化学反应焓变的测定
测定反应焓变的方法
测定反应焓变的方法1. 热量计法热量计法是测定反应焓变最常用的方法之一。
实验中，反应物与溶液在恒定温度的热量计中发生反应，通过观察温度的变化，计算出反应前后释放或吸收的热量差，从而得出反应焓变。
2. 燃烧热法燃烧热法是通过将某种物质完全燃烧，测量产生热量来计算反应焓变的方法。
将某种有机物质燃烧，产生的热量可以用来计算该有机物质的燃烧反应焓变。
3. 直接测量法直接测量法是一种通过直接测量反应物和产物的热容和温度来计算反应焓变的方法。
在加热一个恒定体积的反应瓶中的反应物时，可以通过测量温度的变化来计算反应焓变。
4. 比色法比色法是一种通过测量反应物和产物的吸收光谱来计算反应焓变的方法。
在一些化学反应中，反应物和产物可能有不同的吸收光谱，通过测量它们的光谱可以计算出反应焓变。
5. 比重法比重法是一种通过测量反应物和产物的密度来计算反应焓变的方法。
在一些物质的化学反应中，反应物和产物的密度可能不同，通过测量它们的密度可以计算出反应焓变。
6. 比热容法比热容法是一种通过测量反应物和产物的比热容来计算反应焓变的方法。
在一些物质的化学反应中，反应物和产物的比热容可能不同，通过测量它们的比热容可以计算出反应焓变。
7. 酸碱滴定法酸碱滴定法是一种通过测量反应中酸碱溶液的滴定体积、浓度和 pH 值来计算反应焓变的方法。
使用一种浓度已知的 NaOH 溶液对盛有 HCl 溶液的容器进行滴定，通过测量滴定过程中 HCl 溶液的 pH 值和滴定体积可以计算出反应焓变。
8. 热效应法热效应法是一种通过测量反应物和产物的热效应（如释放的热量）来计算反应焓变的方法。
在一些物质的化学反应中，反应物和产物可能会释放热量，通过测量释放的热量可以计算出反应焓变。
9. 微量热法微量热法是一种通过测量反应物和产物的微量热效应（如热流量和温度变化）来计算反应焓变的方法。
在一些物质的化学反应中，反应物和产物可能会释放微量热量，通过测量微量热效应来计算反应焓变。
化学反应的热效应与焓变实验测定计算原理
化学反应的热效应与焓变实验测定计算原理热效应是指化学反应过程中吸热或放热的现象。
热效应的大小可以用焓变来表示，即化学反应前后系统焓的变化。
为了测定化学反应的焓变，科学家们设计了一系列实验方法和计算原理。
一、热效应的测定方法1. 火焰法：该方法适用于气态反应物和产物。
实验中，将反应物放置在燃烧器中，在反应物燃烧过程中，测量升温或降温的大小，并结合燃烧热的计算公式，计算出焓变值。
2. 溶解法：该方法适用于固态反应物的溶解反应。
实验中，将固态反应物溶解于溶剂中，测量溶解过程中温度的变化，并结合溶解热的计算公式，计算出焓变值。
3. 量热法：该方法适用于各种类型的反应。
实验中，使用量热计测量反应过程中吸热或放热的大小，并结合量热计的测温数据和热容量的计算公式，计算出焓变值。
二、焓变的计算原理1. 标准焓变：焓变的计算通常以标准状况下的焓变为基准。
标准状况是指温度为298K（25℃）和压强为1 atm（标准大气压）的状态。
标准焓变可以通过实验测定的反应热效应与标准状况下的热容量之积得到。
2. 热容量：热容量是指物质在吸收或放出单位热量时温度的变化量。
热容量可以根据物质的特性和性质进行计算。
在焓变的计算中，需要根据反应物和产物的热容量以及摩尔数的比例关系，计算出整个反应过程中的热容量变化。
3. 热效应计算公式：热效应可以通过反应物和产物的焓值之差来计算。
在计算焓变时，需要根据反应的化学方程式和各组分的两个物质之间的摩尔比例关系，将各组分的焓值相加或相减，得到最终的焓变值。
三、实验条件的控制在进行化学反应的热效应测定实验时，需注意以下几点：1. 实验温度：实验应该在恒定的温度条件下进行，以保证测得的温度变化是由于反应本身产生的热效应。
2. 实验时间：实验过程中应尽量缩短反应时间，以减少其他因素对热效应测定的影响。
3. 单位量的控制：在实验中，需要按照一定的比例控制反应物的量，以便正确计算热效应。
总之，化学反应的热效应与焓变的实验测定及计算原理是通过一系列实验方法和计算公式来确定化学反应过程中的热效应大小。
化学反应摩尔焓变的测定
目录实验一化学反应摩尔焓变的测定 (1)实验二氧化还原反应与电化学 (9)实验三醋酸解离度和解离常数的测定 (18)实验四自来水硬度的测定 (23)实验五聚乙烯醇甲醛反应制备胶水 (27)实验一化学反应摩尔焓变的测定一、实验目的1．了解测定反应的摩尔焓变的原理和方法；2．学习称量、溶液配制和移取的基本操作；3．学习实验数据的作图法处理。
二、实验原理化学反应通常是在恒压条件下进行的，反应的热效应一般指的就是恒压热效应q p 。
化学热力学中反应的摩尔焓变 r H m数值上等于q p，因此，通常可用量热的方法测定反应的摩尔焓变。
对于一般溶液反应（放热反应）的摩尔焓变，可用简易量热计测定。
该量热器采用玻璃保温杯制成，并附有数显温度计（可精确读至本实验测定C U SO4溶液与锌粉反应的摩尔焓变：C U2+(aq)+Zn(s)=Cu(s)+Zn2+(aq)为了使反应完全，使用过量的锌粉。
下，于量热计中发生反应，即反应系统不与量热计外的环境发生热交换，这样，量热计及其盛装物质的温度就会改变。
从反应系统前后温度变化及有关物质的热容，就可以计算中出该反应系统放出的热量。
但由于量热计并非严格绝热，在实验时间内，量热计不可避免地会与环境发生少量热交换；采用作图外推的方法（参见实验图1.2）,可适当地消除这一影响。
若不考虑量热计吸收的热量,则反应放出的热量等于系统中溶液吸收的热量:q p=m s c s∆T=V sρs c s∆T式中q p——反应中溶液吸收的热量，J；m s——反应后溶液的质量，g；c s——反应后溶液的体积，j·g-1·K-1；V s——反应后溶液的体积，ml；ρs——反应后溶液的密度，g·mL-1。
设反应前溶液中C u SO4的物质的量为nmol，则反应的摩尔焓变以kJ·mol-1计为∆r H m=－V sρs c s∆T/100n (1.1)设反应前后溶液的体积不变，则n=c(C u SO4) ·V s/1000式中c(C u SO4)为反应前溶液中C u SO4的浓度，mol·L-1。
化学反应焓变的测定
为焓变。为了有一个比较的统一标准，通常规定
100kPa 为标准态压力，记为 p 。把体系中各固体、
液体物质处于 p 下的纯物质，气体则在 p 下表现
出理想气体性质的纯气体状态称为热力学标准态。
在标准状态下化学反应的焓变称为化学反应的标准
焓变，用 表示rH，下标“ r ”表示一般的化学反应， 上标“ ”表示标准状态。在实际工作中，许多重要
• Δr Hmθ (298.15K)= - 218.66kJ ·mol -1
3.反应热的测量
• 测定化学反应热效应的仪器称为量热计。 对于一般溶液反应的摩尔焓变，可用图 所 示的“保温杯式”量热计来测定。
3.反应热的测量
• 在实验中，若忽略量热计的热容，则可根据已知 溶液的比热容、溶液的密度、浓度、实验中所取 溶液的体积和反应过程中 ( 反应前和反应后 ) 溶 液的温度变化，求得上述化学反应的摩尔焓变。 其计算公式如下： Cs-水的比热容，4.18J/g.k
还有残留在烧杯壁和玻璃棒上的氯化 钠未被转移。因此要用蒸馏水洗涤用 过的烧杯和玻璃棒。
5. 洗 涤
注意事项： 用少量蒸馏水洗涤2～3次，洗涤液要全部转移到 容量瓶中。
思考： 如果用量筒量取液体药品，量筒要洗涤吗？
如果用量筒量取液体药品，量筒不必洗涤。因为这是 量筒的“自然残留液”，若洗涤后转移到容量瓶中会 导致所配溶液浓度偏高。但是使用量筒时应注意选择 的量筒与量取液体的体积相匹配。
还需要玻璃棒。搅拌时沿着一定的方向，玻璃 棒不要碰烧杯底和烧杯壁，不要把玻璃棒放在 实验台上，以免弄脏。
思考：若量取的是浓硫酸需要稀释，应如何操 作才是正确的？
4. 转 移
注意事项： 由于容量瓶瓶颈较细，为避免液体洒在外面，应用 玻璃棒引流。
热化学化学反应焓变的测定
热化学化学反应焓变的测定热化学是研究化学反应与能量变化之间关系的学科，其中通过测定化学反应的焓变来研究反应的热力学性质。
本文将介绍热化学中化学反应焓变的测定方法和相关实验技术。
一、热化学基础热化学基础理论主要包括热力学和热动力学。
热力学研究系统能量与熵、焓、自由能等物理量的关系；而热动力学则研究反应速率、反应机理等。
在热化学中，焓变是研究化学反应热效应的重要指标。
二、焓变的定义焓变（ΔH）表示反应中吸热或放热的大小，单位为焦耳（J）。
当化学反应放热时，焓变为负值；吸热时，焓变为正值。
焓变与反应物质的物质量、反应产物的物质量以及反应过程中的状态有关。
三、测定焓变的方法1. 火焰燃烧法火焰燃烧法是常见的测定焓变的方法之一。
通过将反应物放入恒温容器中，点燃并测定产生的热量来确定焓变。
利用燃烧装置将反应物燃烧，燃烧产物通过水冷凝器收集，进一步测定水的温度变化，求得焓变。
2. 酸碱中和法酸碱中和法是一种常见的测定焓变的方法。
在恒温条件下，将酸和碱按化学计量比例混合，在中和反应中测定反应过程中的温度变化来确定焓变。
3. 高温氧化法高温氧化法适用于一些难以溶解的物质。
在高温下，将反应物与氧气反应生成氧化物，通过测定反应产生的热量来测定焓变。
4. 量热仪法量热仪是专门用于测量热量变化的仪器。
通过将反应物放入量热仪中，观察反应前后温度变化，并利用仪器测定焓变。
四、实验技术在实验中，为了获得准确的焓变测量结果，需要注意以下实验技术：1. 恒压条件：实验过程中需要保持恒定的压力，避免压力变化对焓变测量结果的影响。
2. 恒温条件：实验过程中需要保持恒定的温度，利用恒温水浴等装置来维持温度的稳定。
3. 热电偶技术：使用热电偶来测量温度的变化，同时要保证热电偶与反应物之间的良好接触，以获得准确的温度数据。
4. 校正处理：在进行实验之前，需要对仪器进行校正，确保温度、压力等测量结果的准确性。
五、应用领域热化学焓变的测定在很多领域得到应用。
化学反应焓变的测定
1. 掌握测定化学反应焓变的原理
2. 学习用量热法测定化学反应焓变 3. 学会利用外推法处理实验数据
二、实验原理
Zn(s)+Cu2+(aq) = Cu2+(aq)+ Zn(s)
-1 = -218.7kJ.mol r H
θ m
1 r H m T c V n
5. 温度最高后，继续记录2分钟。
6. 外推法求
T 减少误差。
精品课件！
精品课件！
六、思考题
1. 为什么锌粉可以台天平称量？
2. 量热器装溶液前为什么要干燥？ 3. 为什么要用外推法确定实验数据？
（2）根据关系式计算出 r H m
1 r H m T c V n
c =4.18J· mol-1， ρ=1.0g· ml-1。
五、注意事项
1Байду номын сангаас 硫酸铜称量要精确。
2. 锌粉加入要迅速，立即塞紧塞子。
3. 不断摇动溶液，充分均匀反应。 4. 计时、记温度要准确。
摩尔反 应焓变
比热容
CuSO4物 质的量
四、实验步骤
1. 反应焓变的测定
准确称取CuSO4· 5H2O 约5g 配溶液100mL
倒入量热器中
塞紧塞子
摇动溶液平衡温度
左物
右码
称3g锌粉加入 塞紧塞子 同时记时，30s记温一次
摇动溶液
至最高温后，继续2min
2. 数据处理
T/K
ΔT
0
t/min
化学反应焓变的测定
大学化学实验报告专业土木工程年级2012 班级土木08班姓名姚贤涌实验项目名称化学反应焓变的测定实验原理：化学反应通常是在等压条件下进行的，此时，化学反应的热效应叫做等压热效应Q p。
在化学热力学中，则是用反应体系焓H的变化量△H来表示，简称为焓变。
为了有一个比较的统一标准，通常规定100kPa为标准态压力，记为p○-。
把体系中各固体、液体物质处于p 下的纯物质，气体则在p下表现出理想气体性质的纯气体状态称为热力学标准态。
在标准状态下化学反应的焓变称为化学反应的标准焓变，用△r H 表示，下标“r”表示一般的化学反应，上标“”表示标准状态。
在实际工作中，许多重要的数据都是在298.15K 下测定的，通常用298.15K下的化学反应的焓变，记为△r H(298.15K)。
本实验是测定固体物质锌粉和硫酸铜溶液中的铜离子发生置换反应的化学反应焓变：Zn(s)+CuSO4(aq)======ZnSO4(aq)+Cu(s)△r H m(298.15K)=-217kJ·mol-1这个热化学方程式表示：在标准状态，298.15K时，发生了一个单位的反应，即1 mol的Zn与1 mol的CuSO4发生置换反应生成1mol 的ZnSO4和1mol的Cu，此时的化学反应的焓变△r H m(298.15K)称为298.15K时的标准摩尔焓变，其单位为kJ·mol-1。
测定化学反应热效应的仪器称为量热计。
对于一般溶液反应的摩尔焓变，可用图3.3.1所示的“保温杯式”量热计来测定。
图3.3.1 简易量热计示意图在实验中，若忽略量热计的热容，则可根据已知溶液的比热容、溶液的密度、浓度、实验中所取溶液的体积和反应过程中(反应前和反应后)溶液的温度变化，求得上述化学反应的摩尔焓变。
其计算公式如下：111{(273.15)}1000r m H t K T c VkJ mol ρξ-∆+=-∆∆ 式中，rmH ∆——在实验温度(273.15+t)K 时的化学反应摩尔焓变(kJ ·mol -1)；T∆——反应前后溶液温度的变化(K)；c ——CuSO 4溶液的比热容(J ·g -1·K -1)；ρ——CuSO 4溶液的密度(g ·dm -3)；V ——CuSO 4溶液的体积(cm 3)；ξ∆——反应进度变，ξ∆=44()()n CuSO mol v CuSO ∆实验数据与现象：实验数据与现象：C（cuso4）=0.2045mol/L 密度=1.024g/mol 实验中V=200cm3 m（Zn）=3.5g Cuso4溶液比热容c=4.18J·g-1·K-1 时间t（min） 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0温度（℃）21.70 21.90 21.90 21.90 22.50 27.50 30.50 32.60 32.60 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.032.30 32.13 31.99 31.90 31.80 31.70室温t=22.4℃实验结果与分析讨论：实验结果与分析讨论：△T=282.55K n（CuSO4）=4.09×10-3△r H m=｛（273.15+t）K｝=-△T·c·p·V·1/△§·1/1000=-295.698KJ/mol。
反应焓变
3.1 数据记录
表1 数据记录
时间/s 30 60 90 120 150 180
冷水 温度/ ℃ 12.92 13.08 13.20 13.37 13.61 13.85
混合 温度/ ℃ 22.60 22.54 22.40 22.31 22.39 22.20
根据表一数据可知T1=13.85℃,T2=30℃,T3=22.20℃
温度℃ 14.70 15.60 16.30 18.55 20.10 22.60 23.30 23.80 23.90 23.90 23.90
对表中的曲线分别用外推法作图可得：反应的摩尔焓变=﹣214.74kJ/mol
3.2 误差分析
百分误差=（实际值﹣理论值）/理论值=1.81%
3.2.1本实验空气温度与水温相差大，由于热传递的原因会对结果产生影响。
化学反应焓变的测定
摘 要：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映热效应，而化学反应通常是在恒压的条件写进行的，此反应热效应叫做等压热效应。化学反应的等压热效应Qp等于反应的摩尔反应焓变。反应热效应的测量方法很多，本实验采用普通的保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量。假设反应物在量热计中进行的化学反应是在绝热条件下进行的，即反映体系（量热计）与环境不发生热量传递。
[2] 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院无极研究室编 基础化学实验 72~76
[3] 北京师范大学，等校编．无机化学实验 ( 第二版 )[M]．北京：高等教育出版社，1987．77~81．
表 2 量热计热容 CP的计算
加锌粉前
时间s 30 60 300 330
温度℃ 13.70 13.80 13.92 14.05 14.15 14.25 14.31 14.40 14.50 14.60 14.70
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化学反应焓变的测定
××× 2010******
(齐齐哈尔大学××化学专业**班)
摘要: 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，这种能量的变化表现为反应热效应，而化学反应通常是在恒压的条件下进行的，本实验采用热量计，量筒等建议装置测定五水合硫酸铜与锌粉的反应热，结果表明：该实验方法测量反应热直观，实验易于操作，又便于观察的特点。
关键词：焓变；锌：硫酸铜；保温杯；反应热；测定。
焓变(enthalpy)即物体焓的变化量。
焓是物体的一个热力学能状态函数，即热函：一个系统中的热力作用，等于该系统内能加上其体积与外界作用于该系统的压力的乘积的总和学反应的焓变在研究各种体系的变化过程时，人们发现自然界的自发过程一般都朝着能量降低的方向进行。
显然，能量越低，体系的状态就越稳定。
化学反应一般亦符合上述能量最低原理。
对反应的自发性是有一定影响的因此丢研究化学反应有重要意义。
化学反应过程中，除了发生物质的变化外，还有能量的变化，这种能量变化表现为反应热效应，化学反应通常是在恒压的条件下进行的，此反应热效应叫做等压热效应。
化学反应的等压热效应Q p等于化学反应的摩尔反应焓变△r H m（放热反应为负值，吸热反应为正值）。
在标准状态下化学反应的焓变称为化学反应的标准焓变，用△r H mθ表示。
反应热效应的测量方法很多，本实验采用普通的保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量。
假设反应物在量热计(图4-1)中进行的化学反应是在绝热条件下进行的，即反应体系(量热计)与环境不发生热量传递。
这样，从反应体系前后的温度变化和量热器的热容及有关物质的质量和比热容等.
实验原理
Zn(s)+Cu2+ (aq)=Zn2+(aq)+Cu(s) ∆rHm=-218.7kj.mol-1
QP=(cm+Cp)∙∆T
热水失热=4.184(J/g/k)m(T2-T3)
冷水得热=4.184(J/g/k)m(T3-T1)
热量计得热=CP(T3-T1)
CP=4.184(J/g/k)m（T2+T1-2T3)/(T3-T1)
∆rHm=QP∙1/n
1实验部份
1.1.试剂与仪器
试剂：CuSO45H2O(S) 5.0000g；Zn(S) 3.0000g；蒸馏水；热水；
仪器：精密温度计一支（050C,分度值为0.1C）
保温杯；烧杯；量筒（50mL）；秒表；橡皮圈；吸滤纸；
容量瓶（100mL）；大烧杯；小烧杯；电子天平。
1.2.1准确浓度的硫酸铜的配制:
用电子天平准确量取5.0000g CuSO45H2O(S)；量取3.0000g锌粉。
置于一只洁净的小烧杯中；洗净并擦干用作热量计的保温杯，取适量蒸馏水倒入小烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，使CuSO45H2O(S)充分溶解，将
小烧杯中溶液用玻璃棒引流，导入容量瓶（100mL ），用蒸馏水重新润洗小烧杯3次（总量不超过100ml ），最后定容CuSO 45H 2O(aq).
1.2.2量热计热熔的测量:
先用量筒量取50mL 冷蒸馏水，置于量热计中；待温度稳定后用精密温度计测定冷蒸馏水温度，记下读书为T 1；再用量筒量取50mL 冷蒸馏水倒入小烧杯中，向大烧杯中倒入适量热水，把小烧杯放入大少杯中进行水浴加热，并用精密温度计随时测量小烧杯中蒸馏水温度的变化，直至小烧杯中蒸馏水温升高至T 2（T 2=T 1+20C ），取出小烧杯，迅速将所的热蒸馏水倒入量热计与冷蒸馏水混合，塞紧量热计盖子，同时迅速插入精密温度计（在精密温度与量热计孔隙处套上橡皮圈），最后测得混合温蒸馏水最高温度为T 3.
1.2.3锌与硫酸铜反应摩尔焓的测定:
将CuSO 45H 2O(aq)倒入保温杯中，盖上盖子，插上精密温度计，温度恒定后测得此时CuSO 45H 2O(aq)的温度为T 4
,将锌粉全部倒入保温杯中，盖紧杯盖，精密温度计上加上橡皮圈，同时用手抓住杯把不断轻轻晃动，使杯中溶液混合均匀。
同时另一人手持秒表，每30秒叫停读数，直至温度变的稳定变化很小为止，并记下所得数据。
倒尽杯中水于回收水槽中，擦干。
2.结果与讨论。
2.1量热计热容的计算。
热水Th/K 315.20
冷水
表一 时间s 30 60 90 120 150 180
冷水Tc/K 298.94 299.16 299.33 299.59 299.58 299.80
混合后
表二
时间s 30 60 90 120 150 180
混合Tm/K 306.74 306.93 306.93 306.93 306.92 306.91
294
296
298
300
302
304
306
308
306090120150180
根据表一可知T1=299.80K T2=315.20 K T3=306.91K 根据热量容的公式并带入数据可得Cp=34.37J/k
2.2反应的摩尔焓变的测定：
由上式（1）可见，本实验的关键在于能否测得准确的温度值。
为获得准确的温度变化ΔT ，除精细观察反应时的温度变化外, 还要对影响ΔT 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，如图所示。
将曲线AB 和CD 线段分别延长，再做垂线EF ，与曲线交与G 点，且使CEG 和BFG 所围二块面积相等，此时E 和F 对应的T 值之差即为校正后的温差ΔT 。
2.2.1 加锌粉前；
表三
时间s 30 60 90 120 150 180
温度T/K 303.2 303.4 303.6 303.4 303.2 303.2
2.2.2加锌粉后；
表四
时间s 30 60 90 120 150 180
温度
T/K 312.00 312.05 312.1 311.9 311.9 311.9
298
300
302
304
306
308
310
312
314
306090120150180
对表三的曲线和表四的曲线分别用外推法做图可得: △ T=8.77K
由公式Q P =(cm+C P ) △T 可求出:
Q P =3.966kJ
再根据实验原理中公式△rHm （T ）=-Qp/n 可求得反应的摩尔焓变△rHm =－198.3 kJ/mol
2.2.3 百分误差:
()()100
()r m r m r m H H H ∆-∆⨯∆实验值理论值
理论值％=9％
3 误差分析
3.1 本实验空气温度与水温相差大由于热传递的原因会对结果产生影响。
3.2 由于实验杯底部是凹球面结构一旦加入锌粉，锌粉容易迅速沉到杯底不能充分参加反应倒至实验有误差
3.3 反应温度随时间的关系线性较差实验结果与理论值的相对误差超过百分子一十甚至更大。
参考文献
[1]大连理工大学无机化学研究室编 无机化学（第三版） 北京：高等教育出版社，2006：72~85
[2]齐齐哈尔大学化学化工学院无机研究室编 基础化学实验 72~76。