这个热化学方程式是表示：在标准状态、298.15R时，发生了一个单位的反应，即1mol 的Zn与1mol的CuSO,发生置换反应生成lmol的ZnSO,和1mdl的Cu,所以其单位为 。此时的化学反应的培变 △rHm(298.15)称为298.15K 时的标准摩尔 在实验中，若已知溶液的比热容、溶液的密度、浓度，实验中所取溶液的体积和反应过 程中（反应前和反应后）溶液温度的变化，便可求得上述化学反应的摩尔焓变。 三、仪器与试剂 天平1合。热哭 1台，精密温度计(5~+50°C,110C刻度)1支，移液管(50cm) 洗耳球1只，移液管架1只。 武剂：Zn粉（分析纯级武剂），CuS0(0.2000mol·dm) 性1 其它：称量纸。 〔注1】CuSO.0.2000mol·dm)溶液的配制与标定： ①取比所需量稍多的分析纯级CSO, F一干净的研体中研细后，倒入称量瓶或 蒸发皿中， ℃的温度下烘1一2h 取出，冷至室 温，放入干燥器中备用。 ②在电光天平上准确称取研细，烘干的CuS0,·5H,0晶体49.936g于一只250cm'的烧杯 中，加入约150cm的去离子水，用玻棒搅动使其完全溶解，再将该溶液倾入1000cm'容量 瓶中，用去离子水将玻棒及烧杯漂洗2~3次，洗涤浓全部注入容量瓶中，最后用去离子水稀 到刻度，摇匀 ③取该CuS0,溶液25.00cm于250cm维形瓶中，将pH调到5.0，加入NH·0-NHC 缓冲溶液10cm,加入PAR指示剂2)810滴，次甲基兰指示剂4~5滴，摇匀，立即用 EDTA标准溶液滴定到溶液由紫红色转为黄绿色时为止。 (注2)PR指示剂，其化学名称为4-(2-此啶偶氮)间苯二酚，其结构式为： 四、实验内容 (1)本实验所用的量热器是用市售的家用小保温瓶加以改制而成的 用前先用自米水、蒸篇水依次冲洗干净后，到置保温瓶，将瓶内水倒净。 (2)用台天平称取Zn粉3.5g。 (3)用50cm3移液管准确移取20000cm3CuSO4(0.2000mol·dm溶液，注入已经洗净的量 热器中，盖紧盖子，并在盖中央插入一支110℃刻度的精密温度计。 4)双手扶正、 捉稳量热器的外壳 不断地摇动，每隔0 5min记录一次温度数值，直至量热 器内CSO,溶液与量热器温度达到平衡而温度计指示的数值保持恒定不变时为止。（一般约 3~5min) (5)启开量热器的盖子，迅速向CuSO4溶液中加入预先称量好的Z粉3.5g立即盖紧量热器 盖，剧烈平稳地摇动量热器，同时每隔0.5min记录一次温度计的指示数值，这样记录到温 度上升至最高位置，仍连续进行测定记录，直到温度下降或不变后，再测定记录3m,测 定方可终止。 五、实验数据的记录与处理 ()反应时间与温度的变化（每0.5min记录一次）： 硫酸铜溶液的浓度(mol·dm,密度(g·cm3),实验时室温（℃） (2以反应 ——外推 法求出反应前后温度的变化△T值。 反应时间温度变化的关系 (3)从图中找出反应前后温度变化△T值，再根据公式△rHm{(273.15+t)K}=△Te·pV·
这个热化学方程式是表示：在标准状态、298．15K 时，发生了一个单位的反应，即 1mol 的 Zn 与 1mol 的 CuSO4 发生置换反应生成 1mol 的 ZnSO4 和 1mol 的 Cu，所以其单位为 KJ·mol-1 。此时的化学反应的焓变 ΔrHm(298．15K )称为 298．15K 时的标准摩尔 焓变。 在实验中，若已知溶液的比热容、溶液的密度、浓度，实验中所取溶液的体积和反应过 程中(反应前和反应后)溶液温度的变化，便可求得上述化学反应的摩尔焓变。 三、仪器与试剂 仪器：天平 1 台，量热器 1 台，精密温度计(-5～+50oC，1/10oC 刻度)1 支，移液管(50cm3 )1 支，洗耳球 1 只，移液管架 1 只。 试剂：Zn 粉(分析纯级试剂)，CuSO4(0.2000mol·dm-3 ) 〔注 1〕 其它：称量纸。 〔注 1〕 CuSO4(0．2000mol·dm-3 )溶液的配制与标定； ①取比所需量稍多的分析纯级 CuSO4·5H2O 晶体于一干净的研钵中研细后，倒入称量瓶或 蒸发皿中，再放入电热恒温干燥箱中，在低于 60 ℃ 的温度下烘 1～2h，取出，冷至室 温，放入干燥器中备用。 ②在电光天平上准确称取研细，烘干的 CuSO4·5H2O 晶体 49．936g 于一只 250cm3 的烧杯 中，加入约 150cm3 的去离子水，用玻棒搅动使其完全溶解，再将该溶液倾入 1000cm3 容量 瓶中，用去离子水将玻棒及烧杯漂洗 2~3 次，洗涤浓全部注入容量瓶中，最后用去离子水稀 释到刻度，摇匀。 ③取该 CuSO4 溶液 25．00cm3 于 250cm3 锥形瓶中，将 pH 调到 5．0，加入 NH3·H2O-NH4Cl 缓冲溶液 10cm3，加入 PAR 指示剂〔注 2〕 8~10 滴，次甲基兰指示剂 4～5 滴，摇匀，立即用 EDTA 标准溶液滴定到溶液由紫红色转为黄绿色时为止。 〔注 2〕 PAR 指示剂，其化学名称为 4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚，其结构式为： 四、实验内容 (1)本实验所用的量热器是用市售的家用小保温瓶加以改制而成的。 用前先用自来水、蒸馏水依次冲洗干净后，倒置保温瓶，将瓶内水倒净。 (2)用台天平称取 Zn 粉 3．5g。 (3)用 50cm3 移液管准确移取 200.00cm3CuSO4(0．2000mol·dm-3 )溶液，注入已经洗净的量 热器中，盖紧盖子，并在盖中央插入一支 1/10℃刻度的精密温度计。 (4)双手扶正、握稳量热器的外壳，不断地摇动，每隔 0.5min 记录一次温度数值，直至量热 器内 CuSO4 溶液与量热器温度达到平衡而温度计指示的数值保持恒定不变时为止。(一般约 3～5min) (5)启开量热器的盖子，迅速向 CuSO4 溶液中加入预先称量好的 Zn 粉 3．5g 立即盖紧量热器 盖，剧烈平稳地摇动量热器，同时每隔 0.5min 记录一次温度计的指示数值，这样记录到温 度上升至最高位置，仍连续进行测定记录，直到温度下降或不变后，再测定记录 3min，测 定方可终止。 五、实验数据的记录与处理 (1)反应时间与温度的变化(每 0．5min 记录一次)： 硫酸铜溶液的浓度( mol·dm-3 )，密度( g·cm-3 )，实验时室温(℃)。 反应进行的时间 t/min 温度计指示值 t/ ℃ 温度 T/(273.15+t)K (2)以反应时间 t(min)为横轴，温度 T 为纵轴，用坐标纸作图并按该图所示的方法——外推 法求出反应前后温度的变化ΔT 值。 反应时间温度变化的关系 (3)从图中找出反应前后温度变化ΔT 值，再根据公式ΔrHm{(273.15+t)K}=-ΔT·c·ρ·V·
(KJ·mo)计算出该化学反应的摩尔焓变值。 这里 4溶液的比热容c=4.18J·g·K,CuS0溶液的密度p=g·cm3(具体值 由指导教师告知 量热器的热容忽略不计 (4)实验误差的计算及误差产生原因的分析。 六、思考题 (1)为什么本实验所用的CuS0,溶液的浓度和体积必须准确，而实验中所用的Z粉则用台天 平称量) (2)在计算化学反应烙变时，温度变化△T的数值，为什么不采用反应前 CuS0:溶液与Z☑ 粉混合前)的平衡温度值与反应后(CuSO:溶液与Z粉混合)的最高温度值之差，而必须采用 tT曲线上由外推法得到的△T值？ (3)本实验中对所用的量热器，温度计有什么要求？是否允许有残留的洗液或水在反应器内？ 为什么？ 实验四化学反应速率与活化能 一、实验目的 ()了解浓度、温度对化学反应速率的影响。 (2)学会用实验数据作图的方法并计算反应的活化能 一、实验原理 1.浓度对化学反应速率的影 化学反应速率与各反应物浓度（以方程式中该物质的系数为指数）的乘积成正比，这一规 律叫做质量作用定律。它仅适用于一步完成的反应 一基元反应。实际上很多反应是分成几 个连续的过程来进行的。这时，质量作用定律虽然适用于其中每一个过程，但不适用于总的 反应。例如，KIO,和NSO,在酸性介质中总的反应为 2KIO,+5Na.SO. -H.SO,-K.SO.+5Na.SO.+l+HO 而实际反应可能按下列连续过程进行在酸性介质中NSO,以HSO,表示)： (1)HIO,+H:SO,=HIO:+H.SO. (2)HIO+2H-SO=HI+2H2SO (3)5HⅡ+HI0=3L+3HO (4)2+HS0+l0=HS0+2 反应(4此(3)快，(3)比(2)快，(2)比1)快 因此，只要溶液中有亚硫酸存在，碘就很快与亚硫酸反应而不可能存在。只有亚硫酸全 部作用完以后，反应(3)所生成的碘才可能存在，并与溶液中的淀粉作用而呈蓝色。于是， 可用溶液中蓝色的出现作为HSO5其反应完的标志。出现蓝色所需时间越长，表示反应速 率找小 2. 温度对化学反应速率的影响 温度对化学反应速率的影响十分显著，大多数化学反应的速率都随温度升高而迅速增 大。 阿仑尼乌斯根据大量实验数据，总结出反应速率常数与温度的关系用下列式子表示： K=Ae 或K=Aexp(-Ea/R的出L,mo,R为摩尔气体分 式中K是为反应的速率常数 (R=8.315J·K·mo),T为热力学温度，A为指前因子（对同一反应，A为定值），e为自 然对数的底。对给定反应，在一般温度范围内，可视E和A各为一定值。 从阿仑尼乌斯公式可以看出，温度与速率常数间属于指数函数的关系，所以温度的影 响是很大的
(KJ·mol-1 ) 计算出该化学反应的摩尔焓变值。 这里： CuSO4 溶液的比热容 c=4.18J·g -1·K -1，CuSO4 溶液的密度ρ= g·cm-3 (具体值 由指导教师告知)，量热器的热容忽略不计。 (4)实验误差的计算及误差产生原因的分析。 六、思考题 (1)为什么本实验所用的 CuSO4 溶液的浓度和体积必须准确，而实验中所用的 Zn 粉则用台天 平称量? (2)在计算化学反应焓变时，温度变化ΔT 的数值，为什么不采用反应前( CuSO4 溶液与 Zn 粉混合前)的平衡温度值与反应后(CuSO4 溶液与 Zn 粉混合)的最高温度值之差，而必须采用 t-T 曲线上由外推法得到的ΔT 值? (3)本实验中对所用的量热器，温度计有什么要求?是否允许有残留的洗液或水在反应器内? 为什么? 实验四 化学反应速率与活化能 一、实验目的 (1)了解浓度、温度对化学反应速率的影响。 (2)学会用实验数据作图的方法并计算反应的活化能。 二、实验原理 1．浓度对化学反应速率的影响 化学反应速率与各反应物浓度(以方程式中该物质的系数为指数)的乘积成正比，这一规 律叫做质量作用定律。它仅适用于一步完成的反应——基元反应。实际上很多反应是分成几 个连续的过程来进行的。这时，质量作用定律虽然适用于其中每—个过程，但不适用于总的 反应。例如，KIO3 和 Na2SO3 在酸性介质中总的反应为 2KIO3+5Na2SO3+H2SO4=K2SO4+5Na2SO4+I2+H2O 而实际反应可能按下列连续过程进行(在酸性介质中 Na2SO3 以 H2SO3 表示)： (1) HIO3+H2SO3＝HIO2+H2SO4 (2) HIO2+2H2SO3=HI+2H2SO4 (3) 5HI+HIO3=3I2+3H2O (4) I2+H2SO3+H2O=H2SO4+2HI 反应(4)比(3)快，(3)比(2)快，(2)比(1)快。 因此，只要溶液中有亚硫酸存在，碘就很快与亚硫酸反应而不可能存在。只有亚硫酸全 部作用完以后，反应(3)所生成的碘才可能存在，并与溶液中的淀粉作用而呈蓝色。于是， 可用溶液中蓝色的出现作为 H2SO3 其反应完的标志。出现蓝色所需时间越长，表示反应速 率越小。 2．温度对化学反应速率的影响 温度对化学反应速率的影响十分显著，大多数化学反应的速率都随温度升高而迅速增 大。 阿仑尼乌斯根据大量实验数据，总结出反应速率常数与温度的关系用下列式子表示： K=Ae -Ea/RT 或 K=Aexp(-Ea/RT) 式中 K 是为反应的速率常数，Ea 为反应的活化能，其单位为 J·mol-1，R 为摩尔气体常数 (R=8．315J·K -1·mol-1 )，T 为热力学温度，A 为指前因子(对同一反应，A 为定值)，e 为自 然对数的底。对给定反应，在一般温度范围内，可视 Ea 和 A 各为一定值。 从阿仑尼乌斯公式可以看出，温度与速率常数间属于指数函数的关系，所以温度的影 响是很大的
3.反应活化能的测定 活化能是化学反应动力学的一个重要参数。从阿仑尼乌撕公式可以看出，在相同温度下 活化能Ea越小 其速率常数K值就越大，反应速率也就越大：反之，活化能Ea值越大，K 值就越小，反应速率也越小 为了计算和作图的方便，常采用阿仑尼乌斯公式的对数形式： 对于同一给定反应，活化能Ea和指前因子A是一定的，但因温度不同，K值各异。将T 1温度下的K1和T温度下的K分别代入上式，所得二式相减，则得对于同一反应，如 应物浓度相同， 则反应速率与速率常数成正 ,而反应速率与完成此反应月 需的时间 反 所以速率常数与完成反应所需的时间成反比， 式中T1、T:表示反应时的热力学温度，、飞分别为温度T、T2完成反应所需要的时间。 三、仪器与试剂 仪器：刻度移液管(20、10cm各1只，量筒(50、10cm)各1只，烧杯(100cm4只，玻璃棒 温度计(273-373K1支，刻度移液管5cm2支，锥形瓶(50cm1只，大试管(20cm1只，恒 温池（或800cm'的大烧杯代替）， 秒表或有秒针的大挂钟。试剂： H.SO.( Imol ·dn NaS.O0.lmol·dm,KIO.(0.01mol·dm,NaSO[ldm溶液中含1gNa-SO(或 2 gNa so3·7HO)5g可溶淀粉及4cm浓硫酸]需新配制. 其它：白纸片若干。 四、实验内容 1.浓度对反应速率的影响 用20cm3的刻度移液管量取5.00cm0.01mol·dm3K0溶液，用50cm3量筒量耳 45.0cm'水，倒入100cm'小烧杯中，用玻璃棒搅拌使混合均匀。再加入10 cm'NaSO,溶液（含 有淀粉且用HS0,酸化过的：用10cm刻度移液管吸取10.00cm3溶液事先放于大试管中)， 并立即用玻璃捧搅拌，使混合均匀。记录溶液从开始混合至出现蓝色所需的时间“)。同 上操作，按下表2)、(3)、(4分别改变MO,和水的用量，并各加入10 cm'Na:SO,溶液。将 四次反应所需的时间 记下e 2.温度对反应速率的影向 用5cm3刻度移液管吸取5.00cm3HSO.溶液01mod·dm3于大试管中：用另一支5cm 刻度移液管吸取5.00 cm'NaS,O,溶液0.1mol·dm于锥形瓶中。水浴加热然后将锥形瓶、 大试管、温度计同时插入盛右冷水的大烧杯（代替水浴用）中。1~2mn后使试管和锥形瓶中 的溶液的温度与烧杯内水的温度相等)，记下温度。将HS0,溶液倒入盛有 溶液的 锥形瓶中摇荡，使混合均匀，随即将锥形瓶放回水浴中记录溶液从开始混合到出现浑浊所需 的时间t(s)。往烧杯中加入热水，使水温分别升高10K、20K、30K,按上述操作再进行 次实验。（为了便于观察，可在烧杯下垫一张白纸，并事先在白纸上用铅笔轻轻地画上“+” 字，这样记录溶液从开始混合到出现的浑浊使“+”字看不见为止所需的时间)。 本实验可以从高温开始作， 直到室温。 五、实验数据的记录与处到 (1)浓度对反应速率的影响。 (2)作浓度-1t关系图。 以KIO,浓度比值(10aab)为横坐标，出现蓝色所需时间t的倒数为纵坐标，在坐标 纸上作图 (3)温度对反应速率的影响 (4)作温度-11关系图 以温度TK为横坐标，反应时间t的倒数为纵坐标，在坐标纸上作图。 (5)反应活化能的计算
3．反应活化能的测定 活化能是化学反应动力学的一个重要参数。从阿仑尼乌斯公式可以看出，在相同温度下， 活化能 Ea 越小，其速率常数 K 值就越大，反应速率也就越大；反之，活化能 Ea 值越大，K 值就越小，反应速率也越小。 为了计算和作图的方便，常采用阿仑尼乌斯公式的对数形式： 对于同一给定反应，活化能 Ea 和指前因子 A 是一定的，但因温度不同，K 值各异。将 T 1 温度下的 K 1 和 T2 温度下的 K2 分别代入上式，所得二式相减，则得对于同一反应，如 反应物浓度相同，则反应速率与速率常数成正比，而反应速率与完成此反应所需的时间 t 成 反比，所以速率常数与完成反应所需的时间成反比，即 式中 T1、T2 表示反应时的热力学温度，t1、t2 分别为温度 T1、T2 完成反应所需要的时间。 三、仪器与试剂 仪器：刻度移液管(20、10cm3 )各 1 只，量筒(50、10cm3 )各 1 只，烧杯(100cm3 )4 只，玻璃棒， 温度计(273~373K)1 支，刻度移液管(5cm3 )2 支，锥形瓶(50cm3 )1 只，大试管(20cm3 )1 只，恒 温池(或 800cm3 的大烧杯代替)，秒表或有秒针的大挂钟。试剂：H2SO4(0．1mol·dm-3 )， Na2S2O3(0．1mol·dm-3 )，KIO3(0．01mol·dm-3 )，Na2SO3［1dm3 溶液中含 1gNa2SO3(或 2gNa2SO3·7H2O)5g 可溶淀粉及 4cm3 浓硫酸］需新配制。 其它：白纸片若干。 四、实验内容 1．浓度对反应速率的影响 用 20cm3 的刻度移液管量取 5．00cm3 0．01mol·dm-3 KIO3 溶液，用 50cm3 量筒量取 45.0cm3 水，倒入 100cm3 小烧杯中，用玻璃棒搅拌使混合均匀。再加入 10cm3Na2SO3 溶液(含 有淀粉且用 H2SO4 酸化过的；用 10cm3 刻度移液管吸取 10．00cm3 溶液事先放于大试管中)， 并立即用玻璃棒搅拌，使混合均匀。记录溶液从开始混合至出现蓝色所需的时间 t(s) 。同 上操作，按下表(2)、(3)、(4)分别改变 KIO3 和水的用量，并各加入 10cm3Na2SO3 溶液。将 四次反应所需的时间一一记下。 2．温度对反应速率的影响 用 5cm3 刻度移液管吸取 5．00cm3H2SO4 溶液(0.1mol·dm3 )于大试管中；用另一支 5cm3 刻度移液管吸取 5．00cm3Na2S2O3 溶液(0．1mol·dm-3 )于锥形瓶中。水浴加热然后将锥形瓶、 大试管、温度计同时插入盛有冷水的大烧杯(代替水浴用)中。1~2min 后(使试管和锥形瓶中 的溶液的温度与烧杯内水的温度相等)，记下温度。将 H2SO4 溶液倒入盛有 Na2S2O3 溶液的 锥形瓶中摇荡，使混合均匀，随即将锥形瓶放回水浴中记录溶液从开始混合到出现浑浊所需 的时间 t(s)。往烧杯中加入热水，使水温分别升高 10K、20K、30K ，按上述操作再进行三 次实验。(为了便于观察，可在烧杯下垫一张白纸，并事先在白纸上用铅笔轻轻地画上“+” 字，这样记录溶液从开始混合到出现的浑浊使“+”字看不见为止所需的时间)。 本实验可以从高温开始作，一直到室温。 五、实验数据的记录与处理 （1）浓度对反应速率的影响。 (2)作浓度-1/t 关系图。 以 KIO3 浓度比值（10a a+b）为横坐标，出现蓝色所需时间 t 的倒数为纵坐标，在坐标 纸上作图。 （3）温度对反应速率的影响 （4）作温度-1/t 关系图 以温度 T/K 为横坐标，反应时间 t 的倒数为纵坐标，在坐标纸上作图。 （5）反应活化能的计算