化學(xué)反應(yīng)焓變的測(cè)定-3

化學(xué)反應(yīng)焓變的測(cè)定×××2010******(齊齊哈爾大學(xué)××化學(xué)專業(yè)**班)摘要:化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，除了發(fā)生物質(zhì)的變化外，常伴有能量的變化，這種能量的變化表現(xiàn)為反應(yīng)熱效應(yīng)，而化學(xué)反應(yīng)通常是在恒壓的條件下進(jìn)行的，本實(shí)驗(yàn)采用熱量計(jì)，量筒等建議裝置測(cè)定五水合硫酸銅與鋅粉的反應(yīng)熱，結(jié)果表明：該實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量反應(yīng)熱直觀，實(shí)驗(yàn)易于操作，又便于觀察的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：焓變；鋅：硫酸銅；保溫杯；反應(yīng)熱；測(cè)定。焓變(enthalpy)即物體焓的變化量。焓是物體的一個(gè)熱力學(xué)能狀態(tài)函數(shù)，即熱函：一個(gè)系統(tǒng)中的熱力作用，等于該系統(tǒng)內(nèi)能加上其體積與外界作用于該系統(tǒng)的壓力的乘積的總和學(xué)反應(yīng)的焓變?cè)谘芯扛鞣N體系的變化過(guò)程時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)自然界的自發(fā)過(guò)程一般都朝著能量降低的方向進(jìn)行。顯然，能量越低，體系的狀態(tài)就越穩(wěn)定。化學(xué)反應(yīng)一般亦符合上述能量最低原理。對(duì)反應(yīng)的自發(fā)性是有一定影響的因此丟研究化學(xué)反應(yīng)有重要意義?；瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程中，除了發(fā)生物質(zhì)的變化外，還有能量的變化，這種能量變化表現(xiàn)為反應(yīng)熱效應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)通常是在恒壓的條件下進(jìn)行的，此反應(yīng)熱效應(yīng)叫做等壓熱效應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)的等壓熱效應(yīng)Qp等于化學(xué)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓變△rHm（放熱反應(yīng)為負(fù)值，吸熱反應(yīng)為正值）。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下化學(xué)反應(yīng)的焓變稱為化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變，用△rHmθ表示。反應(yīng)熱效應(yīng)的測(cè)量方法很多，本實(shí)驗(yàn)采用普通的保溫杯和精密溫度計(jì)作為簡(jiǎn)易量熱計(jì)來(lái)測(cè)量。假設(shè)反應(yīng)物在量熱計(jì)(圖4-1)中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是在絕熱條件下進(jìn)行的，即反應(yīng)體系(量熱計(jì))與環(huán)境不發(fā)生熱量傳遞。這樣，從反應(yīng)體系前后的溫度變化和量熱器的熱容及有關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量和比熱容等.實(shí)驗(yàn)原理Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)?rHm=-218.7kj.mol-1QP=(cm+Cp)??T熱水失熱=4.184(J/g/k)m(T2-T3)冷水得熱=4.184(J/g/k)m(T3-T1)熱量計(jì)得熱=CP(T3-T1)CP=4.184(J/g/k)m（T2+T1-2T3)/(T3-T1)?rHm=QP?1/n1實(shí)驗(yàn)部份1.1.試劑與儀器

試劑：CuSO45H2O(S)5.0000g；Zn(S)3.0000g；蒸餾水；熱水；

儀器：精密溫度計(jì)一支（050C,分度值為0.1C）

保溫杯；燒杯；量筒（50mL）；秒表；橡皮圈；吸濾紙；容量瓶（100mL）；大燒杯；小燒杯；電子天平。1.2.1

用電子天平準(zhǔn)確量取5.0000gCuSO45H2O(S)；量取3.0000g鋅粉。置于一只潔凈的小燒杯中；洗凈并擦干用作熱量計(jì)的保溫杯，取適量蒸餾水倒入小燒杯中，用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，使CuSO45H2O(S)充分溶解，將小燒杯中溶液用玻璃棒引流，導(dǎo)入容量瓶（100mL），用蒸餾水重新潤(rùn)洗小燒杯3次（總量不超過(guò)100ml），最后定容CuSO45H2O(aq).1.2.2量熱計(jì)熱熔的測(cè)量

先用量筒量取50mL冷蒸餾水，置于量熱計(jì)中；待溫度穩(wěn)定后用精密溫度計(jì)測(cè)定冷蒸餾水溫度，記下讀書(shū)為T(mén)1；再用量筒量取50mL冷蒸餾水倒入小燒杯中，向大燒杯中倒入適量熱水，把小燒杯放入大少杯中進(jìn)行水浴加熱，并用精密溫度計(jì)隨時(shí)測(cè)量小燒杯中蒸餾水溫度的變化，直至小燒杯中蒸餾水溫升高至T2（T2=T1+20C），取出小燒杯，迅速將所的熱蒸餾水倒入量熱計(jì)與冷蒸餾水混合，塞緊量熱計(jì)蓋子，同時(shí)迅速插入精密溫度計(jì)（在精密溫度與量熱計(jì)孔隙處套上橡皮圈），最后測(cè)得混合溫蒸餾水最高溫度為T(mén)3.1.2.3將CuSO45H2O(aq)倒入保溫杯中，蓋上蓋子，插上精密溫度計(jì)，溫度恒定后測(cè)得此時(shí)CuSO45H2O(aq)的溫度為T(mén)4,將鋅粉全部倒入保溫杯中，蓋緊杯蓋，精密溫度計(jì)上加上橡皮圈，同時(shí)用手抓住杯把不斷輕輕晃動(dòng)，使杯中溶液混合均勻。同時(shí)另一人手持秒表，每30秒叫停讀數(shù)，直至溫度變的穩(wěn)定變化很小為止，并記下所得數(shù)據(jù)。倒盡杯中水于回收水槽中，擦干。2.結(jié)果與討論。2.1量熱計(jì)熱容的計(jì)算。熱水Th/K315.20冷水表一時(shí)間s306090120150180冷水Tc/K298.94299.16299.33299.59299.58299.80混合后表二時(shí)間s306090120150180混合Tm/K306.74306.93306.93306.93306.92306.91根據(jù)表一可知T1=299.80KT2=315.20KT3=306.91K根據(jù)熱量容的公式并帶入數(shù)據(jù)可得Cp=34.37J/k2.2反應(yīng)的摩爾焓變的測(cè)定：由上式（1）可見(jiàn)，本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于能否測(cè)得準(zhǔn)確的溫度值。為獲得準(zhǔn)確的溫度變化ΔT，除精細(xì)觀察反應(yīng)時(shí)的溫度變化外,還要對(duì)影響ΔT的因素進(jìn)行校正。其校正的方法是：在反應(yīng)過(guò)程中，每隔30秒記錄一次溫度，然后以溫度（T）對(duì)時(shí)間（t）做圖，繪制T—t曲線，如圖所示。將曲線AB和CD線段分別延長(zhǎng)，再做垂線EF，與曲線交與G點(diǎn)，且使CEG和BFG所圍二塊面積相等，此時(shí)E和F對(duì)應(yīng)的T值之差即為校正后的溫差ΔT。2.2.1表三時(shí)間s306090120150180溫度T/K303.2303.4303.6303.4303.2303.22.2.2加鋅粉后；表四時(shí)間s306090120150180溫度T/K312.00312.05312.1311.9311.9311.9對(duì)表三的曲線和表四的曲線分別用外推法做圖可得:T=8.77K由公式QP=(cm+CP)△T可求出:QP=3.966kJ再根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理中公式△rHm（T）=-Qp/n可求得反應(yīng)的摩爾焓變△rHm=－198.3kJ/mol2.2.3百分誤差％=9％誤差分析3.1本實(shí)驗(yàn)空氣溫度與水溫相差大由于熱傳遞的原因會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。3.2由于實(shí)驗(yàn)杯底部是凹球面結(jié)構(gòu)一旦加入鋅粉，鋅粉容易迅速沉到杯底不能充分參