化学反应焓变的测定
××× 2010******
(齐齐哈尔大学××化学专业**班)
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，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，本实验采用热量计，量筒等建议装置测定五水合硫酸铜与锌粉的反应热，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。
关键词：焓变；锌：硫酸铜；保温杯；反应热；测定。
焓变(enthalpy)即物体焓的变化量。焓是物体的一个热力学能状态函数，即热函：一个系统中的热力作用，等于该系统内能加上其体积与外界作用于该系统的压力的乘积的总和学反应的焓变 在研究各种体系的变化过程时，人们发现自然界的自发过程一般都朝着能量降低的方向进行。显然，能量越低，体系的状态就越稳定。化学反应一般亦符合上述能量最低原理。对反应的自发性是有一定影响的因此丢研究化学反应有重要意义。
化学反应过程中，除了发生物质的变化外，还有能量的变化，这种能量变化表现为反应热效应，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。化学反应的等压热效应Qp等于化学反应的摩尔反应焓变△rHm（放热反应为负值，吸热反应为正值）。在标准状态下化学反应的焓变称为化学反应的标准焓变，用△rHmθ表示。反应热效应的测量方法很多，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。假设反应物在量热计(图4-1)中进行的化学反应是在绝热条件下进行的，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量热器的热容及有关物质的质量和比热容等. 实验原理
Zn(s)+Cu2+ (aq)=Zn2+(aq)+Cu(s) ?rHm=-218.7kj.mol-1 QP=(cm+Cp)??T
热水失热=4.184(J/g/k)m(T2-T3) 冷水得热=4.184(J/g/k)m(T3-T1) 热量计得热=CP(T3-T1)
CP=4.184(J/g/k)m（T2+T1-2T3)/(T3-T1)
?rHm=QP?1/n
1实验部份
1.1.试剂与仪器
试剂：CuSO45H2O(S) 5.0000g；Zn(S) 3.0000g；蒸馏水；热水； 仪器：精密温度计一支（050C,分度值为0.1C）
保温杯；烧杯；量筒（50mL）；秒表；橡皮圈；吸滤纸； 容量瓶（100mL）；大烧杯；小烧杯；电子天平。 1.2.1准确浓度的硫酸铜的配制: 用电子天平准确量取5.0000g CuSO45H2O(S)；量取3.0000g锌粉。置于一只洁净的小烧杯中；洗净并擦干用作热量计的保温杯，取适量蒸馏水倒入小烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，使CuSO45H2O(S)充分溶解，将
小烧杯中溶液用玻璃棒引流，导入容量瓶（100mL），用蒸馏水重新润洗小烧杯3次（总量不超过100ml），最后定容CuSO45H2O(aq).
1.2.2量热计热熔的测量:
先用量筒量取50mL冷蒸馏水，置于量热计中；待温度稳定后用精密温度计测定冷蒸馏水温度，记下读书为T1；再用量筒量取50mL冷蒸馏水倒入小烧杯中，向大烧杯中倒入适量热水，把小烧杯放入大少杯中进行水浴加热，并用精密温度计随时测量小烧杯中蒸馏水温度的变化，直至小烧杯中蒸馏水温升高至T2（T2=T1+20C），取出小烧杯，迅速将所的热蒸馏水倒入量热计与冷蒸馏水混合，塞紧量热计盖子，同时迅速插入精密温度计（在精密温度与量热计孔隙处套上橡皮圈），最后测得混合温蒸馏水最高温度为T3.
1.2.3锌与硫酸铜反应摩尔焓的测定:
将CuSO5HO(aq)倒入保温杯中，盖上盖子，插上精密温度计，温度恒定后测得此时CuSO5HO(aq)的温度为T,将锌粉全部倒入保温杯中，盖紧杯盖，精密温度计上加上橡皮圈，同时用手抓住杯把不断轻轻晃动，使杯中溶液混合均匀。同时另一人手持秒表，每30秒叫停读数，直至温度变的稳定变化很小为止，并记下所得数据。倒尽杯中水于回收水槽中，擦干。 2.结果与讨论。
2.1量热计热容的计算。 热水Th/K 315.20 冷水
表一
4
2
4
2
4
时间s 30 60 90 120 150 180 冷水Tc/K 298.94 299.16 299.33 299.59 299.58 299.80
混合后
表二
时间s 30 60 90 120 150 180 混合Tm/K 306.74 306.93 306.93 306.93 306.92 306.91
308306304302300298296294306090120150180表一表二
根据表一可知T1=299.80K T2=315.20 K T3=306.91K 根据热量容的公式并带入数据可得Cp=34.37J/k 2.2反应的摩尔焓变的测定：
由上式（1）可见，本实验的关键在于能否测得准确的温度值。为获得准确的温度变化ΔT，除精细观察反应时的温度变化外, 还要对影响ΔT的因素进行校正。其校正的方法是：在反应过程中，每隔30秒
记录一次温度，然后以温度（T）对时间（t）做图，绘制T—t曲线，如图所示。将曲线AB和CD线段分别延长，再做垂线EF，与曲线交与G点，且使CEG和BFG所围二块面积相等，此时E和F对应的T值之差即为校正后的温差ΔT。
2.2.1 加锌粉前；
表三
时间s 30 60 90 120 150 180 温度T/K 303.2 303.4 303.6 303.4 303.2 303.2
2.2.2加锌粉后；
表四
时间s 30 60 90 120 150 180 温度T/K 312.00 312.05 312.1 311.9 311.9 311.9
314312310308306304302300298306090120150180表三表四
对表三的曲线和表四的曲线分别用外推法做图可得:
△ T=8.77K
由公式QP=(cm+CP) △T可求出:
QP=3.966kJ
再根据实验原理中公式△rHm（T）=-Qp/n可求得反应的摩尔焓变△rHm =－198.3 kJ/mol 2.2.3 百分误差: (?rHm)实验值???rHm?理论值(?rHm)理论值?100％=9％
3 误差分析
3.1 本实验空气温度与水温相差大由于热传递的原因会对结果产生影响。
3.2 由于实验杯底部是凹球面结构一旦加入锌粉，锌粉容易迅速沉到杯底不能充分参加反应倒至实验有误差
3.3 反应温度随时间的关系线性较差实验结果与理论值的相对误差超过百分子一十甚至更大。 参考文献
[1]大连理工大学无机化学研究室编 无机化学（第三版） 北京：高等教育出版社，2006：72~85 [2]齐齐哈尔大学化学化工学院无机研究室编 基础化学实验 72~76