化学反应热效应的测定名师制作优质教学资料

1、化学反应热效应的测定一、实验目的1学会测定化学反应热效应的一般原理和方法，测定锌与硫酸铜反应的热效应。2学习准确浓度溶液的配制方法。3掌握利用外推法校正温度改变值的作图方法。二、实验原理对一化学反应，当生成物的温度与反应物的温度相同，且在反应过程中除膨胀功以外不做其它功时，该化学反应所吸收或放出的热量，称为化学反应热效应。 若反应是在恒压条件下进行的，则反应的热效应称为恒压热效应Qp，且此热效应全部增加体系的焓（H），所以有H = Qp式中H为该反应的焓变。 对于放热反应r Hm为负值，对于吸热反应r Hm为正值。例如，在恒压条件下， 1mol 锌置换硫酸铜溶液中的铜离子时，放出 216.8

2、kJ 的热量，即Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cur Hm= 216.8kJ·mol-1测定化学反应热效应的基本原理是能量守恒定律，即反应所放出的热量促使反应体系温度的升高。因此，对上面的反应，其热效应与溶液的质量（m）、溶液的比热（c）和反应前后体系温度的变化 （ T ）有如下关系Qp = - (cmT+KT)式中 K 为热量计的热容量，即热量计本身每升温1 度所吸收的热量。由溶液的密度（ d）和体积（ V）可得溶液的质量，即m=dV若上述反应以每摩尔锌置换铜离子时所放出的热量（千焦）来表示，综合以上三式，可得rHmQp/n-1/1000n(cdv+K)T（1）式中 n

3、 为 V 毫升溶液中的物质的量。热量计的热容量可由如下方法求得：在热量计中首先加入温度为T1、重量为 W1的冷水、再加入温度为T2、重量为 W2的热水，二者混合后，水温为 T，则热量计得热为 q 0=(T-T 1)K冷水得热为q1=(T-T 1)W1c 水热水失热为q 2=(T2-T)W2c 水因此q0=q2-q 1综合以上四式可得热量计的热容量为K=c 水 w2-(T2-T 1)-W1(T-T 1) /(T-T1)式中 c 水 为水的比热。若热量计本身所吸收的热量忽略不计，则（1）式可简化为r HmQp/n-cdvT/1000n由上式可见，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

4、度变化T，除精细观察反应时的温度变化外, 还要对影响T 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。三、实验设备及材料仪器：保温杯热量计，精密温度计，容量瓶，量筒，洗瓶，玻璃棒，移液管，分析天，台秤，秒表。-1药品：硫酸铜溶液 (0. 200 mol ·L ),锌粉四、实验步骤1c (CuSO4) = 0.200 mol·L-1 CuSO4溶液的配制在电子天平上称取 12.484 g CuSO4·5H2O 放入烧杯中，加入适量的蒸馏水使其全部溶解，然后转移至 250mL容量瓶中。

5、用少量（每次约 10mL）的蒸馏水将烧杯淋洗 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，将其反复翻转 10 次以上，使其中溶液充分混匀。2热量计热容量的测定（ 1）首先用台秤称量干燥的热量计（包括胶塞、温度计、搅拌棒）的重量，然后用量筒量取 50 mL自来水加入其中，再称重，并记录两次称量的重量。慢慢搅拌几分钟，待体系温度稳定后，记录此时的温度读数 t 1。（ 2）另准备 50 mL 热水约比热量计中的水高 (20 25) ，准确测定水的温度 t 2 后，迅速倒入热量计中， 盖好盖子并不断搅拌， 同时注意升至最高点后，记录此时的温度读数t 3。3锌与硫酸铜反应热效应的测定-1（1）用 50mL移液管吸取 100.00mL 0.200mol ·L CuSO4溶液，放入干燥的热量计中，盖好盖子，在不断搅拌的条件下，每隔20 秒记录一次温度读数，至温度稳定时温度t 4。再记录 58 个温度读数。（ 2）用台秤称取 3g 锌粉，加入热量计中，迅速盖紧盖子，与此同时开始记录时间及温度变化。在不断搅拌的条件下，每隔 20 秒记录一次温度读数。至温度迅速上升时，可每隔 10 秒记录一次温度读数。至温度升到最高点后， 再记录 34 分钟的温度变化为 止，