實驗一 化學(xué)反應(yīng)摩爾焓變的測定 (2學(xué)時) 一、實驗?zāi)康?1.了解測定

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1、實驗一 化學(xué)反應(yīng)摩爾焓變的測定 (2學(xué)時) 一、實驗?zāi)康模? 1.了解測定反應(yīng)摩爾焓變的原理和方法; 2.學(xué)習(xí)稱量、溶液配制和測溫等基本操作; 3.學(xué)習(xí)實驗數(shù)據(jù)的作圖法處理。 二、實驗原理 本實驗測定CuSO4溶液與鋅粉反應(yīng)的摩爾焓變: Cu2+(aq) + Zn(S) = Cu(S) + Zn2+(aq) 在相對絕熱條件下,取一定量的CuSO4溶液與過量鋅粉反應(yīng),考慮量熱計熱容的條件下,反應(yīng)放出的熱量qp等于系統(tǒng)中溶液吸收的熱量q與量熱計吸收的熱量之和,該反應(yīng)的摩爾焓變ΔrH?計算公式為: ΔrH? = -[(VsρsCs + Cb)ΔT]/ [C(CuSO4)Vs]

2、 其中 Vs—反應(yīng)后溶液的體積,mL ρs—反應(yīng)后溶液的密度,g·mL-1 Cs—反應(yīng)后溶液的比熱容,J·g-1·K-1 Cb—量熱計的熱容,J·K-1 ΔT—由作圖法求出的反應(yīng)前后溫度差 量熱計熱容采用在量熱杯中冷熱水混合熱量守恒的原理,計算公式為: (Th-Tm)Vh ρ(H2O)c(H2O) = (Tm-Tc)[Vc ρ(H2O)c(H2O) + Cb ] 三、實驗用品 量熱計一套,電磁攪拌器,燒杯,玻璃溫度計,容量瓶,量筒等。 四、實驗步驟 1.250ml 0.200mol·L-1 CuSO4溶液的配制 準(zhǔn)確稱取計算量

3、的CuSO4·5H2O固體,以大約50mL的去離子水溶解,轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中,重復(fù)3-4次,直至硫酸銅全部溶解,定容,蓋緊瓶塞,混勻。 2.反應(yīng)摩爾焓變的測定 (1)在臺天平上稱取鋅粉(c·p)3g,將其裝入量熱計的加料器中,并檢查密封。 (2)量取100mL配制好的0.200mol·L-1的硫酸銅溶液,注入干凈的量熱計的反應(yīng)杯中;加入攪拌磁子,蓋上蓋子,插入溫度計傳感器,將量熱計的反應(yīng)杯放在電磁攪拌上。 (3)開啟電磁攪拌,同時打開秒表,每隔30秒記錄一次溶液溫度,直至溶液與量熱計達到平衡(約2~3min)。 (4)按下加料器開關(guān),加入Zn粉與CuSO4溶液反應(yīng),同時按每隔3秒

4、記錄一次溫度讀數(shù),直到溫度升至最高點后,再按每15秒記錄一次溫度,并持續(xù)4~5min。 (5)實驗結(jié)束,檢查反應(yīng)進行的完全程度,取出攪拌磁子,將反應(yīng)液倒入指定的廢液桶中,同時,洗凈反應(yīng)杯備用。 3.量熱計熱容的測定 (1)在干凈的反應(yīng)杯中加入60mL室溫水,用上述方法測定混合前平衡溫度。 (2)同時取100量筒一個,量取100mL事先混合好的比室溫高出15℃左右的熱水,用玻璃溫度計測溫,按每30秒記錄一次溫度,連續(xù)記錄2~3min。 (3)迅速將熱水倒入反應(yīng)杯中,按每30秒一次測量記錄水溫,連續(xù)測定約8~9min。 (4)實驗結(jié)束,洗凈反應(yīng)杯并整理實驗臺。 五、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析 (1)采用坐標(biāo)紙作圖,繪制T(℃)/t(s)曲線,用外推法測定反應(yīng)的最高溫度及混合后水的溫度。 (2)代入公式,求算量熱計熱容和反應(yīng)摩爾焓變。 (3)計算實驗結(jié)果的百分誤差,并分析原因。 注:反應(yīng)的ΔrH?(理論值)=-218.66 kJ·mol-1

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