实验三 化学反应摩尔焓变的测定
一、实验目的
1.掌握测定中和热的原理和方法。
2.学习掌握SWC-ZH中和热（焓变）测定装置的使用。
二、实验原理
在化学反应过程中，系统吸收或放出的热量称为反应热
一元强酸强碱中和反应的实质是H+和OH-化合生成水的反应，该反应是一放热反应。在一定的温度、标准状态下，1molH+（aq）和1molOH-（aq）反应生成1molH2O（l）所放出的热量叫标准摩尔中和热，298K时其值为：
H+（aq）+ OH-（aq） = H2O（l） 
测量中和热的方法很多，本实验采用SWC-ZH中和热（焓变）测定装置进行测量。认为反应放出的热量全部被该装置吸收，使系统温度升高；通过测量反应前后系统的温度及有关物质的热容，从而计算反应放出的热量。
三、仪器使用方法及注意事项
图3-3仪器前面板
1、电源开关。
2、串行口：计算机接口。（可选配）
3、增、减键按钮：按增、减键设置所需定时时间。
4、调速旋钮：调节磁力搅拌器的速率。
5、加热功率旋钮：根据需要调节所需输出加热的功率。
6、状态转换键：测试功能与待机功能之间的转换。
7、正极接线柱：负载的正极接入处。
8、负极接线柱：负载的负极接入处。
9、接地接线柱。
10、温差采零键：在待机状态下，按下此键对温差进行清零。
11、测试指示灯：灯亮表明仪器处于测试工作状态。
12、待机指示灯：灯亮表明仪器处于待机工作状态。
13、定时显示窗口：显示所设定的定时时间间隔。
14、温度显示窗口：显示所测物的温度值。
15、温差显示窗口：显示温差值。
16、加热功率显示窗口：显示输出的加热功率值。
17、固定架：固定中和热反应器。
（二）后面板示意图
图3-4仪器后面板
（三）量热杯
图3-5量热杯
四、实验内容
1.安装仪器
（1）打开机箱盖，将仪器平稳地放在实验台上，将传感器PT100插头接入后面板传感器座，用配置的加热功率输出线接入“I+”、 “I-”, “红－红”、 “蓝－蓝”，接入220V电源。
（2）打开电源开关，仪器处于待机状态，仪器指示灯亮，如图所示；
图3-6显示屏
预热十分钟。
（3）将量热杯放在反应器的固定架上。
2.热量常数K的测定
（1）用布擦净量热杯，量取500mL蒸馏水注入其中，放入搅拌磁珠，调节适当的转速。
（2）将O型圈套入传感器并将传感器插入量热杯中(不要与加热丝相碰)，将功率输入线两端接在电热丝两接头上。按“状态转换”键切换至待机态（待机指示灯亮），在待机状态下设定“定时”60s，然后切换至到测试状态(测试指示灯亮)，调节“加热功率”调节旋钮，使其输出为所需功率(一般为2.5W)，再次按“状态转换”键切换到待机状态，并取下加热丝两端任一夹子。
（3）稳定十分钟，然后夹上加热夹子。按“状态转换”键切换到测试状态，此时为加热的开始时，连续记录温差和计时。待温度升高0.8~1.0℃时(即温差窗口读数比加热前高出0.8~1.0℃范围内)，停止加热（取下加热丝的夹子），并记录通电时间t（t=60s×记录次数）和温差。
（4）计算出通电加热前后温度的变化
(可由加热前后温差差值计算，若加热前温差采零，则直接等于停止加热时的温差值)
3.中和热的测定
（1）将量热杯中的水倒掉，用滤纸擦净，重新用量筒取400mL蒸馏水注入其中，然后用移液管移取取50m1.0 mol·L-1NaOH溶液（NaOH溶液需要提前标定），再移取50mL1.0 mol·L-1HCl溶液注入储液管中，（注入前要仔细检查储液管是否漏液）。
（2）让磁珠保持前面的转速，盖好量热杯盖，稳定十分钟。记录中和前的温差值。
（3）然后迅速拔出玻璃棒，加入盐酸溶液(不要用力过猛，以免相互碰撞而损坏仪器)。观察温度上升，认真记录温差，找到温度上升最高点。（即温差不再变大或开始下降即可停止测量。）
（4）计算出
（即为中和前后的温差差值，若酸碱混合前进行了温差采零则直接等于温差值。
注意事项：
1.在测量过程中，尽量保持测定条件的一致，如水和酸碱溶液体积的量取，搅拌速度的控制，初始状态的水温等。
2.实验所用的1.0 mol·L-1NaOH和HCl溶液需要准确配制，需要进行标定。
3.实验所求的
为一摩尔反应的中和热，因此当碱的浓度非常准确时，酸可以稍稍过量，以保证碱被完全中和。反之亦然。
4.在电加热测定温差过程中，要经常查看功率是否保持恒定。此外，若温度上升较快，可改为每半分钟记录一次。
5.在测定中和反应时，当加入酸液后，温度上升很快，要读取温差上升所达到的最高点，若温度一直上升而不下降，应记录上升变缓慢的开始温度及时间，只有这样才能保证求得的准确性。
五、数据处理
1.热量常数K的计算
将得到的数据代入下式计算，计算出量热装置的热量常数K （J·K-1）
2.中和热
（KJ·mol-1·K-1）的计算
六、思考题：
1.本实验中，在计算中和热时应以HCl的量为准，还是NaOH的量为准？
2.在测定仪器热容及中和热时，为什么要是最后的混合液的体积预测热热时的体积相同（都是500mL）?