（2）将量热计放在电磁搅拌器上，接通电源，搅拌溶液，转速以使水产生0.5～1cm深的旋涡为宜。每隔30s读取一次量热计中冷水的温度，边读边记录直至量热计中的水温保持热平衡（约3min）。

（3）用量筒量取100ml热水（温度比冷水高20～25℃左右），将温度计插入水中，待温度计的温度上升到最高且开始下降后，每隔30s读取一次温度读数，连续测定3min后（不能停秒表），将量筒中的热水迅速全部倒入量热计中，立即盖上盖子，并及时、准确继续读取混合后的水温（先每10s一次测一分钟，再每30s测一次），连续测定8min。

（4）实验结束，打开量热计盖子，倒出量热计中的水，擦干反应杯和搅拌子备用。

冷水温度Tc取测定的恒定值，热水温度Th和混合水的温度Tm可由作图外推法求得（参见实验图1.1）

3．反应的摩尔焓变的测定

（1）在台式天平上称取1.5g锌粉（托盘上放称量纸），并将锌粉倒入量热计中。

（2）洗净并擦干刚用过的有反应杯，并使其冷却至室温。用量筒量取100ml配制好的硫酸铜溶液，注入量热计中（量热计是否事先要用硫酸铜溶液洗涤几次，为什么？使用量筒有哪些应注意之处？），盖上量热计盖子。

（3）开动电磁搅拌器，不断搅拌溶液，并用秒表每隔30s记录一次温度读数。注意要边读数边记录，直至溶液与量热计达到热平衡，而温度保持恒定（一般约需3min）。

（4）加入锌粉，并同时开启秒表，记录开始反应的时间，继续不断搅拌，并

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每隔10s记录一次温度读数，测一分钟，然后每隔30s记录一次温度读数，持续测定5min。

（5）实验结束后，小心打开量热计的盖子。

取少量反应后的澄清溶液置于一试管中，观察溶液的颜色，随后加入1～2滴0.1mol·L-1Na2S溶液，从产生的现象分析生成了什么物质，并说明锌与CuSO4溶液反应进行的过程。

倾出量热计中反应后的溶液，关闭电磁搅拌器，收回所用的搅拌子，将实验中用过的仪器洗涤干净，放回原处。 五、数据记录和处理

1.数据记录 室温T/K：

CuSO4·5H2O晶体质量m(CuSO4·5H2O)/g: CuSO4溶液的浓度c(CuSO4)/(mol·L-1): 温度随实验观察时间的变化： （1）量热计热容的测定

时间（t）/s 冷水Tc/K 温度 热水Th/K 混合后水的Tm/K （2）反应的摩尔焓变的测定

时间（t）/s 温度（T）/K 5

2.作图与外推

（1）量热计的热容Cb

用实验步骤2测定的温度对时间作图，得时间温度曲线（如实验图1.2）。外推得混合时热水的温度Th,混合后水的温度Tm；Tc为冷水的温度，取测定的恒定值。

（2）反应的摩尔焓变

用实验步骤3所测定的温度对时间作图，得时间-温度曲线（如实验图1.2）。得出T1和外推值T2

实验图1.2 量热计热容测定时实验温度随时间的变化 图1.3 反应的摩尔焓变测定时温度随时间的变化

实验中温度到达最高值后，往往有逐渐下降的趋势，如实验图1.3所示。这是由于本实验所用的很简易量热计不是严格的绝热装置，它不可避免地要与环境发生少量热交换。实验图1.3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，就是用外推法补偿的由热量散失造成的温度差。为了获得准确的外推值，温度下降后的实验点应足够多。

3.量热计热容Cb和反应的摩尔焓变?rHm的计算

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（1）量热计热容Cb

根据能量守恒原理，热水放出的热量等于冷水吸收的热量与量热计吸收的热量之和：

（Th-Tm）Vh·?(H2O) ·c(H2O)=(Tm-Tc) ·[Vc?(H2O) ·c(H2O)+Cb] (1.5) 式中 Vh——热水的体积，mL；

Vc ——冷水的体积，mL；

?(H2O)——水的密度，采用1.00g·mL-1；

c(H2O)——水的比热容，采用4.18J·g·k-1；

Cb——量热器的热容，J·k-1。 （2）反应的摩尔焓变?rHm

根据式1.2和式1.3可分别计算不考虑量热计热容和考虑量热计热容的反应的摩尔焓变,反应后溶液的比热容cs可近似地用水的比热容代替：cs= c(H2O)；反应后溶液的密度?s可近似地取室温时0.200mol·L-1ZnSO4溶液的密度，为1.03g·mL-1。

（3）实验结果的百分误差 误差计算式如下：

百分误差=

(?rHm)实验值???rHm?理论值(?rHm)理论值?100％

式中，（?rHm）理论值可近似地?rH?（298.15Ｋ）代替。

计算两种情况测定的反应的摩尔焓变的百分误差，分析产生误差的原因。 六、思考题

1．实验中所用锌粉为何只需用台式天平称取，而对CuSO4溶液的浓度则要求

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