化学反应焓变的测定
摘要：化学反应都伴随着能量的转移，而焓变就是能量转移的重要表现形式。因此，化学反应焓变的测定就成为我们学习化学知识、掌握化学反应原理、控制反应进行程度的重要手段。本次实验利用常见的保温杯等装置简易测定了Zn与CuSO4的化学反应焓变。结果表明：该实验测量效果好，操作简洁，易于观察实验现象
关键词：焓变；测定；Zn;CuSO4;保温杯；温度计
化学反应焓变的测定
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，这种能量变化表现为反应热效率，而恒压条件下的反应热效应叫做等压热效应。在标准状态下的焓变成为化学反应的标准焓变。本实验采用普通保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量。
在298.15K和标准条件下，1mol锌置换硫酸铜中的铜离子，放出218.7J的热量。
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu              △rHm=-218.7KJ/mol
有溶液反应前后的温度变化，可求得上述反应的焓变。
考虑到热量计的热容，则反应放出的热量Qp等于系统中溶液吸收的热量与热量计吸收的热量之和：Qp=(c.m+Cp)    △T
c--------溶液的比热容（取4.18）
m--------溶液的质量（近似等于溶剂的质量）
Cp-------热量计的热容（J/K），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，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度T3.已知水的比热容为4.184J/g/k.设热量计的热容为Cp，则
热水失热=4.184KJ/g/k×m(T2-T3)
冷水得热=4.184KJ/g/k×m（T3-T1）
热量计得热=Cp(T3-T1)
因为热水失热与冷水得热之差等于热量计得热，所以，热量计的热容为：
Cp=4.184J/g/k×m(T2+T1-T3)/(T3-T1)
最后根据△rHm(T)=-Qp.1/n          n---溶液中溶质的物质的量
一．实验原理：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
二．实验仪器：分析天平，台秤，容量瓶，烧杯，量筒，精密温度仪，保温杯，表面皿，长颈漏斗，漏斗架，布氏漏斗，吸滤瓶，真空泵，水浴锅，石棉网，电炉。
三．实验步骤
1.准确浓度硫酸桐溶液的配制
在电子天平上称取约5.0000克CuSO4.5H2O放入烧杯中，加入适量的蒸馏水搅拌使其全部溶解，然后转移至100毫升容量瓶中。用少量蒸馏水将搅拌棒淋洗三次，将淋洗液全部倒入容量瓶中，最后加蒸馏水至刻度。塞进容量瓶瓶塞，将其反复翻转10次以上，使其中溶液充分混合均匀。
2.热量计热容Cp的测定
洗净并擦干用作热量计的保温杯，量筒取50毫升蒸馏水放入保温杯中，盖上带有温度计的塞子，调节温度计的高度，使其水银球浸入溶液中，但又不能触及容器的底部。用手握住保温杯摇动，每隔30秒记录一次热量集中冷水的温度，边读边记录，直至热量计中的水达到热平衡，即水温保持恒定。记录T1.再取50毫升蒸馏水倒入100毫升烧杯中，把此烧杯置于高于室温20摄氏度的热水浴中放置10至15分钟，用精密温度计准确量取热水温度T2，迅速将此热水倒入保温杯中盖好盖子，摇动保温杯。在倒热水的同时，按动秒表每10秒记录一次，直至温度不再变化或等速下降为止。倒净保温杯中的水，擦干。
3.锌与硫酸铜反应摩尔焓变的测定
（1）用台秤称取3.0克锌粉。
（2）将配制好的硫酸铜溶液全部倒入干燥，洁净的保温杯中，赛好插有温度计和搅拌棒的塞子，调节温度计和搅拌棒的高度。用手握住保温杯摇动，每隔30秒记录一次热量计中冷水的温度，边读边记录，直至溶液与热量计达到平衡，温度保持恒定。
（3）迅速向溶液中加入已称好的锌粉，立即盖好盖子，仍不断摇动，并继续每隔30秒记录一次温度，直至温度上升到最高值后再继续测2分钟。记录记入下列表格中。
四.数据记录及处理
CuSO4.5H2O晶体的质量=4.9975g
CuSO4溶液的物质的量n(CuSO4)=0.01999mol
温度随观察时间的变化
时间t/s
0s
30s/10s
60s/20s
90s/30s
120s/40s
50s
60s
冷水T/℃/30s
19.53
23.11
23.94
22.81
22.82
热水T/℃
42.20
混合后温度T/℃/10s
30.83
30.04
化学实验报告
30.04
31.22
31.23
31.21
（2）反应的摩尔焓变的测定
加锌粉前
时间t/s
0s
30s
60s
90s
120s
150s
温度T/℃
18.81
18.75
18.75
18.78
18.80
18.81
加锌粉后
时间t/s
0s
30s
60s
90s
120s
150s
温度T/℃
21.80
22.43
22.69
22.68
22.71
22.70
时间t/s
180s
210s
240s
270s
300s
330s
温度T/℃
22.73
22.84
22.91
22.97
22.99
23.01
时间t/s
360s
390s
420s
450s
480s
510s
温度T/℃
23.07
23.23
23.37
23.41
23.51
23.52
时间t/s
540s
570s
600s
630s
660s
690s
温度T/℃
23.58
23.59
23.66
23.41
23.79
23.80
时间t/s
720s
750s
780s
810s
840s
870s
温度T/℃
23.72
23.73
23.79
23.85
23.88
23.90
时间t/s
900s
930s
960s
990s
温度T/℃
23.90
23.90
23.91
23.90
2.数据处理
（1）热量计热容Cp=56.68J/K
（2）反应的摩尔焓变△rHm=223.45KJ/mol
五.误差
（1）保温杯保温效果差，存在热量流失。
（2）读数时不准确。