化学反应热效应的测定
化学反应热量变化与焓变的测定
热力学第一定律表达式
ΔU = Q + W，其中ΔU为系统内能变化，Q为系统 吸热或放热，W为外界对系统做功或系统对外界做 功。
应用于化学反应
化学反应中的热量变化与内能变化、做功等 因素相互关联，符合热力学第一定律。
02
焓变及其测定方法
焓变定义与性质
焓变定义
焓变是指在一个化学反应中，反应物 与生成物之间的能量差，通常以热量 的形式表现。
环境保护领域应用
01
化学反应热量变化与焓变的测定在环境保护领域也具有广泛应用。例如，在废 弃物处理过程中，通过测定废弃物燃烧或分解反应的热量变化，可以评估处理 过程的能量回收效率和环境排放情况。
02
在大气污染控制方面，测定大气中化学反应的热量变化有助于了解大气污染的 成因和机制，为制定有效的污染控制措施提供科学依据。
量热计精度
量热计的精度直接影响热量测定的准确性，应选用高 精度的量热计并定期进行校准。
温度传感器误差
温度传感器可能存在误差，导致温度测量不准确，进 而影响热量计算。应对传感器进行校准或更换。
环境干扰
外界环境的干扰，如震动、电磁干扰等，可能影响仪 器的稳定性，应采取相应措施减少干扰。
操作技巧与注意事项
03
此外，在环境监测领域，利用化学反应热量变化与焓变的测定技术可以监测环 境中污染物的浓度和分布情况，为环境保护和污染治理提供有力支持。
科研领域发展前景
化学反应热量变化与焓变的测定在科研 领域具有广阔的发展前景。随着科学技 术的不断进步，人们对化学反应过程中 能量转化和传递机制的认识将不断深入
。
未来，科研人员将利用更加先进的实验 技术和理论计算方法，对化学反应的热 量变化和焓变进行更加精确、快速的测 定和分析，以揭示反应过程的本质规律
1化学反应热效应测量与计算
以下例子说明：当系统由始态变到终态时，系统的状态 函数压力p和体积V的变化量与途径无关。
外压从3pº变为p°
3pº
V T
一、反应热的测量
（4）过程与可逆过程
在物理或化学变化的过程中，系统与环境 存在温度差而交换的能量称为热。
热的符号规定： 系统吸热为正，系统放热为负。
热量q不是状态函数
二、反应热的测量
1. 反应热的实验测量方法
化学反应热指化学反应过程中系统放出或吸收的热量。
化学规定：系统放热为负，系统吸热为正。
摩尔反应热指当反应进度为1 mol时系统放出或吸收的热量。 （等容）反应热可在弹式量热计中精确地测量。
学习情境一 化学反应热效应的测量与计算
北京电子科技职业学院 生物技术系
单元要点
了解若干热力学基本概念（如状态函数、 1 热力学标准态、反应进度、焓等）
了解用弹式热量计测量定容热效应 2 的原理, 掌握反应热的测量方法
3 了解热力学第一定律，掌握qv的实验计算法
一、反应热的测量
1. 基本概念
（1）系统与环境
一、反应热的测量
（3） 状态与状态函数
状态就是系统一切性质的总和。有平衡态和非平衡态之 分。
如系统的宏观性质都处于定值，则系统为平衡态。 状态变化时，系统的宏观性质也必然发生部分或全部变 化。
状态函数 用于表示系统性质的物理量X 称状态函数，如气体的 压力p、体积V、温度T 等。
一、反应热的测量
qm q / n
二、反应热的测量
2. 热化学方程式
反应热测定实验讲义(word版本)
r m r m化学反应热效应测定一、实验目的1. 了解测定化学反应焓变的原理和方法，测定锌和硫酸铜反应的热效应；2. 练习天平、容量瓶的使用等基本操作，熟悉准确浓度溶液的配制方法；3. 掌握利用外推法校正温度改变值的作图方法。
二、实验原理化学反应通常是在等压条件下进行的，此时的反应热叫做等压反应热，常以焓变 Δr Ηθ来表示，在热化学中规定，放热反应的焓变Δr Ηθ为负值，吸热反应的焓变 Δr Ηθ为正值。
例如，锌与硫酸铜溶液的反应，是一个自发进行的反应，在 298.15K 下，每摩尔反应的CuSO 4 与 Zn 放出 216.8kJ 热量，即Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu∆ H θ = -216,8kJ / mol放热反应焓变的测定方法很多，本实验是通过如图 3-l 所示的量热器来测定的。
测定焓变的原理是根据能量守恒定律，即反应所放出的热量促使量热器本身和反应体系温度升高，因此，由图 3-l 反应热测定装置示意图 l —橡胶塞；2—温度计；3—真空隔热层；4—保温杯外壳；5—CuSO 4 溶液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： ∆ r H m = -∆T ⋅ 1 ⋅ n 1 1000• (cVd + c p ) 式中∆ H θ ——反应的焓变，kJ/mol ； ΔT ——反应前后溶液温度的变化，K ；c ——溶液的比热容，实验时测定；V ——反应时所用 CuSO 4 溶液的体积（mL ）；d ——CuSO 4 溶液的密度，近似用水的密度 1.00g/mL 代替；n ——VmL 溶液中 CuSO 4 的物质的量；c p ——量热器等压热容，指量热器每升高一度所需的热量，J/K 。
θ本实验采用标准物质法进行量热计能当量的标定。
c p = -[m 1c p ,m (KCl ,s ) + m 2c p ,m (H 2O ,l ) + (m 1∆solH m )/(M 1∆T)] 其中: m 1 ， m 2 分别为溶解过程中加入的K Cl (s )和 H 2O (l )的质量， c p ，m 为物质的恒压比热容，即单位质量的物质的等压热容，c p ，（m KC l,s ）= 0.699kg /(kg • K), c p ，（m H 2O ,l ）= 4.184kJ /(kg • K ), M 1 为K Cl 的摩尔质量， ∆T 为溶解前后系统温度的差值， ∆solH m 为 1mol K Cl溶解于 200 mol H 2O 的积分溶解热，其不同温度下的积分溶解热数值见附录，通过公式可以计算量热器的c p 值。
化学实验中的热力学实验
化学实验中的热力学实验化学实验是化学学科中重要的一环，热力学实验更是其中的重要分支。
热力学实验主要是研究化学反应中的热效应，探究化学反应的热力学特征。
在实验中，热力学的基本概念和原理得到了很好的验证和应用，也为我们更深入地了解化学反应提供了帮助。
一、热化学实验的基本原理化学反应的过程中，往往会产生能量的变化，这也是热化学实验的基础。
热化学实验的基本原理是根据化学反应的放热或吸热过程来测定化学反应的热效应。
其中，温度的变化是我们测定热效应的重要指标之一。
在实验中，我们可以使用热量计去测定热效应。
二、化学实验中的热效应测定方法很多化学实验中都需要测定热效应，这时我们可以使用试剂热效应计、反应热计等测定方法。
试剂热效应计是利用热效应很大的反应来测定未知反应的热效应，通过推导计算，可以得出未知反应的热效应。
而反应热计是直接测定反应的热效应，将反应物加热后，通过测定产生的温度变化，可以计算出反应的热效应。
三、热化学实验中的应用热化学实验在化学教学、生产和研究中都有广泛的应用。
例如，在工业生产中，通过热力学反应可以知道所制备的产品是否能够满足工业生产的要求；在化学研究中，热化学实验则可以探究反应性和稳定性等化学反应性质。
四、热化学实验的安全问题在进行热化学实验时，安全问题尤为重要。
因为很多化学反应都需要加热或者放热，不小心操作可能会引起化学危险。
因此，在实验中我们应该严格按照实验规程操作，并且佩戴安全防护设备。
五、结语热化学实验的研究具有很大的意义。
不仅可以加深对化学反应性质的了解，也能为化学工业生产提供依据。
在进行实验时，我们应该严格执行实验规程，并注意实验安全。
同时，我们也需要不断深入地探究，探索更多可能存在的应用和研究领域。
化学反应中的热效应与热反应计算知识点总结
化学反应中的热效应与热反应计算知识点总结在化学反应中，热效应是指由于反应过程中吸收或释放的热量。
热效应的正负值及其计算是化学反应研究和实验中重要的内容。
本文将就化学反应中的热效应与热反应计算的知识点进行总结。
一、热效应的定义与表示方式热效应包括焓变和反应热（或热变）两个概念。
焓变（ΔH）指在恒定压力下，反应物转化为生成物所伴随的热量变化。
反应热（Q）指在恒定容器内，反应发生时系统释放或吸收的热量。
两者满足以下关系：ΔH = Q + PV。
其中，ΔH的单位是焦/摩尔，Q的单位也是焦，P 是反应所在系统的恒定压力，V是反应的体积。
热效应表示方式主要有三种：1. 反应方程式中的ΔH：在反应方程式上方标记ΔH的数值，表示反应过程中伴随的热量变化。
2. 反应物与生成物之间的ΔH：用元素符号表示物质的热效应，表示该物质在标准状态下与标准物质之间的热效应差值。
3. 反应物组成式与热效应之间的关系：通过反应物组成式和热效应之间的对应关系来表示热效应。
二、热反应的计算方法热反应计算是通过已知的热效应和反应物的物质量之间的比例关系，来求解未知物质量或热效应的计算方法。
1. 按物质质量比例计算热效应：根据反应物质量的比例关系，将已知物质量与热效应的关系扩大到未知物质量与热效应的计算。
2. 按化学方程式配平计算热效应：根据化学方程式配平，将反应物质量的比例关系与热效应的比例关系相结合，计算未知物质量或热效应的值。
3. 利用化学计量关系计算热效应：通过反应物质量与热效应的化学计量关系，计算未知物质量或热效应的值。
三、热效应与化学反应的影响因素热效应与化学反应的影响因素包括反应类型、温度、压力、物质状态和物质浓度等。
1. 反应类型：不同的化学反应类型，其热效应的正负值和数值大小也不相同。
2. 温度：温度对热效应具有影响，温度升高时，反应热也会增加。
3. 压力：在恒定温度下，压力的变化对热效应影响不大。
4. 物质状态：相同的物质在不同的物质状态下，其热效应也会发生变化。
高二化学反应热的测量与计算
①
②
③
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2599.2KJ/mol
∵ (①×4 +② －③) ÷2 得到2C(石墨)(s)+H2(g) =C2H2(g) ∴ △H=(△H1 ×4 + △H2－ △H3) ÷2
=+226.8KJ/mol
课后拓展
你知道神六的火箭燃料是什么吗？
【概念辨析】
2、若将1L1mol/LNaOH溶液中加入稀 醋酸、浓硫酸、稀硝酸，恰好完全反 应时的热效应分别为△H1、△H2 、 △H3 ；则三者的大小关系为 △H1＞△H3＞△H2 。 燃烧热：1g可燃物完全燃烧生成最 稳定的氧化物所释放的热量。
不管化学反应是分一步 完成或分几步完成，其反应 热是相同的。 化学反应的反应热只与 反应体系的始态和终态有关， 而与反应的途径无关。
5 数据处理
Q =mCΔt
Q:中和反应放出的热量。 m：反应混合液的质量。 C：反应混合液的比热容。 Δt：反应前后溶液温度的差值。
①
我们如何得到上述数据呢？
m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参
加反应的酸、碱质量相加即可；C需要 查阅，Δt可用温度计测出反应前后的温 度相减得到。
5 数据处理 ［问］酸、碱反应时，我们用的是 它的稀溶液，它们的质量应怎样得 到？ 量出它们的体积，再乘以它们的密 度即可。
在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而 生成1mol水时放出的热量。 研究条件：稀溶液 反应物：酸与碱 生成物及其物质的量：1mol H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)； H = -57.3 kJ/mol 注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱 碱反应生成1molH2O放出的热小于57.3KJ/mol
2020年反应热测定实验讲义
化学反应热效应测定一、实验目的1.了解测定化学反应焓变的原理和方法，测定锌和硫酸铜反应的热效应；2.练习天平、容量瓶的使用等基本操作，熟悉准确浓度溶液的配制方法；3.掌握利用外推法校正温度改变值的作图方法。
二、实验原理化学反应通常是在等压条件下进行的，此时的反应热叫做等压反应热，常以焓变Δr Ηθ来表示，在热化学中规定，放热反应的焓变Δr Ηθ为负值，吸热反应的焓变 Δr Ηθ为正值。
例如，锌与硫酸铜溶液的反应，是一个自发进行的反应，在298.15K 下，每摩尔反应的CuSO 4与Zn 放出216.8kJ 热量，即Cu ZnSO CuSO Zn +=+44mol kJ H m r /8,216-=∆θ放热反应焓变的测定方法很多，本实验是通过如图3-l 所示的量热器来测定的。
测定焓变的原理是根据能量守恒定律，即反应所放出的热量促使量热器本身和反应体系温度升高，因此，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：)(100011p m r c cVd n T H +⋅⋅⋅∆-=∆θ式中θm r H ∆——反应的焓变，kJ/mol ； ΔT ——反应前后溶液温度的变化，K ； c ——溶液的比热容，实验时测定；V ——反应时所用CuSO 4溶液的体积（mL ）；d ——CuSO 4溶液的密度，近似用水的密度1.00g/mL 代替； n ——VmL 溶液中CuSO 4的物质的量；c p ——量热器等压热容，指量热器每升高一度所需的热量，J/K 。
图3-l 反应热测定装置示意图 —橡胶塞；2—温度计；3—真空隔热4—保温杯外壳；5—CuSO 4溶液本实验采用标准物质法进行量热计能当量的标定。
[])/()(),(),(c 112,2,1T M solH m l O H c m s KCl c m m m p m p p ∆∆++-=其中: 1m ，2m 分别为溶解过程中加入的)(K s Cl 和)(2l O H 的质量，m p ，c 为物质的恒压比热容，即单位质量的物质的等压热容，)/(699.0）,l （c ，K kg kg s KC m p ⋅=,)/(184.4）,（c 2，K kg kJ l O H m p ⋅=,1M 为Cl K 的摩尔质量，T ∆为溶解前后系统温度的差值，m solH ∆为1mol Cl K 溶解于200mol O H 2的积分溶解热，其不同温度下的积分溶解热数值见附录，通过公式可以计算量热器的p c 值。
化学反应的焓变,是反应的热效应。
化学反应的焓变是指在恒压条件下，化学反应中吸收或释放的热量变化。
焓变可以通过实验测定或计算得出。
它是描述化学反应热效应的重要物理量，对于研究和应用化学反应过程具有重要意义。
一、焓变的定义焓变是指在化学反应中，反应物转化为生成物的过程中吸收或释放的热量变化。
焓变通常用ΔH表示，正值表示反应吸热，负值表示反应放热。
在恒压条件下，焓变等于反应物和生成物的焓差。
二、焓变的测定方法1. 热量计法：通过量热器测量反应过程中释放或吸收的热量变化。
2. 基于温度变化的方法：根据温度变化来计算焓变，常见的方法有燃烧法和溶解法。
三、焓变的计算公式1. 在常压条件下，焓变ΔH可以表示为反应物和生成物的焓之差：ΔH = H(生成物) - H(反应物)2. 对于化学反应中的反应物和生成物之间存在定比关系时，可以利用反应物和生成物的物质的量的关系来计算焓变：ΔH = nΔH（反应物）- mΔH（生成物）四、焓变与化学反应动力学的关系焓变可以影响化学反应的速率和平衡状态。
在吸热反应中，温度升高可以提高反应速率；而在放热反应中，温度升高则会降低反应速率。
焓变还可以影响化学反应的平衡位置，Le Chatelier原理指出，在给定条件下，如果对一个系统施加了一个影响平衡位置的扰动，系统将通过改变反应方向以抵消扰动。
五、焓变在工业生产中的应用焓变在工业生产中有着重要的应用，例如在化学反应工程中，通过控制焓变可以调节反应温度、催化剂选择、反应物浓度和压力等因素，以提高反应的效率和产率。
焓变对于燃料燃烧、化学能转化和热动力工程等领域也有着重要的应用价值。
六、总结焓变作为描述化学反应热效应的重要物理量，对于研究和应用化学反应过程具有重要意义。
通过实验测定和计算，可以准确地获取化学反应的焓变值，并进一步应用于工业生产和科学研究中。
深入理解和掌握焓变的基本概念和相关计算方法，有助于加深对化学反应热效应的认识，促进化学反应工程的发展和应用。
焓变在化学领域中有着广泛的应用，它不仅可以用于评估化学反应的热效应，还可以帮助我们理解和控制化学反应过程中的热力学特性。
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化学反应热效应的测定
化学反应热效应的测定
一、实验目的
1学会测定化学反应热效应的一般原理和方法，测定锌与硫酸铜反应的热效应。
2.学习准确浓度溶液的配制方法。
3.掌握利用外推法校正温度改变值的作图方法。
二、实验原理
对一化学反应，当生成物的温度与反应物的温度相同，且在反应过程中除膨胀功以外不做其它功时，该化学反应所吸收或放出的热量，称为化学反应热效应。
若反应是在恒压条件下进行的，则反应的热效应称
为恒压热效应Q,且此热效应全部增加体系的焓（△ H）,所以有
△ H = Q p
式中△ H为该反应的焓变。
对于放热反应△ rHn为负值，对于吸热反应△ rf为正值。
例如，在恒压条件下，1mol锌置换硫酸铜溶液中的铜离子时，放
出216.8 kJ的热量，即
Zn + CuSQ = ZnSQ + Cu △ r H m=- 216.8 kJ • mol 测定化学反应热效应的基本原理是能量守恒定律，即反应所放出的热量促使反应体系温度的升高。
因此，对上面的反应，其热效应与溶
液的质量（m）、溶液的比热（c）和反应前后体系温度的变化（△ T ）
有如下关系
Q P = - (cm △T+K A T)
式中K为热量计的热容量，即热量计本身每升温1度所吸收的热
量。
由溶液的密度（d）和体积（V）可得溶液的质量，即
m=dV
若上述反应以每摩尔锌置换铜离子时所放出的热量（千焦）来表
示，综合以上三式，可得
△H m = Qp/n = -1/1000n（cdv+K）△ T （1）
式中n为V毫升溶液中的物质的量。
热量计的热容量可由如下方法求得：在热量计中首先加入温度为
干、重量为W的冷水、再加入温度为T2、重量为W的热水，二者混合
后，水温为T,则
热量计得热为q o=(T-T i)K
冷水得热为q i=(T-T i)W1c水
热水失热为q 2=(T2-T)跟c水
因止匕q°二q2-q i
综合以上四式可得热量计的热容量为
K=c 水W2-(T2-T I)-W I(T-T 1) /(T-T 1)
式中c水为水的比热。
若热量计本身所吸收的热量忽略不计，则(1)式可简化为
△ rHn= Qp/n = -cdv △ T/1000n 由上式可见，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△ T,除精细观察反应时的温度变化外，还要对影响△ T 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。
三、实验设备及材料
仪器：保温杯热量计，精密温度计，容量瓶，量筒，洗瓶，玻璃棒，移液管，分析天，台秤，秒表。
药品：硫酸铜溶液(0.200 mol •L-1),锌粉
四、实验步骤
1.c (CuS04) = 0.200 mol •L-1CuS04容液的配制
在电子天平上称取12.484 g CuSO・ 5H2O放入烧杯中，加入适量的蒸馏水使其全部溶解，然后转移至250mL容量瓶中。
用少量（每次约10mL的蒸馏水将烧杯淋洗3次，将淋洗液全部倒入容量瓶中，最后加蒸馏水稀释至刻度。
塞紧容量瓶瓶塞，将其反复翻转10次以上，使其中溶液充分混匀。
2.热量计热容量的测定
（1）首先用台秤称量干燥的热量计（包括胶塞、温度计、搅拌棒）的重量，然后用量筒量取50 mL自来水加入其中，再称重，并记录两次称量的重量。
慢慢搅拌几分钟，待体系温度稳定后，记录此时的温度读数5。
（2）另准备50 mL热水[约比热量计中的水高（20〜25）C],准确
测定水的温度t2后，迅速倒入热量计中，盖好盖子并不断搅拌，同
时注意升至最高点后，记录此时的温度读数t 3。
3.锌与硫酸铜反应热效应的测定
（1）用50mL移液管吸取100.00mL 0.200mol •L-1CuSO4溶液，放入干燥的热量计中，盖好盖子，在不断搅拌的条件下，每隔20秒记录一次温度读数，至温度稳定时温度t4。
再记录5〜8个温度读数。
(2)用台秤称取3g锌粉，加入热量计中，迅速盖紧盖子，与此同时开始记录时间及温度变化。
在不断搅拌的条件下，每隔20秒记录一次温度读数。
至温度迅速上升时，可每隔10秒记录一次温度读数。
至温度升到最高点后，再记录3~4分钟的温度变化为止，该最高温度为t5。
五、数据记录
1.热量计热容量测定记录
室温：大气压力:
测温度11：
测温度t 2：
测温度t 3：
2.锌与硫酸铜反应热效应的测定记录
3.热量计热容测定
冷水温度11=
热水温度t2=
混合水温度t3 =
热水降低温度t 2-t 3=
冷水升高温度t 3-t 1 =
则热量计热容Cp=
4.锌与硫酸铜置换反应热厶H的测定
硫酸铜溶液t 4 =
反应后溶液t 5 =
反应中升温△ t= t 5- t 4 =
溶液的体积v=
硫酸铜或生成铜的物质的量n=
热量计热容Cp=
设溶液的比热容近似水的比热容c=4.18J.g -1.K-1;溶液的密度近似水的密度p =1.0g/mL，则:
反应的热效应△ H=
5.已知在恒压下，上述置换反应的焓变△ H=-218.7kJ/mol。
计算实验相对误差并分析造成误差的原因。
六、思考题
1.实验中硫酸铜的浓度和体积要求比较精确，为什么锌粉只用台秤称量？
2.实验中哪些操作易产生误差应加以注意?。