中的水，擦干。 2.2.3锌与硫酸铜反应摩尔焓变的测定 2.2.3.1用台秤称取3.0g锌粉 2.2.3.2将配置好的硫酸铜溶液全部倒入干燥、洁净的保温杯中，塞好插有温度计和搅拌棒的瓶塞，调节温度计和搅拌棒的高度，使温度计的水银球浸入溶液中，但又不能触及容器底部。用手握住保温杯摇动（不能使液体溅到塞子上），每隔30秒记录一次热量计中冷水的温度，边读边记录，直到热量计中的水达到热平衡，水温保持恒定。 2.2.3.3迅速向溶液中加入已称好的锌粉，立即盖好盖子，仍不断摇动，并继续每隔30秒记录一次温度，至温度上升到最高值后再继续测2分钟。记录记入下列表格中。 3结果与讨论3.1 量热计热容的计算量热计热容的测定 冷水 19.80 19.70 19.50 19.50 19.50 19.50 热水 45.00 混合后 33.50 33.00 32.60 32.20 32.00 31.90 31.70 31.65 31.35 31.00 30.70 30.40 30.30 30.20 30.10 30.10 30.10 31.10 冷水温度最终到19.50℃保持稳定，所以确定T1温度是19.50℃。由精密温度计测出热水的温度是45.00℃，所以T2温度是45.00℃。混合后的液体到31.10℃后温度保持稳定，所以T3温度是31.10℃。 （2）反应的摩尔焓变的测定 加锌粉前温度 22.10 22.30 22.30 22.30 加锌粉后温度 23.30 26.50 28.00 29.50 3