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化学反应焓变的测定 刘千路 （轻工与纺织学院 轻化工程112班 2011101104 20号） 摘 要：化学反应过程中，除了发生物质的变化外，常伴有能量的变化，化学反应热在化工生产上有着十分重要的意义，结果表明：该实验方法测量反应热直观，实验易于操作，又便于观察的特点。锌硫酸铜焓变反应热1 实验原理 化学反应晗变的测定： 化学反应过程中，除了发生物质的变化外，常伴有能量的变化，这种能量的变化表现为反应热效应，而化学反应通常是在恒压的条件下进行的，此反应热效应叫做等压热效应Qp等于化学反应的摩尔反应晗变△rHm(放热反应为负值，吸热反映为正值)。在标准状态下化学反应的摩尔反应晗变称为化学反应的标准晗变，用△rHmΘ表示。 本实验采用普通的保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量Zn与硫酸铜的反应热，假设反应物在量热计中进行的化学反应是在绝热的条件下进行的，即反应体系（量热计）与环境不发生热量传递。这样，从反应体系前后的温度变化和热量器的热容及有关物质的质量和比热容等，就可以根据 Qp=（cm+Cp）?mol﹣1 由溶液反应前后溶液的温度变化，可求的上述反应的晗变。 考虑到热量计的热容，则反应放出的热量Qp等于 系统中溶液吸收的热量与热量计吸收的热量之和： Qp=(c·m+Cp) △T C—溶液的比热容（j·g-1·k-1）（取4.18） m—溶液的质量近似等于溶剂的质量。 Cp—热量计的热容，是使热量计温度升高1k所需要的热量。确定热量计热容的方法是：在热量计中加入一定质量m（如50g），温度为T1的冷水，再加相同质量的温度为T2的热水，测定混合水的最高温度T3。已知水的比热容4.184j·g-1·k-1。设热量计的热容为Cp，则 热水失热=4.184J·g-1·k-1m(T2-T3) 冷水得热=4.184J·g-1·k-1m(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，热量计的热容为 Cp=4.184 J·g-1·k-1m(T2+ T1-2 T3)/( T3-T1) 最后根据△rHm(T)=—Qp(1/n) 求出反应得摩尔焓变。 式中：△rHm — 反应的摩尔焓变（KJ·mol﹣1）; n —溶液中溶质的物质的量。 2 实验部分 2.1 试剂与仪器 Zn粉及CuSO4.H2O（固体）（天津市凯通化学试剂有限公司）. 电子天平、容量瓶（100ml）、烧杯（50 ml）、量筒（50 ml）、精密温度计2支（0.1℃分度）、保温杯、酒精灯、石棉网 2.2 实验 2.2.1 准确浓度CuSO4的溶液的配置 在电子天平上称取约5.0000g（固体）CuSO4·H2O放入烧杯中，加入适当的蒸馏水搅拌使其全部溶解，然后转至100ml容量瓶中。用少量（每次约10ml） 3.1用台秤称取3.0g锌粉； 3.2将配置好的CuSO4溶液全部倒入干燥，洁净的保温杯中（尽量倒干净），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，使温度计的水银球全部浸入溶液中，但又不与搅拌棒和杯壁接触。用手握住保温杯摇动（不能使液体溅到塞子上），每隔10s记录一次热量计中冷水的温度，边读边记录（表格3），直至热量计中的水达到平衡，温度保持恒定（约2分钟）。 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2秒记录一次温度（表格4），至温度上升到最高值后再继续测2分钟。 表格1：冷水温度T1 时间t/s 30 60 90 120 150 180 210 冷水温度T/℃ 18.70 18.80 18.90 19.00 19.10 19.10 19.10 热水温度 T2=38.30℃ 表格2：混合温度T3 时间t/s 30 60 90 120 150 180 210 混合温度T/℃ 26.50 26.60 26.75 26.85 26.95 27.05 27.15 时间t/s 240 270 300 330 360 390 420 混合温度T/℃ 27.40 27.50 27.65 27.85 28.00 28.20 28.20 时间t/s 450 480 510 混合温度T/℃ 28.10 27.90 27.80 表格3：加入锌粉前的温度 时间 30 60 90 120 150 180 210 温度T/℃ 21.70 21.70 21.70 21.70 21.70 21.70 21.70 表格4：加入锌粉后的温度 时间 30 60 90 120 150 180 210 温度 29.20 30.50 30.60 31.10 30.80 30.50 30.20 二、结果