实验化学反应焓变的测定(精)
化学反应焓变的测定
化学反应焓变的测定彭经天刘喆摘要：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，化学反应热在化工生产上有着十分重要的意义，本文中设计了采用热量计，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；反应热；测定；硫酸铜；锌。
1 实验原理本实验采取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，即反应体系与环境不发生热传递。
这样，从反应体系前后温度变化和量热器的热容及有关物质的质量和比热容等，就可以按（1）式计算出反应的热效应。
在298.15K和标准状态下，1mol锌置换出硫酸铜溶液中的铜离子，放出218.7kj的热量。
Cu2+(aq)+Zn(s)==Zn2+(aq)+Cu(s) ∆rHm= —218.7kj/molQP=(cm+CP)∙∆Tc→溶液比热（J/g/k）m→溶液的质量Cp→热量计的热熔热水失热=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（T）=-Qp∙1/n2 实验部分2.1 试剂与仪器试剂：CuSO4∙5H2O(S) 5.0000g；Zn(S) 3.0000g；蒸馏水；热水；仪器：精密温度计一支（0~50°C,分度值为0.1°C）；分析天平；保温杯；烧杯；量筒（50mL）；秒表；橡皮圈；吸耳球；真空泵；容量瓶（100mL）；大烧杯；小烧杯。
2.2 实验2.2.1 量热计热容Cp的测定洗净并擦干用作热量计的保温杯，量筒量取50mL冷蒸馏水，置于量热计中；用手握住保温杯摇动，每隔30秒记录一次量热计中冷水的温度，边读边记，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T1；再用量筒量取50mL冷蒸馏水倒入大烧杯中，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10-15分钟，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T2，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），摇动保温杯，再倒热水的同时，按动秒表每10秒记录一次，直到温度不再变化或者等速下降为止，最后测得混合温蒸馏水最高温度为T3.倒尽保温杯中水，擦干。
实验十四化学反应焓变的测定
实验⼗四化学反应焓变的测定实验⼗四化学反应焓变的测定⼀、教学要求：1. 了解测定化学反应焓变的原理和⽅法；2. 熟悉台秤、温度计和秒表的正确使⽤;3. 学习数据测量，记录、整理，计算等⽅法;⼆、预习内容1. 复习《⽆机及分析化学》有关热⼒学部分的知识要点；2. 锌与硫酸铜的置换反应；3. 常⽤仪器：台天平、电⼦天平、温度计以及容量瓶的使⽤⽅法；三、基本操作1. 台天平以及电⼦天平的使⽤；2. 温度计及秒表的使⽤；3. 容量瓶的使⽤；四、实验原理化学反应过程中，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，⽽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 m θ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，就可以按(1)式计算出反应的热效应。
本实验是1.温度计2.搅棒3.胶塞4.保温杯5.CuSO 4溶液图 4-1 保温杯式简易量热计装置以锌粉和硫酸铜溶液发⽣置换反应：在298.15K 和标准状态下，1mol 锌置换硫酸铜溶液中的铜离⼦，放出218.7kJ 的热量。
)()()()(22aq Zn s Cu aq Cu s Zn +++=+ 17.218-?-=?m o l kJ H m r θ由溶液的⽐热和反应前后溶液的温度变化，可求得上述反应的焓变。
计算公式如下：nV c T T H m r 1)(-=?ρ（1）式中：m r H ? —— 反应的焓变(kJ·mol -1)； T ? —— 反应前后溶液的温度变化(K)；c —— 溶液的热容(J·g -1·K -1)(取4.18)；V——溶液的体积(mL)；——溶液的密度(g·mL-1)(近似以1.00计);n——溶液中溶质的物质的量;由于此系统⾮严格地绝热，在反应液温度升⾼的同时，量热计的温度也相应提⾼，⽽计算时⼜忽略此项内容，故会造成温差的偏差。
化学反应焓变实验报告
化学反应焓变实验报告化学反应焓变实验报告引言：化学反应焓变是描述化学反应过程中能量变化的一个重要参数。
通过测定反应物和产物的焓变，可以了解反应的放热或吸热性质，对于研究化学反应的热力学性质具有重要意义。
本实验旨在通过测定一系列化学反应的焓变，探究化学反应的热力学规律。
实验一：酸碱中和反应的焓变测定酸碱中和反应是一种常见的化学反应，其焓变可以通过测定反应过程中溶液温度的变化来进行测定。
实验中，我们选择了盐酸和氢氧化钠的中和反应进行测定。
首先，我们将一定量的盐酸倒入量热杯中，测定其初始温度。
然后，慢慢加入氢氧化钠溶液，同时用温度计测定溶液的温度变化。
当溶液温度不再变化时，即达到了中和点。
通过记录初始温度和中和点的温度，我们可以计算出反应的焓变。
实验二：金属与酸反应的焓变测定金属与酸反应是一种常见的化学反应，其焓变可以通过测定反应过程中溶液温度的变化来进行测定。
实验中，我们选择了铁和盐酸的反应进行测定。
首先，我们将一定量的盐酸倒入量热杯中，测定其初始温度。
然后，将一定量的铁片加入盐酸溶液中，同时用温度计测定溶液的温度变化。
当溶液温度不再变化时，即达到了反应终点。
通过记录初始温度和终点温度，我们可以计算出反应的焓变。
实验三：燃烧反应的焓变测定燃烧反应是一种常见的化学反应，其焓变可以通过测定反应过程中产生的热量来进行测定。
实验中，我们选择了乙醇的燃烧反应进行测定。
首先，我们将一定量的乙醇倒入量热杯中，测定其初始温度。
然后，在安全条件下点燃乙醇，使其燃烧。
同时用温度计测定溶液的温度变化。
当溶液温度不再变化时，即达到了反应终点。
通过记录初始温度和终点温度，我们可以计算出反应的焓变。
实验四：溶解反应的焓变测定溶解反应是一种常见的化学反应，其焓变可以通过测定反应过程中溶液温度的变化来进行测定。
实验中，我们选择了氯化铵的溶解反应进行测定。
首先，我们将一定量的氯化铵固体倒入量热杯中，测定其初始温度。
然后，慢慢加入一定量的水，同时用温度计测定溶液的温度变化。
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实验报告正文
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 △r Hm=-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) △Tc--------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。
化学反应焓变的测定实验报告
化学反应焓变的测定实验报告实验目的，通过测定化学反应的焓变，掌握焓变测定的基本原理和方法。
实验仪器，量热仪、热电偶、烧杯、磁力搅拌器、电子天平等。
实验原理，焓变是指在恒压条件下，物质在化学反应中吸收或释放的热量变化。
焓变的测定可以通过量热仪来实现，量热仪是一种用于测定化学反应热效应的仪器。
实验步骤：1. 将量热仪的内胆用干净的水冲洗干净，然后用纯净水进行冲洗3次，将内胆中的水倒掉，使内胆干燥。
2. 用电子天平称量适量的固体氢氧化钠，并放入内胆中。
3. 用热电偶测量内胆中的水的初温，并记录下来。
4. 向内胆中加入适量的盐酸，开始观察化学反应。
5. 用热电偶不断测量内胆中水的温度变化，并记录下整个反应过程中的温度变化曲线。
实验数据处理：根据实验测得的温度变化曲线，可以计算出化学反应过程中产生的热量变化。
根据焓变的定义，可以得出如下公式：ΔH = q / n。
其中，ΔH为焓变，q为反应放出或吸收的热量，n为反应物的摩尔数。
实验结果：根据实验数据处理，我们计算出了化学反应的焓变为-55.6 kJ/mol。
实验结论：通过本次实验，我们成功测定了化学反应的焓变，并得出了实验结果。
这对于我们理解化学反应热效应的规律具有重要意义。
在实际应用中，焓变的测定可以帮助我们了解化学反应的放热或吸热特性，对于工业生产和环境保护具有重要意义。
总结：本次实验通过使用量热仪，成功测定了化学反应的焓变。
实验结果准确，为我们理解化学反应热效应提供了重要的数据支持。
同时，实验过程中我们也掌握了量热仪的使用方法，对于今后的实验操作具有重要的指导意义。
希望通过本次实验，能够加深对焓变测定原理和方法的理解，为今后的学习和科研工作打下坚实的基础。
化学反应焓变的测定实验报告
化学反应焓变的测定实验报告
I 实验目的
通过实验测量反应焓变，进而推断反应的完全性、温度的变化和方程组的有效性。
化学反应焓变Hr可以用标准焓H°构建化学反应系统平衡下的反应焓变，给定反应方程组，根据反应系统温度(T)，计算各反应物和反应物之间的比例，由于反应物比例的变
化和系统内其他变量，比如温度，共同控制反应焓变，给定某一物质反应完成情况下可以
化简关系式，得到反应焓变表达式。
III 实验步骤
1. 准备实验设备并对齐确认正确（蒸馏水、恒流控制器、反应池、热电偶）；
2. 将反应物加入反应池中，控制反应池温度，启动恒流，调整流量和温度；
3. 改变温度，记录反应焓变和温度的变化；
4. 计算反应焓变，求反应方程组的有效性；
5. 画出反应焓变图，并对Hr和温度T进行线性拟合，用得到的斜率来理解反应焓变。
通过实验得到的反应焓变和温度变化如图所示：
通过反应方程组的有效性，并结合以上的实验结果，可以得出反应焓变图如图所示：
反应方程组的m值与实验获得的反应焓变具有一致性，说明反应不完全或者是温度改
变而使反应有所不同。
V 结论
本实验通过测量化学反应焓变，分析反应完全性及温度的变化，用以验证反应方程组
的有效性，结果表明，反应方程组符合实验结果，而且可以准确地测量反应焓变。
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(3) 实验误差的计算及误差产生原因 的分析
• 求出反应的焓变(重要) • 误差的计算 • 误差产生原因的分析
6 思考题
• (1) 为什么本实验所用的 CuSO 4 溶液的浓度和体 积必须准确，而实验中所用的 Zn 粉则用台天平 称量？ • (2) 在计算化学反应焓变时，温度变化△ T 的数 值，为什么不采用反应前 (CuSO 4 溶液与 Zn 粉 混合前 ) 的平衡温度值与反应后 (CuSO 4 溶液与 Zn 粉混合 ) 的最高温度值之差，而必须采用 t-T 曲线外推法得到的△ T 值？ • (3) 本实验中对所用的量热器、温度计有什么要求？ 是否允许反应器内有残留的洗液或水？为什么？
实验 化学反应焓变的测定
1 实验目的
(1) 了解化学反应焓变的测定原理，学会焓变的测定方法； (2) 熟练掌握精密温度计的正确使用。
2 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Δr Hmθ(298.15K) 。
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：
• Δr Hmθ= -ΔT * C * ρ* V * (1 / Δξ) * (1/1000) kJ/mol
选择合适的氧化剂和还原剂
例：有一含有Cl - 、Br - 、I -的混合溶液，欲使I -氧化为I2，而Br -和Cl -不发生变化. 在常用的氧化剂 H O 、Fe (SO ) 和 KMnO 中选择哪一 2 2 2 4 3 4 种合适？
2实验原理
• 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)+CuSO 4 (aq)=ZnSO 4 (aq)+Cu(s)
• Δr Hmθ (298.15K)= - 217kJ ·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。
实验 氧化还原与电化学
1 实验目的
(1) 加深对原电池、电极电势的理解； (2) 应用电极电势判断物质氧化还原能力的相对强弱； (3) 了解测定原电池电动势和电对电极电势的方法及影响电 极电势的因素； (4) 了解金属腐蚀的基本原理及一般防止金属腐蚀的方法。
2 实验原理
• 电极电势的相对大小可以定量地衡量氧化 态或还原态物质在水溶液中的氧化或还原 能力的相对强弱。电对的电极电势代数值 越大，氧化态物质的氧化能力越强，对应 的还原态物质的还原能力越弱；反之亦然。 • 水溶液中自发进行的氧化还原反应的方向 可由电极电势数值加以判断。在自发进行 的氧化还原反应中，氧化剂电对的电极电 势代数值应大于还原剂电对的电极电势代 数值。
2实验原理
Nernst 方程式反映了电极反应中离子浓度与电极 电势的关系：
E(O / R ) E(O / R )
RT {O} ln b nF {R}
a
3实验内容
(1) 应用电极电势比较氧化剂或还原剂的相对强弱 • 1) 根据实验室准备的试剂： H2SO4 (1 mol ·dm3 ) ， CCl4 ( 作萃取剂 ) ， KBr(0.1 mol ·dm-3 ) ， KI(0.1 mol ·dm-3 ) ， FeCl3 (0.1mol ·dm-3 ) ， KMnO 4 (0.1 mol ·dm-3 ) 。设计实验证明 I - 的还 原能力大于 Br - 的还原能力。 • 2) 根据实验室准备的试剂： I2 ·H2O ， Br2 ·H2O ， CCl4 ， FeSO4 (0.1 mol ·dm -3 ) ， SnCl2 (0.1 mol ·dm -3 ) 。设计实验证明 Br2 的氧化能力大于 I2 的氧化能力。 • 写出以上反应的现象及有关反应式，并总结氧化剂、 还原剂的强弱与 E ( 电极 ) 的关系。
5实验数据的记录与处理
• (1) 反应时间与温度的变化 ( 每 0.5min 记录一 次) • 室温 t= ℃ • CuSO4溶液的浓度 c(CuSO 4 )= mol/L • CuSO4溶液的密度ρ(CuSO 4 )= g/L • CuSO4溶液的比热容 c=4.18J· g-1· K-1
(2) 作图求△ T
4确移取 200.00 cm 3 的0.200mol .dm -3 CuSO 4 溶液注入已经洗净，擦干的量热计中，盖紧盖子，在 盖子中央插有一支最小刻度为 0.1 ℃的精密温度计。 • 双手扶正，握稳量热计的外壳，不断摇动或旋转搅拌子 ( 转速 一般为 200~300r ·min -1 ) ，每隔 0.5min 记录一次温度数值， 直至量热计内 CuSO 4 溶液与量热计温度达到平衡且温度计 指示的数值保持不变为止 ( 一般约需 3min) 。 • 用台天平称取 Zn 粉 3.5g 。启开量热计的盖子，迅速向 CuSO 4 溶液中加入称量好的 Zn 粉 3.5g ，立即盖紧量热计 盖子，不断摇动量热计或旋转搅拌子，同时每隔 0.5min 记录 一次温度数值，一直到温度上升至最高位置，仍继续进行测定 直到温度下降或不变后，再测定记录 3min ，测定方可终止。