陳瑞芝+申曉莉

摘要：用簡易量熱計測量稀溶液和固體的反應焓變。測量反應物混合前后溫度隨時間的變化，把兩部分溫度分布外推到固體與溶液混合時刻，圖解得到反應產(chǎn)生的最高溫差。外推法可以補償反應過程產(chǎn)生的系統(tǒng)與環(huán)境的熱交換。利用外推法測量和計算了硫酸銅與鋅粉的反應焓變；利用蓋斯定律間接測得了碳酸氫鈉加熱分解的反應焓變。用冷熱水混合法測量了量熱計的比熱容，對反應實際產(chǎn)生的熱量進一步校準。經(jīng)校準后的反應焓變接近標準反應焓變。外推法可以推廣到其他稀溶液和固體之間的反應。

關鍵詞：簡易量熱計；反應焓變；外推法；量熱計的比熱容

文章編號：1005–6629（2014）4–0048–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

以鋅粉與硫酸銅溶液的反應為例來闡述稀溶液與固體反應的實驗和數(shù)據(jù)處理的方法[10，11]。

1.1 試劑和儀器

鋅粉（化學純）；0.25 mol·L-1 CuSO4溶液（精確配制后放置與室溫達到熱平衡）；量熱計（內(nèi)層150 mL塑料保溫杯，用隔熱材料固定在一個大燒杯里。在泡沫塑料蓋子上有兩個小孔，上面用橡皮套固定一只溫度計和環(huán)形攪拌棒。以下所有實驗使用同一個量熱計）；電子天平（精確到0.1 g）；25 mL或50 mL移液管（學生實驗可以改用50 mL量筒）；普通溫度計；秒表。

1.2 實驗步驟

（1）用干燥的小燒杯稱量3 g鋅粉。

（2）準確量取50.0 mL CuSO4溶液，加入量熱計，測量溶液的初始溫度。

（3）啟動秒表，攪拌溶液，在0.5，1，1.5，2分鐘時測量并記錄溶液的溫度。

（4）在2.5分鐘時把鋅粉迅速倒入溶液，蓋好蓋子均勻并劇烈攪拌，直到實驗完成。

（5）從第3分鐘開始，每間隔半分鐘記錄一次溫度；第6分鐘開始，每分鐘記錄一次溫度，記錄數(shù)據(jù)見表1。

（1）用移液管量取50.0 mL鹽酸到量熱計中。

（2）用干燥的小燒杯稱量約10 g碳酸氫鈉固體。

（3）測量酸溶液的初始溫度。啟動秒表，在1，1.5，2，2.5分鐘時測量并記錄溶液的溫度。

（4）在第3分鐘將碳酸氫鈉固體分三次加入溶液并迅速攪拌，直到實驗完成。注意不可因太快加入固體使反應混合物溢出量熱計，也不可因太慢加入導致熱量損失。

（5）從第4分鐘開始，繼續(xù)攪拌并測量混合物的溫度。每半分鐘記錄一次溫度，第6分鐘開始每分鐘記錄一次溫度。記錄數(shù)據(jù)見表2。

3 測量量熱計的比熱容

反應釋放的熱量，除了傳遞給溶液，還少量傳遞給量熱計。為了提高實驗準確度，我們測量量熱計的熱容并計算出量熱計消耗的熱量，用于校準上述兩個反應的焓變。

3.1 方法和步驟

當熱水和冷水在量熱計中混合時，根據(jù)能量守恒定律，熱水釋放的熱量等于冷水吸收的熱量加上量熱計吸收的熱量。在測量熱容時冷熱水的總體積等于前面反應焓變實驗中溶液的體積。具體操作如下：

（1）用移液管量取25.0 mL蒸餾水到量熱計。

（2）用移液管量取25.0 mL蒸餾水到小燒杯。加熱燒杯里的水直到水溫升高至65～70℃。用普通溫度計測水溫。

（3）攪拌量熱計中的冷水，用精密溫度計測量和記錄冷水的溫度，并將該溫度記為初始溫度。

（4）啟動秒表，每分鐘記錄一次溫度，記錄3分鐘。

（5）停止加熱，攪拌熱水。在第4分鐘時測量并記錄熱水的溫度，T1= 67.0℃ 。

（6）迅速將熱水倒入量熱計的冷水中，攪拌但不記錄此刻的溫度。

（7）在第4.5分鐘時記錄水溫，此后不斷攪拌，每半分鐘記錄一次溫度直到記錄到9分鐘。溫度數(shù)據(jù)見表4。

參考文獻：

[1]宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學反應原理[M].北京：人民教育出版社，2007：4～5.

[2][6]李聚源，謝娟，孟梅.“化學反應摩爾焓變的測定”實驗的改進[J].化學世界，2003，（8）：444～446.

[3][7][英] R. Norris， L. Ryan and D. Acaster， Cambridge International AS and A Level Chemistry Coursebook， Cambridge University Press， 2011：98～99.

[4][8][10] http：//www.savitapall.com/thermochemistry/labs/enthalpy_of_zinc_and_copper.pdf .

[5][9][11] http：//www.creative-chemistry.org.uk/alevel/module2/ documents/N-ch2-11.pdf .

[12][13][14][15][美] J. A.迪安主編.魏俊發(fā)等譯.蘭氏化學手冊（第二版）[M].北京：科學出版社，2003：102～106，144.

摘要：用簡易量熱計測量稀溶液和固體的反應焓變。測量反應物混合前后溫度隨時間的變化，把兩部分溫度分布外推到固體與溶液混合時刻，圖解得到反應產(chǎn)生的最高溫差。外推法可以補償反應過程產(chǎn)生的系統(tǒng)與環(huán)境的熱交換。利用外推法測量和計算了硫酸銅與鋅粉的反應焓變；利用蓋斯定律間接測得了碳酸氫鈉加熱分解的反應焓變。用冷熱水混合法測量了量熱計的比熱容，對反應實際產(chǎn)生的熱量進一步校準。經(jīng)校準后的反應焓變接近標準反應焓變。外推法可以推廣到其他稀溶液和固體之間的反應。

關鍵詞：簡易量熱計；反應焓變；外推法；量熱計的比熱容

文章編號：1005–6629（2014）4–0048–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

以鋅粉與硫酸銅溶液的反應為例來闡述稀溶液與固體反應的實驗和數(shù)據(jù)處理的方法[10，11]。

1.1 試劑和儀器

鋅粉（化學純）；0.25 mol·L-1 CuSO4溶液（精確配制后放置與室溫達到熱平衡）；量熱計（內(nèi)層150 mL塑料保溫杯，用隔熱材料固定在一個大燒杯里。在泡沫塑料蓋子上有兩個小孔，上面用橡皮套固定一只溫度計和環(huán)形攪拌棒。以下所有實驗使用同一個量熱計）；電子天平（精確到0.1 g）；25 mL或50 mL移液管（學生實驗可以改用50 mL量筒）；普通溫度計；秒表。

1.2 實驗步驟

（1）用干燥的小燒杯稱量3 g鋅粉。

（2）準確量取50.0 mL CuSO4溶液，加入量熱計，測量溶液的初始溫度。

（3）啟動秒表，攪拌溶液，在0.5，1，1.5，2分鐘時測量并記錄溶液的溫度。

（4）在2.5分鐘時把鋅粉迅速倒入溶液，蓋好蓋子均勻并劇烈攪拌，直到實驗完成。

（5）從第3分鐘開始，每間隔半分鐘記錄一次溫度；第6分鐘開始，每分鐘記錄一次溫度，記錄數(shù)據(jù)見表1。

（1）用移液管量取50.0 mL鹽酸到量熱計中。

（2）用干燥的小燒杯稱量約10 g碳酸氫鈉固體。

（3）測量酸溶液的初始溫度。啟動秒表，在1，1.5，2，2.5分鐘時測量并記錄溶液的溫度。

（4）在第3分鐘將碳酸氫鈉固體分三次加入溶液并迅速攪拌，直到實驗完成。注意不可因太快加入固體使反應混合物溢出量熱計，也不可因太慢加入導致熱量損失。

（5）從第4分鐘開始，繼續(xù)攪拌并測量混合物的溫度。每半分鐘記錄一次溫度，第6分鐘開始每分鐘記錄一次溫度。記錄數(shù)據(jù)見表2。

3 測量量熱計的比熱容

反應釋放的熱量，除了傳遞給溶液，還少量傳遞給量熱計。為了提高實驗準確度，我們測量量熱計的熱容并計算出量熱計消耗的熱量，用于校準上述兩個反應的焓變。

3.1 方法和步驟

當熱水和冷水在量熱計中混合時，根據(jù)能量守恒定律，熱水釋放的熱量等于冷水吸收的熱量加上量熱計吸收的熱量。在測量熱容時冷熱水的總體積等于前面反應焓變實驗中溶液的體積。具體操作如下：

（1）用移液管量取25.0 mL蒸餾水到量熱計。

（2）用移液管量取25.0 mL蒸餾水到小燒杯。加熱燒杯里的水直到水溫升高至65～70℃。用普通溫度計測水溫。

（3）攪拌量熱計中的冷水，用精密溫度計測量和記錄冷水的溫度，并將該溫度記為初始溫度。

（4）啟動秒表，每分鐘記錄一次溫度，記錄3分鐘。

（5）停止加熱，攪拌熱水。在第4分鐘時測量并記錄熱水的溫度，T1= 67.0℃ 。

（6）迅速將熱水倒入量熱計的冷水中，攪拌但不記錄此刻的溫度。

（7）在第4.5分鐘時記錄水溫，此后不斷攪拌，每半分鐘記錄一次溫度直到記錄到9分鐘。溫度數(shù)據(jù)見表4。

參考文獻：

[1]宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學反應原理[M].北京：人民教育出版社，2007：4～5.

[2][6]李聚源，謝娟，孟梅.“化學反應摩爾焓變的測定”實驗的改進[J].化學世界，2003，（8）：444～446.

[3][7][英] R. Norris， L. Ryan and D. Acaster， Cambridge International AS and A Level Chemistry Coursebook， Cambridge University Press， 2011：98～99.

[4][8][10] http：//www.savitapall.com/thermochemistry/labs/enthalpy_of_zinc_and_copper.pdf .

[5][9][11] http：//www.creative-chemistry.org.uk/alevel/module2/ documents/N-ch2-11.pdf .

[12][13][14][15][美] J. A.迪安主編.魏俊發(fā)等譯.蘭氏化學手冊（第二版）[M].北京：科學出版社，2003：102～106，144.

摘要：用簡易量熱計測量稀溶液和固體的反應焓變。測量反應物混合前后溫度隨時間的變化，把兩部分溫度分布外推到固體與溶液混合時刻，圖解得到反應產(chǎn)生的最高溫差。外推法可以補償反應過程產(chǎn)生的系統(tǒng)與環(huán)境的熱交換。利用外推法測量和計算了硫酸銅與鋅粉的反應焓變；利用蓋斯定律間接測得了碳酸氫鈉加熱分解的反應焓變。用冷熱水混合法測量了量熱計的比熱容，對反應實際產(chǎn)生的熱量進一步校準。經(jīng)校準后的反應焓變接近標準反應焓變。外推法可以推廣到其他稀溶液和固體之間的反應。

關鍵詞：簡易量熱計；反應焓變；外推法；量熱計的比熱容

文章編號：1005–6629（2014）4–0048–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

以鋅粉與硫酸銅溶液的反應為例來闡述稀溶液與固體反應的實驗和數(shù)據(jù)處理的方法[10，11]。

1.1 試劑和儀器

鋅粉（化學純）；0.25 mol·L-1 CuSO4溶液（精確配制后放置與室溫達到熱平衡）；量熱計（內(nèi)層150 mL塑料保溫杯，用隔熱材料固定在一個大燒杯里。在泡沫塑料蓋子上有兩個小孔，上面用橡皮套固定一只溫度計和環(huán)形攪拌棒。以下所有實驗使用同一個量熱計）；電子天平（精確到0.1 g）；25 mL或50 mL移液管（學生實驗可以改用50 mL量筒）；普通溫度計；秒表。

1.2 實驗步驟

（1）用干燥的小燒杯稱量3 g鋅粉。

（2）準確量取50.0 mL CuSO4溶液，加入量熱計，測量溶液的初始溫度。

（3）啟動秒表，攪拌溶液，在0.5，1，1.5，2分鐘時測量并記錄溶液的溫度。

（4）在2.5分鐘時把鋅粉迅速倒入溶液，蓋好蓋子均勻并劇烈攪拌，直到實驗完成。

（5）從第3分鐘開始，每間隔半分鐘記錄一次溫度；第6分鐘開始，每分鐘記錄一次溫度，記錄數(shù)據(jù)見表1。

（1）用移液管量取50.0 mL鹽酸到量熱計中。

（2）用干燥的小燒杯稱量約10 g碳酸氫鈉固體。

（3）測量酸溶液的初始溫度。啟動秒表，在1，1.5，2，2.5分鐘時測量并記錄溶液的溫度。

（4）在第3分鐘將碳酸氫鈉固體分三次加入溶液并迅速攪拌，直到實驗完成。注意不可因太快加入固體使反應混合物溢出量熱計，也不可因太慢加入導致熱量損失。

（5）從第4分鐘開始，繼續(xù)攪拌并測量混合物的溫度。每半分鐘記錄一次溫度，第6分鐘開始每分鐘記錄一次溫度。記錄數(shù)據(jù)見表2。

3 測量量熱計的比熱容

反應釋放的熱量，除了傳遞給溶液，還少量傳遞給量熱計。為了提高實驗準確度，我們測量量熱計的熱容并計算出量熱計消耗的熱量，用于校準上述兩個反應的焓變。

3.1 方法和步驟

當熱水和冷水在量熱計中混合時，根據(jù)能量守恒定律，熱水釋放的熱量等于冷水吸收的熱量加上量熱計吸收的熱量。在測量熱容時冷熱水的總體積等于前面反應焓變實驗中溶液的體積。具體操作如下：

（1）用移液管量取25.0 mL蒸餾水到量熱計。

（2）用移液管量取25.0 mL蒸餾水到小燒杯。加熱燒杯里的水直到水溫升高至65～70℃。用普通溫度計測水溫。

（3）攪拌量熱計中的冷水，用精密溫度計測量和記錄冷水的溫度，并將該溫度記為初始溫度。

（4）啟動秒表，每分鐘記錄一次溫度，記錄3分鐘。

（5）停止加熱，攪拌熱水。在第4分鐘時測量并記錄熱水的溫度，T1= 67.0℃ 。

（6）迅速將熱水倒入量熱計的冷水中，攪拌但不記錄此刻的溫度。

（7）在第4.5分鐘時記錄水溫，此后不斷攪拌，每半分鐘記錄一次溫度直到記錄到9分鐘。溫度數(shù)據(jù)見表4。

參考文獻：

[1]宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學反應原理[M].北京：人民教育出版社，2007：4～5.

[2][6]李聚源，謝娟，孟梅.“化學反應摩爾焓變的測定”實驗的改進[J].化學世界，2003，（8）：444～446.

[3][7][英] R. Norris， L. Ryan and D. Acaster， Cambridge International AS and A Level Chemistry Coursebook， Cambridge University Press， 2011：98～99.

[4][8][10] http：//www.savitapall.com/thermochemistry/labs/enthalpy_of_zinc_and_copper.pdf .

[5][9][11] http：//www.creative-chemistry.org.uk/alevel/module2/ documents/N-ch2-11.pdf .

[12][13][14][15][美] J. A.迪安主編.魏俊發(fā)等譯.蘭氏化學手冊（第二版）[M].北京：科學出版社，2003：102～106，144.