氯化铵生成焓的测定

1、氯化铵生成焓的测定实验目的1、 学习用热量计测定物质生成焓的简单方法。2、 加深对有关热化学知识的理解。实验原理 本实验用热量计分别测定NH4Cl（s）的溶解热和NH3（aq）与HCl（aq）反应的中和热，再利用NH3（aq）和HCl（aq）的标准摩尔生成焓数据，通过Hess定律计算NH4Cl（s）的标准摩尔生成焓。 NH3（aq）HCl（aq） NH4Cl（aq） rHm中和= fHm（NH4Cl,aq） fHm（HCl,aq） fHm（NH3,aq） NH4Cl（s） NH4Cl（aq） rHm溶解= fHm（NH4Cl,aq） fHm（NH4Cl,s） fHm（NH4Cl,aq）= rH

2、m中和fHm（HCl,aq） fHm（NH3,aq） = rHm溶解fHm（NH4Cl,s）fHm（NH4Cl,s）= rHm中和fHm（HCl,aq） fHm（NH3,aq） rHm溶解 热量计是用来测定反应热的装置。本实验采用保温杯式简易量热计测定反应热。化学反应在热量计中进行时，放出（或吸收）的热量会引起热量计和反应物质的温度升高（或降低）。 rHm中和=（cm TCp T）/n rHm溶解=（cm TCp T）/n式中： rHm中和 中和热，J/mol rHm溶解 溶解热, J/molm 物质的质量，g;c 物质的比热容，Jg-1K-1; T 反应终了温度与起始温度之差，K;Cp 热量

3、计的热容，JK-1;n 反应物质的摩尔数，mol。由于反应后的温度需要一段时间才能升到最高值，而实验所用简易热量计不是严格的绝热系统，在这段时间，热量计不可避免地会与周围环境发生热交换。为了校正由此带来的温度偏差，需用图解法确定系统温度变化的最大值，即以测得的温度为纵坐标，时间为横坐标绘图，按虚线外推到开始混合的时间（t=0），求出温度变化最大值（ T），这个外推的 T值能较客观地反映出由反应热所引起的真实温度变化。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，再加入相同质量温度为T2的热水，测定混合后水的最高温

4、度T3。已知水的比热容为4.184Jg-1K-1，设热量计的热容为Cp，则热水失热=4.184Jg-1K-1m（T2T3）冷水得热=4.184Jg-1K-1m（T3T1）量热计得热=Cp（T3T1）热水失热=冷水得热量热计得热Cp=4.184Jg-1K-1m（T2T3）（T3T1） /（T3T1） 仪器、药品及材料 仪器：保温杯，1/10温度计，台秤，秒表，烧杯（100ml）,量筒（100ml）。药品：HCl溶液（1.5molL-1），NH3H2O溶液（1.5molL-1），NH4Cl（s）。数据记录与处理实验中的NH4Cl溶液浓度很小，作为近似处理可以假定：溶液的体积为100ml；中和反应热

5、只能使水和热量计的温度升高；NH4Cl（s）溶解时吸热，只能使水和热量计的温度下降。由相应的温差（ T）和水的质量（m）、比热容（c）及热量计的热容（Cp），即可分别计算出中和反应热和溶解热。已知NH3（aq）和HCl（aq）的标准摩尔生成焓分别为-80.29kJ·mol-1和-167.159 kJ·mol-1，根据Hess定律计算NH4Cl（s）的标准摩尔生成焓，并对照查得的数据计算实验误差（如操作与计算正确，所得结果的误差可小于3）。实验内容及数据处理1. 量热计热容的测定（1）用量筒量取50.0mL去离子水，倒入量热计中，盖好后适当摇动，待系统达到热平衡后（约510m

6、in），记录温度T1（精确到0.1）。（2）在100ml烧杯中加入50.0ml去离子水，加热到高于T130左右，静置12min，待热水系统温度均匀时，迅速测量温度T2（精确到0.1），尽快将热水倒入热量计中，盖好后不断地摇荡保温杯，并立即计时和记录水温。每隔30s记录一次温度，直至温度上升到最高点，再继续测定3min。将上述实验重复一次，取两次实验所得结果，作温度-时间图，用外推法求最高温度T3，并计算热量计热容Cp的平均值。2.盐酸与氨水的中和热及氯化铵溶解热的测定（1）用量筒量取50.0ml 1.5mol·L-1HCL溶液，倒入烧杯中备用。洗净量筒，再量取50.0ml 1.5mol·L-1NH3·H2O，倒入热量计中，在酸碱混合前，先记录氨水的温度5min（间隔30s，温度精确到0.1，以下相同）。将烧杯中的盐酸加入热量计，立刻盖上保温杯顶盖，测量并记录温度-时间数据，并不断地摇荡保温杯，直至温度上升到最高点，再继续测量3min。依据温度-时间数据作图，用外推法求 T。（2）称取4.0g NH4Cl（s）备用。量取100ml去离子水，倒入热量计中，测量并记录水温5min。然后加入NH4Cl（s）并立刻盖上保温杯顶盖，测量温度-时间数据，不断地摇荡保温杯，促使固体溶解，直至温度下降到最低点，再继续测量3min。最后作图用外推法求