化学反应摩尔焓变的测定

化学反应摩尔焓变的测定(5页)Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。实验 1 化学反应摩尔焓变的测定一. 实验目的 1. 了解测定化学反应摩尔焓变的原理和方法； 2. 学习物质称量、溶液配制和溶液移取等基本操作； 3. 学习外推法处理实验数据的原理和方法。二. 背景知识及实验原理 化学反应过程中，除物质发生变化外，还伴有能量变化。这种能量变化通常表现为化学反应的热效应（简称为化学反应热）。化学反应通常是在等温、等压、不做非体积功的条件下进行的，此时反应热效应亦称作等压热效应，用 Qp表示。化学反应的等压热效应（Qp）在数值上等于化学反应的摩尔反应焓变（△rHm）（热力学规定放热反应为负值，吸热反应为正值）。在标准状态下，化学反应的摩尔反应焓变称为化学反应的标准摩尔焓变，用△rHmθ表示。化学反应焓变或化学反应热效应的测定原理是：在绝热条件下（反应系统不与量热计外的环境发生热量交换），使反应物仅在量热计中发生反应，并使量热计及其内物质的温度发生改变。通过反应系统在反应前后的温度变化，以及有关物质的质量和比热，可以计算出反应的热效应值。实验中溶液反应的焓变值测定采纳如图 1 所示的简易量热计进行测定，通过测定 CuSO4溶液与 Zn 粉的反应进行焓变值的猎取。图 1 保温杯式量热计CuSO4溶液与 Zn 粉的反应式为：Cu2+(aq) + Zn(s) = Cu(s) + Zn2+(aq)由于该反应速率较快，且能进行得相当完全。实验中若使用过量 Zn 粉，则 CuSO4溶液中 Cu2+可认为完全转化为 Cu。系统中反应放出的热量等于溶液所吸收的热量。在简易量热计中，反应后溶液所吸收的热量为：Qp =m • c• ∆T=V • ρ• c • ∆T式中： m—反应后溶液的质量（g）； c—反应后溶液的质量热容（J • g -1•K-1） ∆T—为反应前后溶液的温度之差（K），经温度计测量后由作图外推法确定； V—反应后溶液的体积（mL） ρ—反应后溶液的密度（g •mL-1）设反应前溶液中 CuSO4的物质的量为 n mol，则反应的焓变为： (1)设反应前后溶液的体积不变，则式中，CCuSO4——反应前溶液中 CuSO4的浓度(mol•.L-1)将上式代入式（1）中，可得 (2)由于此系统非严格绝热体系，因而在反应液温度升高的同时，量热计的温度也相应提高，而计算时忽略此项内容，故会造成温差的偏差。故在处理数据时可采纳外推法，按图 2 中虚线外推至反应开始的时间，图解求得反应系统的最大温升值 ...