化學反應焓變的測定馮軍（齊齊哈爾大學材料科學與工程學院高分子103）摘要：反應過程中所釋放出的熱量對我們的日常生活及其工農業生產有著重要的意義。而反應的熱量問題在化工生產上有著舉足輕重的作用，因此，研究與討論反應熱的測定很有必要，本文設計了采用保溫杯簡易裝置測定鋅粉與硫酸銅的反應熱。結果表明：該實驗方法測量反應熱效果好，操作便潔，易于觀察反應過程中的實驗現象，且無氣體放出，產生熱量大，并對熱量計的熱容進行了測量，使用保溫杯，實驗簡單化，容易掌握，便于操作，而且誤差在±1%范圍內，是一可行方案。關鍵詞：焓變，反應熱，測定，硫酸銅，鋅粉。1實驗原理：硫酸銅與鋅粉反應放熱，利用隔熱材料隔熱減少實驗誤差，利用精密溫度計測定溫度改變量。在298.15K和標準狀態下，1mol鋅置換硫酸銅溶液中的銅離子，放出218.7kJ的熱量。Cu2+(aq)+Zn(s)==Zn2+(aq)+Cu(s)△rHm=-218.7KJ/mol熱水失熱=4.184(J/g/k).m.(T2-T3)冷水得熱=4.184(J/g/k).m.(T3-T1)熱量計得熱=Cp(T3-T1)Cp=4.184(J/g/k).m.（T2+T1-2T3)/(T3-T1)（1）Qp=(c.m+Cp).△T（2）c→溶液比熱（J/g/k）m→溶液的質量近似等于溶劑的質量，因水的密度為1.00g/cm3故m≈vCP→熱量計的熱熔△rHm=-Qp.1/n△rHm-----反應的摩爾焓變n-----溶液中溶質的物質的量（取0.02）溫度(T)----時間(t)曲線圖，如右圖所示2實驗部分2.1.試劑與儀器試劑：CuSO4.5H2O(S)5.0000g；Zn(S)3.0000g；蒸餾水；熱水；儀器：精密溫度計一支（分度為0.1°C）保溫杯；燒杯；量筒（50mL）；秒表；橡皮圈；吸濾紙；容量瓶（100mL）；大燒杯；小燒杯；電子天平。2.2實驗內容2.2.1熱量計熱容的測定洗凈并擦干用作熱量計的保溫杯，量筒取50毫升蒸餾水放入保溫杯，蓋上帶有溫度計的塞子，調節溫度計的高度，使其水銀球浸入溶液中，但又不能觸及容器的底部。用手握住保溫杯搖動，每隔30秒記錄一次熱量計中冷水的溫度，邊讀邊記錄，直至熱量計中的水達到熱平衡，即水溫保持恒定。記錄T1,再取50毫升蒸餾水倒入100毫升燒杯中，把此燒杯置于高于室溫20度的熱水浴中放置10至15分鐘用精密溫度計準確測量熱水溫度T2，迅速將此熱水倒入保溫杯中蓋好蓋子，搖動保溫杯，在倒熱水的同時，按動秒表每15秒記錄一次，直到溫度不再變化或者等速下降為止。倒盡保溫杯中水，擦干。2.2.2準確濃度的硫酸銅溶液配制用電子天平準確量取5.0000gCuSO4.5H2O(S)，置于一只潔凈的小燒杯中，取適量蒸餾水倒入小燒杯中，用玻璃棒攪拌，使CuSO4.5H2O(S)充分溶解，將小燒杯中溶液用玻璃棒引流，導入容量瓶（100mL）中，用蒸餾水重新淋洗玻璃棒3次，將淋液倒入容量瓶中，最后定容CuSO4.5H2O溶液。塞緊瓶塞，將其反復反轉10次以上，使其中溶液充分混勻。2.2.3鋅粉與硫酸銅反應摩爾焓變的測定2.2.3.1用臺秤稱取3.0g2.2.3.2將配置好的CuSO4.5H2O溶液倒入干燥潔凈的保溫杯中，塞好插有精密溫度計和攪拌棒的瓶塞，調節溫度計和攪拌棒的高度。使溫度計的水銀球全部浸入溶液中，但不與攪拌棒和杯壁接觸。用手握住保溫杯搖動，每隔30秒記錄一次熱量計中冷水的溫度T’，邊讀邊記錄，直至溶液與熱量計達到平衡，溫度保持恒定（約2分鐘）。2.2.3.3迅速將鋅粉全部倒入保溫杯中，立即蓋緊蓋子，精密溫度計上加上橡皮圈，同時用手握住保溫杯不不斷搖動，并繼續每隔30秒記錄一次溫度，直至溫度上升到最高后再繼續測2分鐘。記錄進下列表格中。倒盡保溫杯中液體于回收水槽中，擦干。

3數據記錄及處理

3.1數據處理

五水硫酸銅晶體的質量=5.0000硫酸銅溶液的物質的量=0.03125mol

溫度隨觀察時間的變化 3.1.1熱量計熱容的測定

時間t/s0306090120150180溫度冷水T/K289.7289.8289.9290.0290.1290.1290.1熱水T/K311.0混合后水Tm/K298.9298.7298.6298.5298.4298.4298.43.1.23.1.2.1加鋅粉前時間t/s0306090120150180溫度T/K299.0298.8298.7298.60298.4298.4298.43.1.2.2加鋅粉后

時間t/s0306090120150180210240270300溫度T/K308.8310.1311.2312.8313.5314.1314.8314.1313.9313.9313.93.2數據處理3.2.1計算熱量計熱熔108.43.2.2計算反應的摩爾焓變216.73.2.3計算實驗結果的百分誤差百分誤差=(△rHm實驗值-△rHm理論值)/△rHm理論值×100％0.9％

4實驗誤差分析及結論4.1.系統非嚴格絕熱，在反應液溫度升高時，體系與環境發生熱交換4.2.保溫杯蓋子沒有蓋緊，使體系與環境發生熱交換。4.3.在室溫條件下，反應中熱量散失很少。且本實驗誤差在1％內，據有關資料得知，本實驗誤差在10％以內，故本實驗是一可行方案。參考文獻（1）東北師范大學等校編無機及分析化學哈爾濱工程