西安石油大学化学化工学院：《普通化学 General Chemistry》课程教学资源_实验一 化学反应摩尔焓变的测定

实验一化学反应摩尔焓变的测定 (2学时) 、实验目的: 1.了解测定反应摩尔焓变的原理和方法 2.学习称量、溶液配制和测温等基本操作; 3.学习实验数据的作图法处理。 实验原理 本实验测定CuSO4溶液与锌粉反应的摩尔焓变: Cut(aq)+ Zn(s)= Cu(s)+ Zn(aq 在相对绝热条件下,取一定量的CuSO4溶液与过量锌粉反应,考虑量热计热 容的条件下,反应放出的热量φ等于系统中溶液吸收的热量q与量热计吸收的 热量之和,该反应的摩尔焓变△P计算公式为: △P=-[(Vps+Cb△7/[c(CuSO) 其中V反应后溶液的体积,mL p、反应后溶液的密度,gmL cs反应后溶液的比热容,Jg1K Cb量热计的热容,JK1 △T由作图法求出的反应前后温度差 量热计热容采用在量热杯中冷热水混合热量守恒的原理,计算公式为: Th-Im)Vh P(H2O)c(H2O)=(Im-Tc)Vc P(H2O)C(H2O)+ Cb] 实验用品 量热计一套,电磁搅拌器,烧杯,玻璃温度计,容量瓶,量筒等 四、实验步骤 .250ml0.200mol- L-l CuSo4溶液的配制 准确称取计算量的CuSO45H2O固体以大约50mL的去离子水溶解,转入 250mL容量瓶中,重复3-4次,直至硫酸铜全部溶解,定容,盖紧瓶塞,混匀, 2.反应摩尔焓变的测定 (1)在台天平上称取锌粉(cp)3g,将其装入量热计的加料器中,并检查 密封。 (2)量取l00mL配制好的0.20omol·L的硫酸铜溶液,注入干净的量热计 的反应杯中;加入搅拌磁子,盖上盖子,插入温度计传感器将量热计的反应杯放

实验一 化学反应摩尔焓变的测定 （2 学时） 一、实验目的： 1．了解测定反应摩尔焓变的原理和方法； 2．学习称量、溶液配制和测温等基本操作； 3．学习实验数据的作图法处理。 二、实验原理 本实验测定 CuSO4溶液与锌粉反应的摩尔焓变： Cu 2+ (aq) + Zn(S) = Cu(S) + Zn 2+ (aq) 在相对绝热条件下，取一定量的 CuSO4溶液与过量锌粉反应，考虑量热计热 容的条件下，反应放出的热量 qp等于系统中溶液吸收的热量 q 与量热计吸收的 热量之和，该反应的摩尔焓变ΔrHӨ计算公式为： ΔrHӨ = －[(VsρsCs + Cb)ΔT]／ [C(CuSO4)Vs] 其中 Vs—反应后溶液的体积，mL ρs—反应后溶液的密度，g·mL -1 Cs—反应后溶液的比热容，J·g -1·K-1 Cb—量热计的热容，J·K-1 ΔT—由作图法求出的反应前后温度差 量热计热容采用在量热杯中冷热水混合热量守恒的原理，计算公式为： (Th-Tm)Vh ρ(H2O)c(H2O) = (Tm-Tc)[Vc ρ(H2O)c(H2O) + Cb ] 三、实验用品 量热计一套，电磁搅拌器，烧杯，玻璃温度计,容量瓶，量筒等。 四、实验步骤 1．250ml 0.200mol·L -1 CuSO4溶液的配制 准确称取计算量的 CuSO4·5H2O 固体,以大约 50mL 的去离子水溶解，转入 250mL 容量瓶中，重复 3-4 次，直至硫酸铜全部溶解，定容，盖紧瓶塞，混匀。 2．反应摩尔焓变的测定 （1）在台天平上称取锌粉（c·p）3g，将其装入量热计的加料器中，并检查 密封。 （2）量取 100mL 配制好的 0.200mol·L -1 的硫酸铜溶液，注入干净的量热计 的反应杯中；加入搅拌磁子,盖上盖子，插入温度计传感器,将量热计的反应杯放

在电磁搅拌上。 (3)开启电磁搅拌,同时打开秒表,每隔30秒记录一次溶液温度,直至溶 液与量热计达到平衡(约2~3min)。 (4)按下加料器开关,加入Zn粉与CuSO4溶液反应,同时按每隔3秒记录 次温度读数,直到温度升至最高点后,再按每15秒记录一次温度,并持续4 5min。 (5)实验结束,检査反应进行的完全程度,取出搅拌磁子将反应液倒入指 定的废液桶中,同时,洗净反应杯备用。 3.量热计热容的测定 (1)在干净的反应杯中加入60mL室温水,用上述方法测定混合前平衡温 度 (2)同时取100量筒一个,量取100mL事先混合好的比室温高出15℃左右 的热水,用玻璃温度计测温,按每30秒记录一次温度,连续记录2~3min。 (3)迅速将热水倒入反应杯中,按每30秒一次测量记录水温,连续测定约 (4)实验结束,洗净反应杯并整理实验台 五、数据处理及结果分析 (1)采用坐标纸作图,绘制T(℃)/t(s)曲线,用外推法测定反应的最高温 度及混合后水的温度。 (2)代入公式,求算量热计热容和反应摩尔焓变 (3)计算实验结果的百分误差,并分析原因。 注:反应的Δ(理论值)=21866 kJ mol1

在电磁搅拌上。 （3）开启电磁搅拌，同时打开秒表，每隔 30 秒记录一次溶液温度，直至溶 液与量热计达到平衡（约 2～3min）。 （4）按下加料器开关，加入 Zn 粉与 CuSO4溶液反应，同时按每隔 3 秒记录 一次温度读数，直到温度升至最高点后，再按每 15 秒记录一次温度，并持续 4～ 5min。 （5）实验结束，检查反应进行的完全程度，取出搅拌磁子,将反应液倒入指 定的废液桶中，同时，洗净反应杯备用。 3．量热计热容的测定 （1）在干净的反应杯中加入 60mL 室温水，用上述方法测定混合前平衡温 度。 （2）同时取 100 量筒一个，量取 100mL 事先混合好的比室温高出 15℃左右 的热水，用玻璃温度计测温，按每 30 秒记录一次温度,连续记录 2～3min。 （3）迅速将热水倒入反应杯中，按每 30 秒一次测量记录水温，连续测定约 8～9min。 （4）实验结束，洗净反应杯并整理实验台。 五、数据处理及结果分析 （1）采用坐标纸作图，绘制 T(℃)／t(s)曲线，用外推法测定反应的最高温 度及混合后水的温度。 （2）代入公式，求算量热计热容和反应摩尔焓变。 （3）计算实验结果的百分误差，并分析原因。 注：反应的ΔrHӨ（理论值）=-218.66 kJ·mol -1