化学家园

反应热效应的测定

                                      

1.概述　

化学反应中常伴随有能量的变化。一个恒温化学反应所吸收或放出的热量称为该反应的热效应。一般把恒温恒压下的热效应又称为焓变（△H）。同一个化学反应，若反应温度或压力不同，则热效应也不一样。

热效应通常可由实验测得。先使反应物在量热器中绝热变化，根据量热计温度的改变和体系的热容，便可算出热效应。现以锌粉和硫酸铜溶液反应为例，说明热效应的测定过程：

Zn＋CuSO₄→ZnSO₄＋Cu

该反应是一个放热反应。测定时，先在一个绝热良好的量热器中放入稍微过量的锌粉及已知浓度和体积的硫酸铜溶液。随着反应进行，不时地记录溶液温度的变化。当温度不再升高，并且开始下降时，说明反应完毕。然后根据下列计算公式，求出该反应的热效应：

△H=-△TCVρ/n

式中，△T为溶液的温升（K），c为溶液的比热容[kJ（kg·K）^-1]，V为CuSO4溶液的体积（L），ρ为溶液的密度（kg·L^-1），n为体积为V的溶液中CuSO₄的物质的量（mol）。　

2.实验目的　

（1）掌握反应热效应测定原理、方法。

（2）熟练掌握减量法称量及配制标准溶液的操作。　

3.实验内容　

（1）用台秤称取3g锌粉。

（2）用减量法在天平上称取欲配制250mL 0.2mol·L^-1CuSO₄溶液所需的CuSO₄·5H₂O晶体，用250mL容量瓶配制成溶液。

（3）用移液管准确移取50mL所配制的CuSO₄溶液于保温杯中，盖好盖，并插入温度计和搅棒（见图3－1）。

（4）不断搅动溶液，每隔30s记录一次温度。2min后，迅速添加已称好的锌粉，并不断搅动溶液，继续每隔30s记录一次温度。当温度升到最高点后，再延续测定2min。

 　

4.数据处理　

（1）按图3－2所示，以温度（T）对时间（τ）作图，求得溶液温升△T。

（2）根据实验数据，计算△H。计算时保温杯的热容量忽略不计。已知溶液的比热容为4.18kJ（kg·K）^-1；溶液的密度约为1kg·L^-1。

 　

5.思考题　

（1）本实验所用的锌粉为什么不必用天平称量？

（2）为什么要不断搅拌溶液及注意温度变化？

（3）若称量或移液操作不准确，对热效应测定有何影响？

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2008年03月6日 星期四 12:37】【注册】【打印】