化学反应摩尔焓变的测定
第五章常用仪器介绍与化学常数的测定
常用仪器介绍
一、温度计
1.分类
具有与温度密切相关且能严格复现物理性质的物质，都可以设计并制成各类测温仪器，即温度计。
温度计通常分为接触式和非接触式两大类。接触式温度计与被测物质直接接触，当二者达热平衡时，温度相等。这样通过温度计中测温物质的某种性质变化就可以表示出温度。这类温度计很多，如最常见的水银温度计，还有热电偶，电阻温度计等；非接触式温度计与被测物质不直接接触，而是利用被测物质所发射的电磁辐射，根据其波长分布或强度和温度之间的关系来测定温度。
2.水银温度计的校正
水银温度计是实验室中最常用的液体温度计，水银具有热导率大，比热容小，膨胀系数均匀，在相当大的温度范围内，体积随着温度的变化呈直线关系，同时不润湿玻璃、不透明而便于读数等优点，因而水银温度计是一种结构简单、使用方便、测量较准确并且测量范围大的温度计。
然而，当温度计受热后，水银球体积会有暂时的改变而需要较长时间才能恢复原来体积。由于玻璃毛细管很细，因而水银球体积的微小改变都会引起读数的较大误差。对于长期使用的温度计，玻璃毛细管也会发生变形而导致刻度不准。另外温度计有全浸式和半浸式两种，全浸式温度计的刻度是在温度计的水银柱全部均匀受热的情况下刻出来的，但在测量时，往往是仅有部分水银柱受热，因而露出的水银柱温
度就较全部受热时低。这些在准确测量中都应予以校正。
（1）温度计读数的校正
如图5-1所示，将一支辅助温度计靠在测量温度计的露
出部分，其水银球位于露出水银柱的中间，测量露出部分的
平均温度，校正值Δt按式下式计算，即：
Δt = 0.00016 h (t体- t环)
式中：0.00016一水银对玻璃的相对膨胀系数；
h—露出水银柱的高度(以温度差值表示)；
t体一体系的温度(由测量温度计测出)；
t环一环境温度，即水银柱露出部分的平均温度(由辅
助温度计测出)。
图5-1 温度计的校正
校正后的真实温度为：t真 = t体+ Δt
第五章常用仪器介绍与常用物理量的测定131
例如测得某液体的t体=183℃，其液面在温度计的29℃上，则h =183-29=154，
而t环= 64℃，则
Δt =0.00016×154×(183℃-64℃)=2.9℃
故该液体的真实温度为：t(真) = 183℃ + 2.9℃ = 185.9℃
由此可见，体系的温度越高，校正值越大。在300℃时，其校正值可达10℃左右。
半浸式温度计，在水银球上端不远处有一标志线，测量时只要将线下部分放入待测体系中，便无需进行露出部分的校正。
（2）温度计刻度的校正
温度计刻度的校正通常用两种方法：
A．以纯的有机化合物的熔点为标准来校正。其步骤为：选用数种已知熔点的纯有机物，用该温度计测定它们的熔点，以实测熔点温度作纵坐标，实测熔点与已知熔点的差值为横坐标，画出校正曲线，这样凡是用这只温度计测得的温度均可在曲线找到校正数值。
B．与标准温度比较来校正。其步骤为：将标准温度计与待校正的温度计平行放在热溶液中，缓慢均匀加热，每隔5℃分别记录两只温度计读数，求出偏差值Δt。
Δt = 待校正的温度计的温度 - 标准温度计的温度
以待校正的温度计的温度作纵坐标，Δt为横坐标，画出校正曲线，这样凡是用这只温度计测得的温度均可由曲线找到校正数值。
二、气压计
测定大气压力的仪器称为气压计，气压计的种类很多，实验室常用的是动槽式和定槽式气压计，其中以动槽式(福廷式)气压计最为常见。
1.动槽式气压计
动槽式气压计结构如图5-2所示。它是用一支长
90cm的玻璃管封闭上端，管中装满水银，然后将开口
端倒插入下部汞槽中，管中的汞由于重力作用而下降，
因而在封闭的玻璃管上部出现一段真空，汞槽与大气
相通。盛汞的玻璃管装在黄铜管中，黄铜管上部刻有
主标尺并在相对两边开有长方形小窗，在窗内装一可
上下滑动的游标尺，通过转动调节游标螺旋可使游标
尺上下移动。汞槽底部为一羊皮袋，可以借助下端的
螺旋Q调节其中汞面的高度，汞面的高度应正好与固
定在汞槽顶端的象牙针尖接触，这个汞面就是测定汞
柱高度的“零点”，也就是铜管上主标尺的“零点”。
气压计必须垂直安装，如果偏离垂直位置1°时，
对于101.325kPa(1个大气压)来说，就会造成13.33Pa
的误差。
动槽式气压计的使用方法：
(1)读取温度首先从气压计所附温度计上读取图5-2 动槽式气压计
无机及分析化学实验
132 温度。
(2)调节汞槽中汞面的高度 慢慢旋转底部螺旋Q ，使汞槽中的汞面与象牙针尖恰好接触。调节时可利用汞槽后面白瓷板的反光来观察汞槽的高度，调节动作要轻而慢，汞面调节好以后，稍待30s 再次观察汞面与象牙针尖接触的情况，没有变化后继续下一步操作。
(3)调节游标尺 转动调节游标螺旋使游标尺的下沿高于汞柱面，然后缓慢下降直至游标尺下沿与汞柱的凸面相切，此时观察者的眼睛与游标尺的下沿及汞柱的凸面在同一水平面上。
(4)读取气压计数值 先从主标尺上读出靠近游标尺下端且在其下面的刻度，即为大气压的整数部分，再从游标尺上找出一根与主标尺上某一刻度线相吻合的刻线，其刻度值即为大气压的小数部分，单位是KPa(老式气压计的单位是毫米汞柱)。
2.定槽式气压计
定槽式气压计与动槽式气压计大同小异，不同之处在于前者的汞槽中汞面无需调节，它的水银是装在体积固定的槽内。当大气压力发生变化时，玻璃管内水银柱的液面和水银槽内水银液面的高度差也相应变化。在计算气压计的标尺时已经补偿了水银槽内液面的变化量。其使用方法除槽中汞面无需调节，其它均与动槽式气压计相同，气压计读数的校正方法二者也完全相同。
三、酸度计
酸度计(也称pH 计)是用来测量溶液pH 值的仪器。实验室常用的酸度计有雷磁25型，PHS-2型和PHS-3型等。它们的原理相同，结构略有差别。下面介绍PHS-2型酸度计，其它型号酸度计的使用可查阅使用说明书。
酸度计测pH 值的方法是电位测定法。它除测量溶液的酸度外，还可以测量电池电动势(mV)。
酸度计主要是由参比电极(甘汞电极)、测量电极(玻璃电极)和精密电位计三部分组成。饱和甘汞电极由金属汞、Hg 2Cl 2和饱和KCl 溶液组成 (如图
5-3(a))，它的电极反应是：Hg 2Cl 2 +2e -=2Hg +2Cl -。甘汞电极的电极电势不随溶液pH 值变化而变化，在一定温度下有一定值。25℃时饱和甘汞电极电势为0.245V 。
玻璃电极(如图5-3(b))的电极电势随溶液pH 值的变化而改变。它的主要部分是头部的球泡，这是由特殊的敏感玻璃薄膜构成。薄膜对氢离子有敏感作用，当它浸入被测溶液内，被测溶液的氢离子与电极球泡表面水化层进行离子交换，球泡内层也同样产生电极电势。由于内层氢离子浓度不变，而外层氢离子浓度在变化，因此内外层的电势差也在变
化，所以该电极电势随待测溶液的pH 值不同而改变。
?玻 = ?玻θ + 0.0592?lgc(H +) = ?玻θ
- 0.0592pH
将玻璃电极和饱和甘汞电极一起浸在被测溶液中组成电池，并连接上精密电位计，即可测定电池电动势ε。
(a)饱和甘汞电极 (b)玻璃电极
图5-3 电极
第五章 常用仪器介绍与常用物理量的测定
133
在25℃时，ε= ?正- ?负 = ?甘汞 - ?玻 = 0.245 - ?玻θ
+ 0.0591pH
整理后得：pH =(ε+ ?玻θ
- 0.245)/0.0591
?玻θ可用已知pH 值的缓冲溶液代替待测溶液而求得。为了省去计算手续，酸度计把测得的电池电动势直接用pH 刻度值表示出来。因而从酸度计上可以直接读出溶液的pH 值。
PHS-2型酸度计的使用方法
①仪器的安装 装好电极杆13，插上电源。电源为交流电，电压必须符合标牌上所指明的数值，电压太低或电压不稳都会影响使用。电源插头中的黑线表示接地线，不能与其它两根电线搞错（如图5-4）。
②电极安装 先把电极夹子12夹在电极杆13上，然后将玻璃电极夹在夹子上，玻璃电极的插头插在电极插口10内，并将小螺丝旋紧。甘汞电极夹在另一夹子上，甘汞电极引线连接在接线柱9上。使
用时应把上面的小橡皮塞和
下端橡皮塞拔去，以保持液位
压差，不用时要把它们套上。
③校正 如要测量pH 值，先按下按键5，但读数开关16保持不按下状态。左上角指示灯2应亮，为要保持仪表稳定，测量前要预热半小时以上。
a.用温度计测量被测溶液的温度。
b.调节温度补偿器到被测溶液的温度值。
c.将分挡开关11放在“6”，调节零点调节器8使指针指在pH “1.00”上。
d.将分挡开关11放在“校”位置，调节校正调节器14使指针指在满刻度。
e.将分挡开关11放在“6”位置上，重复检查pH “1.00”位置。
f.重复c 和d 两个步骤。
④定位 仪器附有三种标准缓冲溶液(pH 为4.00，6.86，9.20)，可选用一种与被测溶液的pH 值较接近的缓冲溶液对仪器进行定位。仪器定位操作步骤如下：
a.向烧杯内倒入标准缓冲溶液，按溶液温度查出该温度时溶液的pH 值。根据这个数值，将分挡开关11放在合适的位置上。
b.将电极插入缓冲溶液，轻轻摇动，按下读数开关16。
c.调节定位调节器15使指针指在缓冲溶液的pH 值(即开挡开关上的指示数加表盘上的指示数)，到指针稳定为止。重复调节定位调节器。
d.开启读数开关，将电极上移，移去标准缓冲溶液，用去离子水清洗电极头部，并用滤纸将水吸干。这时，仪器已定好位，后面测量时，不得再动定位调节器。
⑤测量
a.放上盛有待测溶液的烧杯，移下电极，将烧杯轻轻摇动。
b.按下读数开关16，调节分挡开关11，读出溶液的pH 值。如果指针打出左面刻度，
正面 背面 图5-4 PHS-2型酸度计
无机及分析化学实验
134
则应减少分挡开关的数值。如指针打出右面刻度，应增加分挡开关的数值。
c.重复读数，待读数稳定后，放开读数开关，移走溶液，用去离子水冲洗电极，将电极保存好。
d.关上电源开关，套上仪器罩。
酸度计的维护
①玻璃电极的维护
a.玻璃电极的主要部分为下端的玻璃泡，这球泡极薄，切忌与硬物接触，一旦发生破裂，则完全失效。取用和收藏时应特别小心。安装时，玻璃电极球泡下端应略高于甘汞电极的下端，以免碰到烧杯底。
b.新的玻璃电极在使用前应在去离子水中浸泡48h以上，不用时最好浸泡在去离子水中。
c.在强碱溶液中应尽量避免使用玻璃电极。如果使用应迅速操作，测完后立即用水洗涤，并用去离子水浸泡。
d.电极球泡有裂纹或老化(久放二年以上)，则应调换，否则反应缓慢，甚至造成较大的测量误差。
②仪器的输入端(即玻璃电极插口)必须保持清洁，不用时将接续器插入，以防灰尘落入。在环境温度较高时，应把电极插子用干净的布擦干。
③在按下读数开关时，如果发现指针严重甩动，应放开读数开关，检查分挡开关位置及其他调节器是否适当，电极头是否浸入溶液。
④转动温度调节旋钮时，不要用力太大，防止移动紧固螺丝位置，造成误差。
⑤当被测讯号较大，发生指针严重甩动时，应转动分挡开关使指针在刻度以内，并需等待一分钟左右，直至指针稳定为止。
⑥测量完毕后，必须先放开读数开关，再移去溶液，如果不放开读数开关就移去溶液，则指针甩动厉害，影响后面测定的准确性。
四、紫外-可见分光光度计
分光光度计的基本工作原理是基于物质对光(对光的波长)的吸收具有选择性，不同的物质都有各自的吸收光带，所以，当光色散后的光谱通过某一溶液时，其中某些波长的光线就会被溶液吸收。在一定的波长下，溶液中物质的浓度与光能量减弱的程度有一定的比例关系，即符合比尔定律。
T = I/I o lg(I o/I)=εcb
式中，T为透过率，I o为入射光强度，I为透射光强度，A为消光值(吸光度)，ε为吸收系数，b为溶液的光径长度，c为溶液的浓度。从以上公式可以看出，当入射光、吸收系数和溶液厚度一定时，透光率是根据溶液的浓度而变化的。
721型分光光度计的构造
721型分光光度计允许的测定波长范围在360～800nm，其构造比较简单，测定的灵敏度和精密度较高。因此，应用比较广泛。
第五章 常用仪器介绍与常用物理量的测定
135
721型分光光度计的仪器构造见图5-5。从光源灯发出的连续辐射光线，射到聚光透镜上，会聚后，再经过平面镜转角90°，反射至入射狭缝。由此入射到单色器内，狭缝正好位于球面准直物镜的焦面上，当入射光线经过准直物镜反射后，就以一束平行光射向棱镜。光线进入棱镜后，进行色散。色散后回来的光线，再经过准直镜反射，就会聚在出光狭缝上，再通过聚光镜后进入比色皿，光线一部分被吸收，透过的光进入光电管，产生相应的光电流，经放大后在微安表上读出。
721型分光光度计的使用方法
①首先接通电源，打开电源开关1，指示灯亮，打开比色皿暗箱盖8，预热20分钟。 ②波长选择旋钮6，选择所需的单色光波长，用灵敏度旋钮2选择所需的灵敏档。
③放入比色皿，旋转零位旋钮5调零，将比色皿暗箱盖合上，推进比色皿拉杆3，使参比比色皿处于空白校正位置，使光电管见光，旋转透光率调节旋钮4，使微安表9指针准确处于100%。按上述方法连续几次调整零位和100%位，即可进行测定工作(仪器面板见 图5-6)。
721型分光光度计使用和维护中应注意事项：
①连续使用仪器的时间不应超过2小时，最好是间歇0.5小时后，再继续使用。 ②比色皿每次使用完毕后，要用去离子水洗净并倒置晾干后，存放在比色皿盒内。在日常使用中应注意保护比色皿的透光面，使其不受损坏或产生划痕，以免影响透光率。
③仪器不能受潮。在日常使用中，应经常注意单色器上的防潮硅胶(在仪器的底部)是否变色，如硅胶的颜色已变红，应立即取出烘干或更换。
④在托运或移动仪器时，应注意小心轻放。
图5-6 721型分光光度计
图5-5 721型分光光度计基本结构示意图
无机及分析化学实验
136
实验三十二气体常数的测定
一、实验目的
1.学习气体体积的测定方法
2.掌握理想气体状态方程和分压定律的应用
3.掌握测定气体常数的方法及其操作
二、实验原理
在理想气体状态方程PV=nRT中，气体常数R值可通过实验来测定。
称取一定量的金属镁条与过量的稀盐酸反应，在一定温度和压力下，测定反应放出的氢气的体积V（H2）。实验时的温度T由温度计测出，总压力P由气压计测出。由于量气管内所收集的氢气是被水蒸气饱和的，根据分压定律，氢气的分压p(H2)应是混合气体总压p 与实验时水的饱和蒸汽压p(H2O)之差。反应中所放出氢气的物质的量n(H2)可以通过反应中镁条的质量求得。将以上所测得各项数据代入理想气体状态方程PV=nRT中，即可求出R值。
三、仪器与试剂
1.仪器
分析天平测量气体常数装置常用玻璃仪器若干
2.试剂
HCl（6.0 mol?L-1）镁条
四、实验内容
1.样品的称量
在分析天平上准确的称量0.03-0.04g（准确值0.1mg）已除氧化膜的镁条两份。
2.连接装置并检查气密性
（1）按图5-7所示连接好装置后，取下反应管，移动水面，使量气管中的水面略低于“0”刻度，然后把水平漏斗固定，装上反应管。
（2）将水平漏斗向上（或向下）移动一段距离，若量气管中水面有少许下降（或上升）后就保持恒定，则表明装置不漏气。若量气管中水面不断的下降（或上升），则表明装置漏气，应找出漏气处加以纠正。
3.测定前准备
（1）检查不漏气后，小心取下反应管。向反应管中加入约3 mL 6.0 mol?L-1 HCl
溶液，注意不要把盐酸沾在反应1.玻璃量气管 2.带刻度反应管3.水平漏斗 4.橡胶管
图5-7 气体体积测定装置
第五章常用仪器介绍与常用物理量的测定137
管壁上部。然后倾斜反应管，将一份镁条用少量水沾在反应管的上半部（绝不能与盐酸接触），小心将反应管按图5-7连接好。再次检查气密性。
（2）调整水平漏斗的位置，使其液面与量气管液面保持在同一水平面，并记录量气管水面的位置V1（准确至0.01 mL）。
4.测定并记录数据
（1）轻轻振动试管，使镁条落入盐酸中，则反应而放出氢气，此时不断的调整水平漏斗的高度，使水平管内液面与量气管液面保持同等高度。反应结束后，将反应管冷却至室温，再使水平漏斗内液面与量气管液面保持在同一水平面，并记录量气管水面的位置V2（准确至0.01 mL）。2分钟后，再读一次量气管水面位置，若两次读数相同，则表明管内气体温度与室温相同，记录数据。
（2）用另一份重复上述操作，并记录实验数据。
五、数据记录与处理
六、思考题
1.本实验通过什么方法测定气体常数R的数值？实验中需要测定哪些数据？
2.量气管内气体的体积是否等于置换出氢气的体积？量气管内气体的压力是否等于置换出氢气的压力？为什么？
无机及分析化学实验
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实验三十三 化学反应摩尔焓变的测定
一、实验目的
学习利用热量计测定中和反应摩尔焓变的原理和方法
二、实验原理
酸碱发生中和反应时，有热量放出。在等温、等压下，1mol 强酸和1mol 强碱
完全反
应时放出的热量称为中和热，也称中和反应的摩尔焓变，以Δr H m θ
表示。强酸、强碱在水溶液中几乎全部电离，其中和反应的实质是：
H +(ag) + OH -(aq) = H 2O Δr H m θ=-57.2kJ ?mol -1
(25℃)
因此，各种强酸和强碱的中和热是相同的。对于弱酸、弱碱来说，Δr H m θ
就不等于
-57.2kJ ?mol -1
，这是因为在发生中和反应的同时，还发生了弱酸(或弱碱)的解离。解离过程要吸收热量。因此，弱酸和强碱或弱碱和强酸的中和热小于强酸和强碱的中和热。
本实验用简易热量计测定HCl 和NaOH 反应的中和热。在热量计中进行的放热反应，所放出的热量除了使溶液温度升高外，同时也使热量计的温度升高，因此，反应产生的总热量可表示为：Q =(C P +C P ′)ΔT
式中：C P ——热量计的定压热容（单位为J ?K -1
）
C P ′一一溶液的定压热容（单位为J ?K -1
）
ΔT ——由反应热效应引起的体系温度变化（单位为K ）。 如果反应中生成n mol 的H 2O ，则中和反应摩尔焓变可表示为：
n
n Q
m
T )C (C p p ??'
+-
=-=?H
θ
（n 应按浓度较小的酸液或碱液来计算） 使用热量计测定反应的热效应，首先需要测定热量计的热容（指热量计温度每升高1K
所需要的热量）。在热量计中加入一定量的冷水，测得温度为T 1，再加入相同量的热水，温度为T 2，混合后水温为T 3，已知水的比热容为c ，冷热水质量均为m ，则：
热水失热 = mc(T 2-T 3) 冷水得热 = mc(T 3-T l )
热量计得热 = mc(T 2-T 3)-mc(T 3-T l )=mc(T 1+T 2-2T 3)
所以 热量计定压热容 1
3321)2(T T T T T mc C P
--+=
溶液的热容 C P ′= Vdc
式中：V 一溶液的体积(单位为mL)；
d 一溶液的密度(单位为g ?mL -1
) ； c 一溶液的比热容(单位为J ?K -1?g -1
)
（说明：溶液的密度和比热容近似地取水
的密度和比热容）
第五章常用仪器介绍与常用物理量的测定139
三、仪器与试剂
1. 仪器
简易热量计小烧杯(100mL) 酒精灯
铁三脚架温度计(1/10℃) 量筒(50mL)
石棉铁丝网
2. 试剂
HCl溶液约1mol?L-1(浓度准确至小数点后第二位)
NaOH溶液约1mol?L-1(浓度准确至小数点后第二位)
四、实验内容
1. 测定热量计的热容
(1)按图5-8装好保温杯简易热量计。注意，切勿使温度计的
水银球和搅拌器碰到杯底，塑料盖要严密。
(2)用量筒量取50mL H2O，倒入热量计中，盖好盖子，缓缓搅
拌，直至体系内部达到热平衡(即温度不再变化)，记下此时的温
度T1。
另在100mL烧杯中加入50mL H2O，用酒精灯加热，当水温高
于T1约20℃时，停止加热，取下烧杯，摇均匀，迅速测量热水温
度T2，并尽快将此热水全部倒入热量计中，立即盖好盖子，缓缓
搅拌。同时将温度计插入盛有冷水的烧杯中，使其温度降至接近
T1。取出温度计，用滤纸擦干，立即插入热量计中，密切注意温度
变化，准确记录最高温度值。
2. 测定HCl和NaOH反应的中和热
将热量计中的H2O倒尽，量取50mL1mol?L-1 HCl溶液倒入热量计中，加盖、搅拌，直到体系达热平衡，记录酸液温度T4。
用量筒量取50mL1mol?L-1 NaOH溶液，从热量计中取出温度计，用H2O冲去残留的酸液，测定NaOH溶液的温度。此时，要求酸液和碱液的温度相等。若温度不等，则用手心捂热，或用自来水冷却盛碱液的量筒，使碱液、酸液温度一致。然后小心地把量筒中的碱液倒入热量计中，加盖搅拌，密切注意温度变化，记录最高温度值T5。
五、数据处理
1. 热量计热容的计算
冷水温度T1 K
热水温度T2 K
冷热水混合后的温度T3 K
冷水的质量(同热水的质量)m g
水的比热容c 4.18J?g-1?K-1
热量计的定压热容
1
33
1 2
) 2
(
T T T
T
T
mc
C
P--
+ = J?K-1
图5-8 简易量热计
无机及分析化学实验
140 2. 中和热的计算
起始温度T 4 K 反应后温度T 5 K ?T =T 5-T 4 K 溶液总体积V mL
溶液的密度d g ?mL -1
溶液的比热容c J ?g -1?K -1
溶液的定压热容Vdc C P =' J ?K -1
反应放出的热量1000
1)(??'+=T C C Q P P kJ
生成水的物质的量n mol
中和反应的摩尔焓变 n
Q m -=?H θ kJ ?mol -1
六、思考题
1.1mol 盐酸和lmol HAc 被强碱完全中和时放出的热量是否相同?
2.实验中产生误差的来源可能有哪些?
第五章 常用仪器介绍与常用物理量的测定
141
实验三十四 化学反应速率的测定
一、实验目的
1. 学习测定(NH 4)2S 2O 8与KI 反应的反应速率的原理和方法
2. 了解浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响
二、实验原理
在水溶液中，(NH 4)2S 2O 8与KI 发生如下反应：
(NH 4)2S 2O 8 + 3KI == (NH 4)2SO 4 + K 2SO 4 + KI 3
其离子方程式： S 2O 8 2- + 3I - == 2SO 42- + KI 3- （1） 此反应的速率方程式可表示如下：
)()(282--=I c O S kc n m υ
式中：c(S 2O 82-)—反应(S 2O 82-)的起始浓度； c(I -)—反应（I -
）的起始浓度；
ν — 该温度下的瞬时速率； k — 速率常数；
m — S 2O 82-的反应级数； n — I -的反应级数。 此反应在?t 时间内平均速率可表示为：t
O S c ??-=-
)(282
我们近似地利用平均速率代替瞬时速率 ν：
v t
O S c I c O S kc v n
m
=??-≈=-
-
-
)
()()(282282
为了测定?t 时间内S 2O 82-的浓度变化，在将KI 与(NH 4)2S 2O 8溶液混合的同时，加入一定量已知浓度Na 2S 2O 3溶液和指示剂淀粉溶液，这样在反应(1)进行的同时，还发生如下反应：
2S 2O 3 2- + I 3- == S 4O 62- + 3I -
（2）
反应(2)进行的速率非常快，几乎瞬间完成，而反应(1)却慢得多，反应(1)生成的I 3
-立即与S 2O 3 2- 作用，生成无色的S 4O 62-和I -，一旦Na 2S 2O 3耗尽，反应(1)生成的I 3- 立即与淀粉作用，使溶液显蓝色，记录溶液变蓝所用时间?t 。
?t 即为Na 2S 2O 3反应完全所用时间，由于本实验中所用Na 2S 2O 3的起始浓度都相等，因
而每份反应在所记录时间内?c(S 2O 32-)都相等，从反应(1)和反应(2)中的关系可知，S 2O 32-所
减少的物质的量是S 2O 82-的两倍，每份反应的c(S 2O 82-)都相同，即有如下关系：
t
O S c t O S c t O S c v ?=
??=??-=-
--2)(2)()(232232282 在相同温度下，固定I -起始浓度，而只改变S 2O 82-的浓度，可分别测出反应所用时间?t 1
和?t 2，然后分别代入速率方程得：
)()()(128211
2821---
=??-=I c O S kc t O S c v n
m
无机及分析化学实验
142 )()()(228222
2822---
=??-=I c O S kc t O S c v n
m
因为)()(21-
-=I c I c ，则通过m
O S c O S c t t ???
?????=??--
)()(2822282112，求出m 。 同理保持c(S 2O 82-)不变，只改变I -
的浓度则可求出n ，m + n 即为该反应级数。 由 )
()(282-
-
=
I c O S c v
k n
m
也可求出速率常数k 。
温度对化学反应速率有明显的影响，若保持其它条件不变，只改变反应温度，由反应所用时间?t 1和?t 2，通过如下关系：
2
28212822822282121/)(/)()()()()(t O S c t O S c I c O S c k I c O S c k v v n m n m ??-??-=
=--
---- 得出1
21t t k
k ??=，从而得出不同温度下的速率常数k 。
催化剂能改变反应的活化能，对反应速率有较大的影响，(NH 4)2S 2O 8与KI 的反应可用可溶性铜盐如Cu(NO 3)2作催化剂。
三、仪器与试剂 1. 仪器
量筒(50mL,10mL) 烧杯(100mL) 温度计 秒表 温度计 恒温水浴锅 2. 试剂
KI （0.2mol ?L -1） (NH 4)2S 2O 8（0.2mol ?L -1） (NH 4)2SO 4（0.2mol ?L -1
）
Cu(N03)2（0.02mol ?L -1） CuS04（0.1mol ?L -1） Na 2S 203（0.01mol ?L -1
）
KN03（0.2mol ?L -1
） H 202（10%） Mn02 （固体） 淀粉0.2% 锌粉 锌粒
四、实验内容
1. 浓度对化学反应速率的影响
在室温下，分别用三只量筒取20mL 0.2mol ?L -1KI 、4mL0.2%淀粉、8mL0.01mol ?L -1
Na 2S 203
溶液(每种试剂所用的量筒都要贴上标签，以免混乱)，倒入100mL 烧杯中，搅匀。然后用
另一只量筒量取20mL 0.2mol ?L -1
(NH 4)2S 2O 8溶液，迅速加入到该烧杯中，同时按动秒表，并不断用玻璃棒搅拌，待溶液出现蓝色时，立即停止秒表，记下反应的时间和温度。用同样的方法按下表中所列各种试剂用量进行另外4次实验，记下每次实验的反应时间，为了
使每次实验中离子强度和总体积不变，不足的量分别用0.2mol ?L -1 KN03溶液和0.2mol ?L -1
(NH 4)2SO 4溶液补足。
第五章常用仪器介绍与常用物理量的测定143
浓度对化学反应速率的影响
2. 温度对化学反应速率的影响
按上表中实验4各试剂的用量，在分别比室温高10℃、20℃的温度条件下，重复上述实验。操作步骤是，将KI、淀粉、Na2S203和KN03溶液放在一只100mL烧杯中混匀，(NH4)2S208放在另一烧杯中，将两份溶液放在恒温水浴中升温，待升到所需温度时，将(NH4)2S208溶液迅速倒入KI等混合液中，同时按动秒表并不断搅拌，当溶液刚出现蓝色时，立即停止秒表，记下反应时间和反应温度。
将这两次实验编号为6，7的数据和编号4的数据记录在下表中，并求出不同温度下反应速率常数。
3. 催化剂对化学反应速率的影响
(1) 单相催化 Cu(N03)2可加快(NH4)2S208和KI的反应，按浓度对化学反应速率的影响中实验编号4的各试剂的用量将KI，Na2S203，KN03和淀粉加入到100mL烧杯中，再加3滴0.02mol?L-1 Cu(N03)2溶液做催化剂，搅匀，迅速加入(NH4)2S208溶液，同时开始记录时间，不断搅拌，直至溶液刚出现蓝色为止，记下所用时间，将这次测定的反应速率与实验编号4的反应速率相比较。
无机及分析化学实验
144
(2)多相催化取两支试管，分别加入2mL 10% 的H202溶液，在其中一支试管中加入少量的已灼烧过MnO2固体粉末，观察比较两支试管中气泡产生的速率，写出方程式并加以解释。
4. 接触面对化学反应速率的影响
取两支试管，各加入2mL 0.1mol L-1的CuS04溶液，然后向两只试管中分别加入少量锌粒和锌粉，观察颜色变化，说明了什么?
五、思考题
1. 本实验中为什么可以由反应溶液出现蓝色时间的长短来计算反应速率？反应溶液出现蓝色后，反应是否终止？
2. 在实验过程中，向KI、淀粉、Na2S203混合液中加入(NH4)2S208溶液时，为什么必须迅速倒入？
3. 如果实验中先加(NH4)2S208溶液，最后加KI溶液，对实验结果有何影响？
4. 本实验中Na2S203的用量过多或过少，对实验结果有何影响？
第五章 常用仪器介绍与常用物理量的测定
145
实验三十五 醋酸解离度和解离平衡常数的测定
一、实验目的
1.掌握用pH 计法测定醋酸解离度和解离常数的原理和方法
2.加深对弱电解质解离平衡的理解
3.学会酸度计的使用方法
二、实验原理
HAc 是弱电解质，在水溶液中部分电离，存在下列平衡：
其解离平衡常数为：
如果HAc 的起始浓度c,解离度为α，则解离平衡时：
c(H +) = c(Ac -) = c ?α
某一弱电解质的解离常数K a 仅与温度有关，而与该弱电解质溶液的浓度无关，其解离度α则随溶液浓度的降低而增大。测定弱电解质K a 和α的方法很多，本实验利用酸度计来测定弱电解质K a 和α。
在一定温度下，用酸度计测定一系列已知浓度HAc 溶液的pH 值，由pH=-lg[c(H +
)/c θ]
换算成c(H +)/c θ。根据c(H +)=c ?α，就可求出一系列对应的HAc 的解离度α和c ?α2
/(1-α)值。这一系列的c ?α/(1-α)?c θ值应近似为一常数，取其平均值，即为该温度时HAc 的解离常数K a 。
三、仪器与试剂 1.仪器
pH 计 酸式滴定管(50mL) 碱式滴定管(50mL) 烧杯(100mL ，5只) 温度计 电极 2.试剂
HAc 标准溶液 （0.1000mol ?L -1
）
四、实验内容
1. 不同浓度的HAc 溶液的配制
用酸式滴定管分别取48.00mL ，24.00mL ，12.00mL ，6.00mL ，3.00mL 已标定好的HAc
H +(aq) + Ac -(aq)
θθθ
c HAc c c Ac c c H c HAc K a /)(/)(/)()(-+?=
θ
θθθθ
αααααc c c c c c c c c HAc K a ?-?=?-???=)1(/)(//)(2
无机及分析化学实验
146 溶液标准于三个洁净干燥的100mL 烧杯中。注意：接近所要求的放出体积时，应逐滴放出，以确保准确度。用碱式滴定管装上去离子水，往后面4只烧杯中分别加入24.00mL ，36.00mL ，42.00mL ，45.00mL 去离子水，使各烧杯中溶液的总体积均为48.00mL ，混合均匀，计算每份HAc 溶液准确的起始浓度。
2. HAc 溶液pH 的测定
把上述配制的系列HAc 溶液按浓度大小由稀到浓的顺序排列，在pH 计上分别测定它们
的pH ，记录各份溶液的pH 和实验温度。并将pH 换算成c(H +
)。
五、实验数据记录与处理
将实验中测得的有关数据填入下，并计算出和α。
六、思考题
1. 若改变所测HAc 溶液的浓度和温度，HAc 的电离度和电离常数有无变化?
2. 在测定一系列同种溶液的pH 时，测定顺序由稀到浓和由浓到稀，其结果可能有何不同?
3. 如何确定pH 计已校正好?
)(HAc K a θ
第五章 常用仪器介绍与常用物理量的测定
147
实验三十六 难溶电解质(PbCl 2)溶度积常数的测定
一、实验目的
1. 学习离子交换树脂的使用方法
2. 掌握用离子交换法测定溶度积的原理和方法
二、实验原理
在一定温度下，难溶电解质PbCl 2达成下列沉淀-溶解平衡：
PbCl
2Pb 2+ + 2Cl -l
设PbCl 2的溶解度为S(mol ?L -1
),则平衡时：
c(Pb 2+) = S , c(Cl -) = 2S
所以 32222)/(4)/2(/]/)([/)()(θθθθθθc S c S c S c Cl c c Pb c PbCl K sp =?=?=-+ 或 322)/)((4)(θθc Pb c PbCl K sp +=
知道了PbCl 2饱和溶液中Pb 2+
离子的浓度c(Pb 2+
)，便可求出K sp θ。
离子交换树脂是人工合成的固态、球状高分子聚合物，其中含有活性基团，能与一些物质的离子进行离子选择性交换。含有酸性基团而能与其它物质的阳离子进行交换的树脂称为阳离子交换树脂(如R-SO 3H)；含有碱性基团而能与其它物质的阴离子进行交换的树脂称为阴离子交换树脂(如R-NH 2)。离子交换树脂的这一特性，被广泛应用于水的净化、金属的回收以及离子的分离和测定等。
本实验是用强酸性阳离子交换树脂(用RH 表示)与一定体积PbC12饱和溶液中的Pb 2+
离子在离子交换柱中进行离子交换，其反应如下：
2RH + Pb 2+
== R 2Pb + 2H +
再用已知浓度的NaOH 溶液滴定生成的H +
离子：
OH - + H +
== H 20
从而求出被交换的Pb 2+ 和Cl -的浓度。 根据 Pb 2+～2H +～20H -
设所取PbCl 2饱和溶液的体积为V 1，NaOH 的浓度为c 2，滴定所消耗NaOH 体积为V 2；则
PbCl 2饱和溶液中Pb 2+的浓度c(Pb 2+
)为：
c(Pb 2+
)=(V 2c 2)/2V 1 从而求出sp K θ= 4c 3(Pb 2+)=1/2(c 2V 2/V 1)3
（略去c θ）。
市售的阳离子交换树脂往往是钠型(RS03Na)，使用前需用稀酸将钠型转化为酸型(RS03H)。使用过的树脂，用稀酸淋洗，使树脂重新转化为酸型，这个过程称为再生。再生后的树脂可继续使用。
无机及分析化学实验
148
三、仪器与试剂
1. 仪器
离子交换柱碱式滴定管锥形瓶
烧杯移液管温度计
2. 试剂
阳离子交换树脂 PbCl2饱和溶液酚酞指示剂
NaOH标准溶液 (0.05mol?L-1) pH试纸 HCl（1.0 mol?L-1）
四、实验内容
1. 装柱
向阳离子交换树脂中加入少量去离子水使成“糊状”，装入离子交换柱中，装好后，再加去离子水直至液面高于树脂2cm左右，确保树脂完全浸没在去离子水中。装柱时尽可能使树脂紧密，不留气泡。
2. 转型
向交换柱中加入20mL 1.0mol?L-1HCl溶液，以每分40滴的流速通过交换柱，待柱中液面降至距树脂表面约1cm时，用去离子水淋洗树脂直到流出液用pH试纸检验呈中性为止。
3. 交换
用移液管准确吸取25.00mL PbCl2饱和溶液于一洁净小烧杯中，转入离子交换柱内，控制流速约每分30滴，用一洁净的锥形瓶承接流出液。用适量去离子水洗涤烧杯3次，每次洗涤液均注入离子交换柱内。直至交换完毕流出液用pH试纸检验呈中性为止。在交换过程中应注意及时加入去离子水。防止树脂曝露在空气中。
4. 滴定
向锥形瓶中加入酚酞指示剂3滴，用已知浓度的NaOH标准溶液滴定到溶液颜色由无色变成淡红色且在30秒内不褪色即可。记下消耗NaOH标准溶液的体积(V2)。
六、思考题
1.用离子交换法测定PbCl2溶度积的原理是什么?
2.在离子交换过程中为何要控制一定的流速?
3.为什么要注意使液面始终不得低于离子交换树脂的上表面?
第五章 常用仪器介绍与常用物理量的测定
149
实验三十七 配位化合物配位数及稳定常数的测定
一、实验目的
1.学习了解分光光度法测定配位化合物组成及其稳定常数的原理和方法
2.学习掌握721型分光光度计的使用方法
二、实验原理
磺基水杨酸与Fe 3+
可形成稳定的配位化合物。形成配位化合物时，其组成因pH 值不同而改变；在pH 值为2～3时，生成紫红色的配位化合物(有一个配位体)；pH 值为4～9时，生成红色配位化合物(有2个配位体)；pH 值为9～11.5时，生成黄色的配位化合物(有三个配位体)；pH>12时，有色配位化合物被破坏而生成Fe(OH)3沉淀。本实验是在pH=2.0时测定磺基水杨酸铁配位化合物的组成和稳定常数。
实验用等物质的量连续变化法(或称浓比递变法)。所谓等物质的量连续变化法，就是保持溶液中金属离子的浓度(c M )与配位体的浓度(c L )之和不变(即总物质的量不变)的前提下，改变c M 与c L 的相对量，配制一系列溶液。只有形成体M 和配体L 的摩尔比与配离子的组成一致时，配离子的浓度才最大。因此，在吸光度-组成图上，吸光度最大值对应的溶液
组成就是配离子的组成。具体操作时，取用物质的量浓度相等的Fe 3+
溶液和磺基水杨酸溶液，按照不同的体积比(即物质的量数之比)配制一系列溶液，测定其吸光度。若以吸光度A 为纵坐标，以配位体的体积分数F(摩尔分数)为横坐标作图，得一曲线(如图4-8)，将曲线两边的直线部分延长，相交于a 点，a 点对应的吸光度为A ′。由a 点的横坐标可得到配离子中M 与(M + L)的摩尔比F ，由此可求出配位数n 值。例如，图中所示 F = 0.5，则: 5.0=+L M M n n n ，5.0=+L M L
n n n ，所以1=M L n n ，
即该配位离子的组成为ML 型。由于配合物有一部分离解，实际曲线的最大吸收处b 点对应的吸光度A 小于a 点对应的吸光度A ′，而配合物的离
解度A A
A '-'=α。配合物的表观稳定常数K 可由
平衡关系导出： ML = M + L
起始浓度 c 0 0 平衡浓度 c -c α c α c α
21)()()(α
α?-=?=c L c M c ML c K 稳（表观） 式中，c 表示b 点时中心离子的浓度。K 稳（表观）是
一个没有考虑溶液中Fe 3+
的水解平衡和磺基水杨酸的电离平衡的常数。如果考虑磺基水杨
b
图5-9 吸光度-组成图
化学反应摩尔焓变的测定
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Q p表示。化学反应的等压热效应（Q p）在数值上等于化学反应的摩尔反应焓变（△r H m）（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△r H mθ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用如图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获取。 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：
Q p =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 ?m L -1） 设反应前溶液中CuSO 4的物质的量为n mol ，则反应的焓变为： 111000 1--??????-=????-=?mol kJ n T c V mol J n T c m H ρ (1) 设反应前后溶液的体积不变，则 mol V c n CuSO 10004? = 式中，C CuSO4——反应前溶液中CuSO 4的浓度(mol ?.L -1) 将上式代入式（1）中，可得 114 4100011000 --????-=???????-=?mol kJ c T c mol kJ V c T c V H CuSO CuSO ρρ (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用外推法，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T ，这样则可较客观地反映出由反应热效应引起的真实温度变化值。在图2中，线段bc 表明量热计热量散失的程度。考虑到散热从反应一开始就发生，因此应将该线段延长，使与反应开始时的纵坐标相交于d 点。图中ddˊ所示的纵坐标值，即为外推法补偿的由热量散失造成的温度差。为获得准确的外推值，温度下降后的实验点应足够多。T 2与T 1的差值即为所求的?T 。 图2 温度校准曲线
反应热和焓变练习题
课时作业1反应热和焓变 一、选择题(每小题4分，共48分) 1．下列说法中，正确的是() A．在化学反应中发生物质变化的同时，不一定发生能量变化 B．ΔH>0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应 C．放热反应，使体系的温度升高；吸热反应，使体系的温度降低 D．生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时，ΔH<0 2．在一化学反应中，其产物的总能量为60kJ，如果该反应是放热反应，那么反应物的总能量应当是() A．50kJ B．20kJ C．30kJ D．80kJ 3．反应热是() A．专指化学反应过程中吸收的热量 B．特指1mol反应物燃烧时放出的热量 C．不论多少物质反应放出的热量都是反应热 D．热化学方程式中标注的“±××kJ/mol” 4．下列说法正确的是() A．反应热就是反应中放出的能量 B．在任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热 C．由C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多 5．石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法中正确的是() A．石墨不如金刚石稳定 B．金刚石不如石墨稳定 C．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多 D．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多 6．已知在相同状况下，要使同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是() A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出能量的反应 B．水分解产生氢气和氧气时放出能量 C．相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2
化学反应焓变的测定
化学反应焓变的测定 彭经天刘喆 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 本实验采取普通的保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量。假设反应物在量热计中进行的化学反应是在绝热条件下进行的，即反应体系与环境不发生热传递。这样，从反应体系前后温度变化和量热器的热容及有关物质的质量和比热容等，就可以按（1）式计算出反应的热效应。 在298.15K和标准状态下，1mol锌置换出硫酸铜溶液中的铜离子，放出218.7kj的热量。Cu2+(aq)+Zn(s)==Zn2+(aq)+Cu(s) ?rHm= —218.7kj/mol 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 （T）=-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）；分析天平； 保温杯；烧杯；量筒（50mL）；秒表；橡皮圈；吸耳球；真空泵；容量瓶（100mL）； 大烧杯；小烧杯。 2.2 实验 2.2.1 量热计热容Cp的测定 洗净并擦干用作热量计的保温杯，量筒量取50mL冷蒸馏水，置于量热计中；用手握住保温杯摇动，每隔30秒记录一次量热计中冷水的温度，边读边记，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冷蒸馏水倒入大烧杯中，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10-15分钟，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，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
化学反应焓变的计算
《反应焓变的计算》 班级：姓名： 考点一、焓变的计算 例1、化学反应可视为旧键的断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成（或拆开）1mol 化学键时释放（或吸收）出的能量。已知白磷和P4O6 的分子结构如右图所示，现提供以下化学键的键能 （KJ·mol–1）P–P：198 P–O：360 O–O：498 则 反应P4（白磷）+ 3O2→P4O6的反应热△H为（） A．+1638KJ·mol–1 B．–1638KJ·mol–1 C．+126KJ·mol–1 D．–126KJ·mol–1 考点二、盖斯定律 例2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式： Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8kJ／mol 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2kJ／mol Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ／mol 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：___________________ 考点三、综合应用 例4、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。 （1）反应的热化学方程式为。（2）又已知H2O(l) = H2O(g) ΔH= +44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。 （3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是 一、当堂训练： 1．下列叙述正确的是( ) A．电能是二次能源 B.水力是二次能源C．天然气是二次能源 D. 水煤气是一次能源2.下列说法正确的是（） A．物质发生化学变化都伴随着能量变化 B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化 D．即使没有物质的变化，也可能有能量的变化 3．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是（） ①天然气②煤③核能④石油⑤太阳能⑥生物质能⑦风能⑧氢能 A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧ C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧
高考化学专题强化练试题热化学方程式、反应焓变的计算
专题强化练（二） 热化学方程式、反应焓变的计算 1．已知热化学方程式2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 1＝－571.6 kJ ·mol －1 ，则下列关于热化学方程式2H 2O(l)===2H 2(g)＋O 2(g) ΔH 2的说法正确的是 ( ) A ．热化学方程式中的系数表示分子数 B ．该反应中ΔH 2>0 C ．该反应中ΔH 2＝－571.6 kJ ·mol －1 D ．该反应与题述反应互为可逆反应 解析：选B 热化学方程式中的系数表示物质的物质的量，不表示分子数。该反应是2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 1＝－571.6 kJ ·mol －1逆向进行的反应，其反应热ΔH 2＝＋571.6 kJ ·mol －1，但该反应与题述反应不互为可逆反应，因为二者的反应条件不同。 2．S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。 已知：①S(单斜，s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 1＝－297.16 kJ ·mol －1 ②S(正交，s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 2＝－296.83 kJ ·mol －1 ③S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH 3 下列说法正确的是 ( ) A ．ΔH 3＝＋0.33 kJ ·mol －1 B ．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应 C ．S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH 3<0，正交硫比单斜硫稳定 D ．S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH 3>0，单斜硫比正交硫稳定 解析：选C 由已知，反应③＝①－②，则由盖斯定律可得三个反应的焓变关系为ΔH 3＝ΔH 1－ΔH 2＝(－297.16 kJ ·mol －1)－(－296.83 kJ ·mol －1)＝－0.33 kJ ·mol －1，故A 错；反应③焓变小于零，为放热反应，S(单斜)所含能量高于S(正交)所含能量，能量越低越稳定，所以正交硫比单斜硫稳定，故B 、D 错，C 正确。 3．已知下列热化学方程式： Fe 2O 3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO 2(g) ΔH ＝－24.8 kJ ·mol －1； Fe 2O 3(s)＋13CO(g)===23Fe 3O 4(s)＋13 CO 2(g) ΔH ＝－15.73 kJ ·mol －1； Fe 3O 4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO 2(g) ΔH ＝＋640.4 kJ ·mol －1； 则14 g CO 气体还原足量FeO 固体得到Fe 单质和CO 2气体时对应的ΔH 约为 ( ) A ．－218 kJ ·mol －1 B ．－109 kJ ·mol －1 C ．＋218 kJ ·mol －1 D ．＋109 kJ ·mol －1
第一节-化学反应与能量的变化：反应热、焓变-练习题
第一节化学反应与能量的变化1：反应热、焓变 一、选择题(每小题4分，每小题有1个正确选项，共44分) 1．已知一定条件下断裂或生成某些化学键的能量关系如下表： 断裂或生成的化学键能量数据断裂1 mol H2分子中的化学键吸收能量436 kJ 断裂1 mol Cl2分子中的化学键吸收能量243 kJ 断裂1 mol HCl分子中的化学键吸收能量431 kJ 对于反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，下列说法正确的是() A．该反应的反应热ΔH>0 B．生成1 mol HCl时反应放热431 kJ C．氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固 D．相同条件下，氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量 2．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是() A．铝片与稀盐酸的反应 B．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应 C．灼热的炭与CO2的反应 D．甲烷在氧气中的燃烧反应 3．某反应的反应过程和能量变化如图所示，下列有关该反应的叙述 正确的是() A．该反应是吸热反应 B．反应物的总能量低于生成物的总能量 C．该反应的反应热ΔH<0 D．加入催化剂后反应放出的热量会减少 4．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－a kJ·mol－1 已知：――→ b kJ·mol－1 键断裂 ――→ c kJ·mol－1 键断裂 (a、b、c均大于零) 下列说法不正确的是() A．反应物的总能量高于生成物的总能量 B．断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量大于断开2 mol H—I键所需能量 C．断开2 mol H—I键所需能量约为(c＋b＋a)kJ D．向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ 5．常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。根据表中信息判断下列说 共价键H—H F—F H—F H—Cl H—I E/(kJ·mol－1) 436 157 568 432 298 －－ B．表中最稳定的共价键是H—F键 C．H2(g)―→2H(g)ΔH＝＋436 kJ·mol－1 D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝－25 kJ·mol－1 6．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是() A．Q1＋Q2>Q3B．Q1＋Q2>2Q3 C．Q1＋Q2
实验十四化学反应焓变的测定
实验十四 化学反应焓变的测定 一、教学要求： 1. 了解测定化学反应焓变的原理和方法； 2. 熟悉台秤、温度计和秒表的正确使用; 3. 学习数据测量，记录、整理，计算等方法; 二、预习内容 1. 复习《无机及分析化学》有关热力学部分的知识要点； 2. 锌与硫酸铜的置换反应； 3. 常用仪器 ：台天平、电子天平、温度计以及容量瓶的使用方法； 三、基本操作 1. 台天平以及电子天平的使用； 2. 温度计及秒表的使用； 3. 容量瓶的使用； 四、实验原理 化学反应过程中，除了发生物质的变化外，还有能量的变化，这种能量变化表现为反应热效应，而化学反应通常是在恒压的条件下进行的，此反应热效应叫做等压热效应。化学反应的等压热效应Q p 等于化学反应的摩尔反应焓变△r H m （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焓变称为化学反应的标准焓变，用△r H m θ表示。反应热效应的测量方法很多，本实验采用普通的保温杯和精密温度计作为简易量热计来测量。假设反应物在量热计(图4-1)中进行的化学反应是在绝热条件下进行的，即反应体系(量热计)与环境不发生热量传递。这样，从反应体系前后的温度变化和量热器的热容及有关物质的质量和比热容等，就可以按(1)式计算出反应的热效应。本实验是 1.温度计 2.搅棒 3.胶塞 4.保温杯 5.CuSO 4溶液 图 4-1 保温杯式简易量热计装置 以锌粉和硫酸铜溶液发生置换反应： 在298.15K 和标准状态下，1mol 锌置换硫酸铜溶液中的铜离子，放出218.7kJ 的热量。 )()()()(22aq Zn s Cu aq Cu s Zn +++=+ 17.218-?-=?m o l kJ H m r θ 由溶液的比热和反应前后溶液的温度变化，可求得上述反应的焓变。计算公式如下： n V c T T H m r 1)(?????-=?ρ （1） 式中：m r H ? —— 反应的焓变(kJ·mol -1 )； T ? —— 反应前后溶液的温度变化(K)； c —— 溶液的热容(J·g -1·K -1)(取4.18)；
焓变反应热习题
训练1焓变反应热 [基础过关] 一、放热反应和吸热反应 1．下列说法不正确的是( ) A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B．对于ΔH>0的反应，反应物的能量小于生成物的能量 C．放热反应都不需要加热就能发生 D．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生 2．下列反应属于吸热反应的是( ) A．炭燃烧生成一氧化碳 B．中和反应 C．锌粒与稀硫酸反应制取H2 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 3．下列变化一定为放热的化学反应的是( ) A．H2O(g)===H2O(l)放出44 kJ热量 B．ΔH>0的化学反应 C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应 D．能量变化如图所示的化学反应 二、反应热、焓变 4．下列说法中正确的是( ) A．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 B．反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0 C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同 D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓 5．在相同条件下，下列两个反应放出的热量分别用ΔH1和ΔH2表示：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2 则( ) A．ΔH2>ΔH1B．ΔH1>ΔH2 C．ΔH1＝ΔH2D．无法确定
6．科学家已获得了极具理论研究意义的N 4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol N —N 键吸收193 kJ 热量，断裂1 mol N≡N 键吸收941 kJ 热量，则 ( ) A ．N 4的熔点比P 4高 B ．1 mol N 4气体转化为N 2时要吸收724 kJ 能量 C ．N 4是N 2的同系物 D ．1 mol N 4气体转化为N 2时要放出724 kJ 能量 三、热化学方程式 7．沼气是一种能源，它的主要成分是CH 4。 mol CH 4完全燃烧生成CO 2和液态水时放出445 kJ 的热量，则下列热化学方程式中正确的是 ( ) A ．2CH 4(g)＋4O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝＋890 kJ·mol －1 B ．CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝＋890 kJ·mol －1 C ．CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890 kJ·mol －1 CH 4(g)＋O 2(g)===1 2 CO 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝－890 kJ·mol －1 8．由氢气和氧气反应生成1 mol 水蒸气放出 kJ 的热量，1 g 水蒸气转化为液态水放出 kJ 的热量，则下列热化学方程式书写正确的是 ( ) A ．H 2(g)＋1 2O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－ kJ·mol －1 B ．H 2(g)＋1 2O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－ kJ·mol －1 C ．H 2(g)＋1 2O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝＋ kJ·mol －1 D ．H 2(g)＋1 2 O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝＋ kJ·mol －1 9．根据热化学方程式：S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH ＝a kJ·mol －1 (a ＝－。分析下列说法，其中不正确的是 ( ) A ．S(s)在O 2(g)中燃烧的反应是放热反应 B ．S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH ＝b kJ·mol －1 ，则a >b C ．1 mol SO 2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O 2(g)所具有的能量之和 D ．16 g 固体硫在空气中充分燃烧，可吸收 kJ 的热量 [能力提升] 10．白磷与氧气可发生如下反应：P 4＋5O 2===P 4O 10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分 别为 P －P ：a kJ·mol －1 、P —O ：b kJ·mol －1 、P===O ：c kJ·mol －1 、O===O ：d kJ·mol －1 。
化学反应焓变的测定2018
化学反应焓变的测定 预习与思考： 1.复习理论书上关于焓变的相关内容；复习移液管的使用方法。 2.思考并回答下列问题： ①实验中为何以 CuSO的物质的量计算摩尔反应焓变？ 4 ②为什么锌粉用台秤称取，而 CuSO溶液用移液管准确量取？ 4 ③为什么保温杯要保持干燥、洁净？
化学反应焓变的测定 一、实验目的 1. 了解测定化学反应焓变的原理和方法。 2. 进一步练习移液管的使用。 3. 了解简易量热器的构造。 二、实验原理 化学反应在恒温恒压下的反应热效应叫做恒压热效应Q p ，而反应体系的焓变ΔH 与Q p 在数值上相等，即p Q ΔH =，因此恒温恒压下化学反应的反应热就用ΔH 表示，对于放热反应ΔH 为“-”，对于放热反应ΔH 为“+”。 在298.15K 时，反应的标准摩尔反应焓变可由标准摩尔生成焓计算得到，即 θθ r m B f m.B ΔH (298.15K)=νΔH (298.15K) ∑。反应焓变也可以实验测定，测量方法很多，本实验采用保温杯和温度计作为简易量热计来测量。假设反应物在量热计(图1)中进行的化学反应是 在绝热条件下进行的，即反应体系(量热计)与环境不发生热量传递，那么反应热就只用于改变反应体系的温度。这样，从反应体系前后的温度变化、有关物质的质量、比热等物理量就可以计算出反应的焓变。 本实验是测定锌和硫酸铜溶液置换反应的焓变： Zn(s)+Cu 2+(aq)=Zn 2+(aq)+Cu(s) （1） ）化（反应前后溶液的温度变—K ΔT ； C —溶液的比热容（kJ·kg -1·K -1）； ）溶液的体积（—3dm V -； ） 溶液的密度（—3dm kg -?ρ； ）量（升溶液中溶质的物质的—mol V n ，以4CuSO 的物 质的量计。由于是稀溶液，用纯水的数据近似代替，则C=4.18kJ·kg -1·K -1, ρ=1.0Kg·dm -3 由于简易量热计并非严格地绝热，在反应液温度升高的同时，量热计的温度也相应升高，而计算时又忽略此项内容，故会造成温度差的误差。由（1）式可知，本实验的关键在于能否测得准确的温度值。为获得较为准确的ΔT ，除仔细 观察反应时的温度变化外, 还要对影响ΔT 的因素进行校正。其方法是：实验过程每隔30秒记录一次温度，然后以温度（T ）对时间（t ）做图，绘制T —t 曲线，如图2所示。将曲线AB 和CD 线段分别延长，再做垂线EF ，与曲线交与G 点，且使CEG 和BFG 所围二块面积相等，此时E 和F 对应的T 值之差即为校正后的温差ΔT 。这样可较客观地反映出由反应热效应引起的真实温度变化值。
高二A化学反应热焓变练习题份
反应热焓变 1.“焓”是指（??） A．物质所具有的能量? B．反应热的变化 C．化学键所具有的能量??? D．物质的一种化学性质 2.下列说法正确的是（） A.焓变是一个物理量，符号为△H，单位为mol·L，可以测量; B.焓变就是反应热，在概念上二者没有区别； C.吸热反应中，吸收热量越多，则焓变越大； D.焓变△H只有大小，没有正负之分。 3.下列说法正确的是() A．不一定所有的化学反应都伴随能量变化。B．反应热都可以直接测量。 C．一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为“－” D．一个化学反应中，生成物总键能大于反应物的总键能时，反应吸热，ΔH为“＋” 4.关于化学反应的说法错误的是() A．如图所示的反应为放热反应 B．化学反应中有物质变化也有能量变化 C．需要加热的化学反应不一定是吸热反应 D．化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量5.下列说法正确的是() A．化学反应中的能量变化，都表现为热量变化B．物理变化过程中，也可能有热量的变化 C．ΔH的大小与反应时的温度、反应物的多少无关 D．放热反应中，任何一种反应物的能量一定大于任何一种生成物的能量 6.下列反应ΔH>0的是() A．炭燃烧生成一氧化碳B．铝热反应 C．锌粒与稀硫酸反应制取H2D．Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl反应 7下列变化中，属于吸热反应的是() ①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓H2SO4稀释④KClO3分解制O2⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥CaCO3高温分解⑦CO2＋C2CO⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合⑨C＋H2O(g)CO＋H2⑩Al与盐酸反应A．①②④⑥⑦⑧⑨B．②④⑥⑦⑧⑨ C．①③④⑤⑥⑧⑩D．①②④⑧⑨ 8.反应C(石墨) C(金刚石)是吸热反应,由此可知 A、石墨比金刚石更稳定 B、1mol金刚石的能量比1mol石墨的能量低 C、1mol金刚石的总键能比1mol石墨的总监能高 D、金刚石和石墨不能相互转化 9.下列说法正确的是（） A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B．个别化学反应与能量变化无关 C．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应D．放热反应在常温下一定能进行 10.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是() A．生成物总能量一定低于反应物总能量 B．酒精可用作燃料，说明酒精燃烧是释放能量的反应 C．干冰气化需要吸收大量的热，这个变化是吸热反应 D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 11.下列变化一定是放热的化学反应是() A．H2O(g)===H2O(l)ΔH＝－44.0kJ·mol－ 1B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g) C．形成化学键时共放出能量 862kJ的化学反应 D．能量变化如图所示的化学反 应 12.对于放热反应2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(l)，下列说法正确的是() A．生成物H2O所具有的总焓高于反应物H2和O2所具有的总焓 B．反应物H2和O2所具有的总焓高于生成物H2O 所具有的总焓 C．反应物H2和O2所具有的总焓等于生成物H2O 所具有的总焓 D．反应物H2和O2比生成物H2O稳定 13.下列对化学反应的认识错误的是() A．有化学键破坏的一定是化学反应B．会产生新的物质 C．可能会引起物质状态的变化D．一定伴随着能量的变化 14.对于一个放热反应，已知产物的总能量为 70KJ，那么反应物的总能量可能是（） A、20KJ B、30KJ C、70KJ D、80KJ 15.下列过程中，需要吸收能量的是（） A、H+H=H2 B、H+Cl=HCl C、I2→I+I D、
化学反应摩尔焓变的测定
目录 实验一化学反应摩尔焓变的测定 (1) 实验二氧化还原反应与电化学 (9) 实验三醋酸解离度和解离常数的测定 (18) 实验四自来水硬度的测定 (23) 实验五聚乙烯醇甲醛反应制备胶水 (27)
实验一化学反应摩尔焓变的测定 一、实验目的 1．了解测定反应的摩尔焓变的原理和方法； 2．学习称量、溶液配制和移取的基本操作； 3．学习实验数据的作图法处理。 二、实验原理 化学反应通常是在恒压条件下进行的，反应的热效应一般指的就是恒压热效应q p 。化学热力学中反应的摩尔焓变 r H m数值上等于q p，因此，通常可用量热的方法测定反应的摩尔焓变。对于一般溶液反应（放热反应）的摩尔焓变，可用简易量热计测定。该量热器采用玻璃保温杯制成，并附有数显温度计（可精确读至 本实验测定C U SO4溶液与锌粉反应的摩尔 焓变： C U2+(aq)+Zn(s)=Cu(s)+Zn2+(aq) 为了使反应完全，使用过量的锌粉。 下，于量热计中发生反应，即反应系统不与量热计外的环境发生热交换，这样， 量热计及其盛装物质的温度就会改变。从反应系统前后温度变化及有关物质的热 容，就可以计算中出该反应系统放出的热量。 但由于量热计并非严格绝热，在实验时间内，量热计不可避免地会与环境发
生少量热交换；采用作图外推的方法（参见实验图1.2）,可适当地消除这一影响。 若不考虑量热计吸收的热量,则反应放出的热量等于系统中溶液吸收的热量: q p=m s c s?T=V sρs c s?T 式中q p——反应中溶液吸收的热量，J； m s——反应后溶液的质量，g； c s——反应后溶液的体积，j·g-1·K-1； V s——反应后溶液的体积，ml； ρs——反应后溶液的密度，g·mL-1。 设反应前溶液中C u SO4的物质的量为nmol，则反应的摩尔焓变以kJ·mol-1计为 ?r H m=－V sρs c s?T/100n (1.1) 设反应前后溶液的体积不变，则 n=c(C u SO4) ·V s/1000 式中c(C u SO4)为反应前溶液中C u SO4的浓度，mol·L-1。 将上式代入式（1.1）中，得： ?r H m=－1000V sρs c s?T/[1000c(C u SO4)V S] =－ρs c s?T／c(C u SO4) (1.2) 若考虑量热计的热容，则反应放出的热量q’p等于系统中溶液吸收的热量q p 与量热计吸收的热量之和： q'p=-(m c c s·?T+C b·?T)=-( V sρs c s+C b)?T (1.3) 式中C b表示热量计的热容，单位为J·K-1，可采用实验内容2的方法测定。 综上所述，考虑量热计热容时，反应的摩尔焓变?r H m的计算公式为：
化学反应的焓变、热化学方程式-鲁科版高中化学选修4讲义练习
第2课时化学反应的焓变、热化学方程式 [知识梳理] 知识点一、化学反应的焓变 1.焓 描述物质所具有能量的物理量，符号是H。 2.反应焓变(ΔH) (1)定义：反应产物总焓与反应物总焓之差。 (2)表达式：ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)。 (3)与反应热的关系：对于在等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则ΔH＝Q p。 如果ΔH＞0，即反应产物的焓大于反应物的焓，为吸热反应；如果ΔH＜0，即反应产物的焓小于反应物的焓，为放热反应。 知识点二、热化学方程式 1.定义 在热化学中，把一个化学反应中物质变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程
式称为热化学方程式。 2.表示意义 例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH(298 K)＝－571.6 kJ·mol－1表示在298 K时，2____mol气态氢气与1____mol 气态氧气反应完成后生成2____mol液态水放出571.6 kJ的热量。 3.书写要求 (1)要在物质的化学式后面用括号标明反应物和生成物的状态。一般用英文小写字母g、l、s分别表示物质的气态、液态和固态。水溶液中溶质则用aq表示。(2)在ΔH后要注明温度，因为在不同温度下进行同一反应，其反应焓变是不同的。如果不标明温度和压强，则表示在298__K、1.013×105Pa条件下的反应热。 (3)ΔH的单位是J·mol－1或kJ·mol－1。 (4)在热化学方程式中，物质化学式前面的系数表示物质的量，可以用整数或简单分数表示。 (5)若热化学方程式中各物质的系数加倍，则ΔH的绝对值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变。 [自我检测] 1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (1)C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝1.90 kJ·moL－1，说明石墨比金刚石能量高() (2)放热反应的焓变大于吸热反应的焓变() (3)相同条件下，等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多() (4)反应焓变ΔH的大小与热化学方程式的系数无关() (5)2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)和4SO2(g)＋2O2(g)===4SO3(g)的ΔH相等() 答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)× 2.已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是() A.H2O(g)===H2(g)＋1 2O2(g)ΔH＝242 kJ·moL －1 B.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(1)ΔH＝－484 kJ·moL－1
化学反应焓变的计算
一、课题：反应焓变的计算二、课型：复习课 三、课程标准与考纲要求： 1、掌握盖斯定律，并会计算反应焓变。 2、培养学生学习化学的兴趣，培养创新精神和实践能力。 四、知识要点扫描： 中华第一考P234四、反应焓变的计算 五、考点解析与典例精讲： 考点一、焓变的计算 例1、化学反应可视为旧键的断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成（或拆开）1mol 化学键时释放（或吸收）出的能量。已知白磷和P4O6 的分子结构如右图所示，现提供以下化学键的键能 （KJ·mol–1）P–P：198 P–O：360 O–O：498 则 反应P4（白磷）+ 3O2→P4O6的反应热△H为（） A．+1638KJ·mol–1 B．–1638KJ·mol–1 C．+126KJ·mol–1 D．–126KJ·mol–1 解析： 考点二、盖斯定律 例2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式： Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8kJ／mol 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2kJ／mol Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5kJ／mol 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：___________________ 解析： 考点三、综合应用 例4、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。 （1）反应的热化学方程式为。（2）又已知H2O(l) = H2O(g) ΔH= +44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。 （3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是。 解析：
附录Ⅵ 物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉
附录Ⅵ 物质的标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数、标准摩尔熵和摩尔热容(100kPa)> (1)单质和无机物 物质Δf H m (298.15 K) Δf G m (298.15 K) S m (298.1 5K) C p,m (298.15K ) kJ·mol-1kJ·mol-1J·K-1mol-1J·K-1·mol-1 Ag(s)0042.71225.48 Ag2CO3(s)-506.14-437.09167.36 Ag2O(s)-30.56-10.82121.7165.57 Al(s)0028.31524.35 Al(g)313.80273.2164.553 Al2O3-α-1669.8-2213.160.98679.0 Al2(SO4)3(s)-3434.98-3728.53239.3259.4 Br2(g)111.88482.396175.021 Br2(g)30.71 3.109245.45535.99 Br2(l)00152.335.6 C(g)718.384672.942158.101 C(金刚石) 1.896 2.866 2.439 6.07 C(石墨)00 5.6948.66 CO(g)-110.525-137.285198.01629.142 CO2(g)-393.511-394.38213.7637.120 Ca(s)0041.6326.27 CaC2(s)-62.8-67.870.262.34 CaCO3(方解 石) -1206.87-1128.7092.881.83 CaCl2(s)-795.0-750.2113.872.63 CaO(s)-635.6-604.239.748.53 Ca(OH)2(s)-986.5-896.8976.184.5 CaSO4(硬石 膏) -1432.68-1320.24106.797.65 Cl-(aq)-167.456-131.16855.10 Cl2(g)00222.94833.9 Cu(s)0033.3224.47 CuO(s)-155.2-127.143.5144.4 Cu2O-α-166.69-146.33100.869.8 F2(g)00203.531.46 Fe-α0027.1525.23
化学反应摩尔焓变的测定
实二化学反应摩尔焓变的测定 实验目的: 1. 了解化学反应焓变或反应热效应的测定原理和方法； 2. 学习用作图外推法处理实验数据； 3. 练习准确浓度溶液配制的基本操作。 实验原理: 化学反应通常是在恒压条件下进行的，反应的热效应一般是指等压热效应，用Q p表示；化学热力学中反应的焓变?H在数值上等于Q p，因此，通常可用量热的方法测定反应的焓变。对于吸热反应，?H＞0；放热反应，?H＜0。 反应焓变或反应热效应的测定原理是：设法使反应物在绝热条件下（反应系统不与量热计外的环境发生热量交换），仅在量热计中发生反应，使量热计及其内物质的温度发生改变。从反应系统前后的温度变化及有关物质的质量和比热，就可以计算出反应热。然而本实验中溶液反应的焓变是采用下图（A-1）所示的简易量热计测定。由于它并非严格绝热，在实验时间内，量热计不可避免地会与环境发生少量热交换；采用作图外推法作出的温度?T 可适当地消除这一影响。 图A-1 保温杯式量热计
本实验测定CuSO 4溶液与Zn 粉反应的焓变： Cu 2+(aq ) + Zn(s ) = Cu(s ) + Zn 2+(aq ) 由于反应速率较快，并且能进行得相当完全。若使用过量Zn 粉，CuSO 4溶液中Cu 2+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。 简易量热计中，反应后溶液所吸收的热量为： Q p =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CuSO 4的物质的量为nmol ，则反应的焓变为： 111000 1--??????-=????-=?mol kJ n T c V mol J n T c m H ρ (1) 设反应前后溶液的体积不变，则 mol V c n CuSO 10004? = 式中，C CuSO4——反应前溶液中CuSO 4的浓度(mol ?.L -1) 将上式代入式（1）中，可得 114 4100011000 --????-=???????-=?mol kJ c T c mol kJ V c T c V H CuSO CuSO ρρ (2) Zn 与CuSO 4溶液反应的标准摩尔熔变理论值： ?r H m θ(298.15)= {?f H m θ(Cu,s ) + ?f H m θ(Zn 2+,aq )}－{(?f H m θ(Cu 2+,aq ) + ?f H m θ (Zn,s )) = [0+(-152.42)] kJ ?mol -1 –[64.81+0] kJ ?mol -1 ＝-217.23kJ ?mol -1 仪器和药品: 1． 仪器 台式天平、分析天平、烧杯（100ml ）、试管、试管架、滴管、移液管(50ml)、容量瓶(250ml)、洗瓶、玻璃棒、滤纸碎片、精密温度计（0～50℃，具有0.1℃分度）、放大镜、秒表、量热计（注意：利用保温杯作量热计时，杯口橡皮塞的大小要配制适合，并于塞中开一个插温度
反应焓变的计算
选修《化学反应原理》第1章第一章第一节化学反应的热效应第3课时 实施人：枣庄二中姜丽红 1.日期:2014年9月4日 2.课题:反应焓变的计算 3.课型:新授课 4.教学手段:多媒体辅助教学、常规 5.教学模式:先复习后上课，先预习后讲解，先探究后实验，先思考后合作，先检测后讲解，先复习后作业 一教材分析： 这节是在对上节课讲的热化学方程式及焓、焓变的基础上进一步深化，重点介绍盖斯定律求化学反应的反应热，在本节学完之后对化学反应中实验难测定的反应热的求算有了更充分的认识，打下了化学热力学的初步基础，为以后的进一步深入研究提供了知识支持。 二设计思路: 先介绍有些反应焓变很难直接由实验测得,进而引入盖斯定律，通过习题练习总结规律,最后应做一定量的巩固训练，加深对盖斯定律的理解。 三.教学目标: 知识与技能： 1、通过盖斯定律求算反应焓变，了解反应焓变与变化途径无关，仅仅与状态有关。 2、通过键能的变化求算反应焓变，了解物质的结构与其能量变化的关系。 过程与方法：通过盖斯定律求算反应焓变的过程，体会数学、物理在学习化学中的重要性，注意理科之间的相互渗透和影响。 情感态度与价值观：体会思考带给人的愉快情感体验。 教学重、难点： 利用盖斯定律求反应焓变 教学难点： 反应焓变的计算 四教学设计： 环节教师活动学生活动设计 意图 复习回顾1、什么是热化学方程式？书写热化学方程式要注意哪些要点？ 2、写出下列反应的热化学方程式 （1）3mol NO2(g)与1mol H2O(l)反应，生成HNO3(aq)和NO(g)， 放出138kJ热量。 。 找同学板书复习 回顾 上节 课的 内容, 检查