化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的測定

化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的測定一、實驗?zāi)康?．學(xué)會測定化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的一般原理和方法，測定鋅與硫酸銅反應(yīng)的熱效應(yīng)。2．學(xué)習(xí)準(zhǔn)確濃度溶液的配制方法。3．掌握利用外推法校正溫度改變值的作圖方法。二、實驗原理對一化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)生成物的溫度與反應(yīng)物的溫度相同，且在反應(yīng)過程中除膨脹功以外不做其它功時，該化學(xué)反應(yīng)所吸收或放出的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)。若反應(yīng)是在恒壓條件下進行的，則反應(yīng)的熱效應(yīng)稱為恒壓熱效應(yīng)Qp，且此熱效應(yīng)全部增加體系的焓（ΔH），所以有ΔH=Qp式中ΔH為該反應(yīng)的焓變。對于放熱反應(yīng)ΔrHm為負值，對于吸熱反應(yīng)ΔrHm為正值。例如，在恒壓條件下，1mol鋅置換硫酸銅溶液中的銅離子時，放出216.8kJ的熱量，即Zn+CuSO4=ZnSO4+CuΔrHm=–216.8kJ·mol-1測定化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的基本原理是能量守恒定律，即反應(yīng)所放出的熱量促使反應(yīng)體系溫度的升高。因此，對上面的反應(yīng)，其熱效應(yīng)與溶液的質(zhì)量（m）、溶液的比熱（c）和反應(yīng)前后體系溫度的變化（ΔT）有如下關(guān)系Qp=-(cmΔT+KΔT)式中K為熱量計的熱容量，即熱量計本身每升溫1度所吸收的熱量。由溶液的密度（d）和體積（V）可得溶液的質(zhì)量，即m=dV若上述反應(yīng)以每摩爾鋅置換銅離子時所放出的熱量（千焦）來表示，綜合以上三式，可得ΔrHm＝Qp/n＝-1/1000n(cdv+K)ΔT（1）式中n為V毫升溶液中的物質(zhì)的量。熱量計的熱容量可由如下方法求得：在熱量計中首先加入溫度為T1、重量為W1的冷水、再加入溫度為T2、重量為W2的熱水，二者混合后，水溫為T，則熱量計得熱為q0=(T-T1)K開始記錄時間及溫度變化。在不斷攪拌的條件下，每隔20秒記錄一次溫度讀數(shù)。至溫度迅速上升時，可每隔10秒記錄一次溫度讀數(shù)。至溫度升到最高點后，再記錄3～4分鐘的溫度變化為止，該最高溫度為t5。五、數(shù)據(jù)記錄1.熱量計熱容量測定記錄室溫：大氣壓力：測溫度t1:t/s0204060---溫度/℃測溫度t2:t/s0204060---溫度/℃測溫度t3:t/s0204060---溫度/℃2.鋅與硫酸銅反應(yīng)熱效應(yīng)的測定記錄t/s0204060---溫度/℃3.熱量計熱容測定冷水溫度t1=熱水溫度t2=混合水溫度t3=熱水降低溫度t2-t3=冷水升高溫度t3-t1=則熱量計熱容Cp=4.鋅與硫酸銅置換反應(yīng)熱△H的測定硫酸銅溶液t4=反應(yīng)后溶液t5=反應(yīng)中升溫△t=t5-t4=溶液的體積V=硫酸銅或生成銅的物質(zhì)的量n=熱量計熱容Cp=設(shè)溶液的比熱容近似水的比熱容c=4.18J.g-1.K-1；溶液的密度近似水的密度ρ=1.0g/mL，則：反應(yīng)的熱效應(yīng)△H=5.已知在恒壓下，上述置換反應(yīng)的焓變△H=-218.7kJ/mol。計算實驗相