化学反应焓变的测定
摘要：化学反应过程中，除了发生物质的变化外，常伴有能量的变化，化学反应热在化工生产上有着十分重要的意义，本文中设计了采用热量计，量筒等建议装置测定五水合硫酸铜与锌粉的反应热，结果表明：该实验方法测量反应热直观，实验易于操作，又便于观察的特点。
关键词:焓变；反应热；测定；硫酸铜；锌。
1实验原理
硫酸铜与锌粉反应放热，利用隔热材料隔热减少实验误差，利用温度计测定温度该变量。
Cu2+(aq)+Zn(s)==Zn2+(aq)+Cu(s)
QP=(cm+CP)∙∆T c→溶液比热（J/g/k） m→溶液的质量 CP→热量计的热熔
热水失热=4.184(J/g/k)m(T2-T3)
冷水得热=4.184(J/g/k)m(T3-T1)
热量计得热=CP(T3-T1)
CP=4.184(J/g/k)m（T2+T1-2T3)/(T3-T1)
∆rHm=QP∙1/n
2实验部分
2.1.试剂与仪器
试剂：CuSO4∙5H2O(S) 5.0000g；Zn(S) 3.0000g；蒸馏水；热水；
仪器：精密温度计一支（0~50°C,分度值为0.1°C）
保温杯；烧杯；量筒（50mL）；秒表；橡皮圈；吸滤纸；容量瓶（100mL）；
大烧杯；小烧杯；电子天平。
2.2.量热计热熔的测定（CP）
先用量筒量取50mL冷蒸馏水，置于量热计中；待温度稳定后用精密温度计测定冷蒸馏水温度，记下读书为T1；再用量筒量取50mL冷蒸馏水倒入小烧杯中，向大烧杯中倒入适量热水，把小烧杯放入大少杯中进行水浴加热，并用精密温度计随时测量小烧杯中蒸馏水温度的变化，直至小烧杯中蒸馏水温升高至T2（T2=T1+20°C），取出小烧杯，迅速将所的热蒸馏水倒入量热计与冷蒸馏水混合，塞紧量热计盖子，同时迅速插入精密温度计（在精密温度与量热计孔隙处套上橡皮圈），最后测得混合温蒸馏水最高温度为T3.
2.2.2两热机热熔的测定结果与测量
表1 数据记录
编号 T1 T2 T3
温度 15.35°C 35.35°C 24.80°C
CP=4.184(J/g/k)m（T2+T1-2T3)/(T3-T1); CH20=4.184(J/K); m=100g;
∴CP=48.7206 (J/K)
2.2.1五水合硫酸铜与锌粉反应反应热的测定
如下图组装仪器
用电子天平准确量取5.0000g CuSO4∙5H2O(S)；量取3.0000g锌粉。置于一只洁净的小烧杯中；洗净并擦干用作热量计的保温杯，取适量蒸馏水倒入小烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，使CuSO4∙5H2O(S)充分溶解，将小烧杯中溶液用玻璃棒引流，导入容量瓶（100mL），用蒸馏水重新润洗小烧杯3次（总量不超过100ml），最后定容CuSO4∙5H2O(aq).将CuSO4∙5H2O(aq)倒入保温杯中，盖上盖子，插上精密温度计，温度恒定后测得此时CuSO4∙5H2O(aq)的温度为T4,将锌粉全部倒入保温杯中，盖紧杯盖，精密温度计上加上橡皮圈，同时用手抓住杯把不断轻轻晃动，使杯中溶液混合均匀。
同时另一人手持秒表，每20秒叫停读数，直至温度变的稳定变化很小为止，并记下所得数据。倒尽杯中水于回收水槽中，擦干。
2.3五水合硫酸铜与锌粉反应结果与计算
T4=21.30°C CuSO4溶液原始温度 时间零秒
时间/S 20 40 60 80 100 120
温度/T 25.40°C 25.80°C 26.40°C 27.10°C 28.15°C 28.80°C
时间/S 140 160 180 200 220 240
温度/T 29.30°C 29.65°C 29.90°C 30.00°C 30.05°C 30.10°C
时间/S 260 280 300 320 340 360
温度/T 30.00°C 29.50°C 29.00°C °C °C °C
上表中最高温度： TMAX=30.10°C ； ∆T=8.80°C ；
根据公式 ： QP=(cm+CP)∙∆T ； ∆rHm=- QP∙1/n ；n=1/m(m=250 CuSO4∙5H2O) ；
计算结果得 ： QP=4110.48 J ； ∆rHm=205524 J (205.524 kJ/mol ) ；
实验误差 ： 百分误差=[( ∆rHm实验值 -∆rHm理论值）/∆rHm理论值]∙100％ ；
=6.02%
2.4实验误差分析
1．锌粉过量，多余的锌粉会吸收硫酸铜与锌反应的反应热 ；
2. 空气，保温杯中的空气会吸收硫酸铜与锌反应的反应热 ；
3. 保温杯，无法测出保温杯的温度变化，只能近似的取溶液的温度变化 ；
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