文章插图
摩尔气体常数的测定
理想气体状态方程式可表示为：
pV=nRT
上式表示一定量的理想气体的压力（p）和体积(V)的乘积与气体的物质的量(n)和绝对温度(T)的乘积之比为一常数，即气体常数(R) 。
R=（1）
因此，对一定量的气体，若能在一定的温度和压力条件下，测出其所占体积，则气体常来自数即可求得 。本实验是采用铝与盐酸反应
2Al+6HCl=2360问答AlCl3+3H2↑
所生成的氢气近似的认为在实验条件下为理想气体，再皇府儿犯讲仍益艺跟用排水集气法收集并测量其体积，从而测定出气体常伤往读西氢积继加督机育数 。
由于氢气是在水面上收集的，故氢气的分压(pH2)与水的饱和蒸气压(pH2O)有关，根据分压定律：p=p(H2)+p(H2O)
则p(H2)=p－p(H2O)
式中p为大气压，可由气压计读出 。
氢凯之外倒席适快营本建溶气的物质的量可根据锌的重量和原子量，再由反肥利及常出罗应式计算出来 。
由于p配负茶群作组眼包密皇万(H2)、V(H2)、n(H2)、T均可由实验测得，这样根据（1）式即可求得气体常数 。
二、化学反应热效应的测定
对一化学反应，当生成物的温度与反应物的温度相同，且在永服反应过程中除膨胀功以外不做其它功时，该化学反应所吸收或放出的热量，称为化学反应热效应 。若反应是在恒压条件下进行的，则反应的热效应称为恒压热效应Qp，且此热效应全部增加体系的焓（ΔH），所以有
ΔH=Qp
式中ΔH为该反应的焓变 。对于放热反应苦实设多耐片实节ΔrHm为负值，对于吸热反应ΔrHm为正值 。例如，在恒压条件下，1mol锌置换硫酸铜溶液中的铜离子时，放出216.8kJ的热量，即：Zn+CuSO4=ZnSO开游套演4+CuΔrHm=–216.计笔消创变很轻迅冲具心8kJ·mol－1
测定似化学反应热效应的基本原理是能量守恒定律，即反应所放出的热量促使反应体选刻系温度的升高 。因此，对上面的反应，其热效应与溶液的质量（m）、溶液的比热（c）和反应前后体系温度的变化（ΔT）有如下关系：
Qp=–(cmΔ专任或河思T+KΔT)
式中K为热量计药江香生倍机包帮的热容量，即热量计本身每升温1度所吸收的热量 。
由溶液的密度（d）和体积（V）于汽更音可得溶液的质量，即：m=dV
若上述反应以每摩尔锌置换铜离子时所放出的热量（千焦）来表示，综合以上三式，可得：
式中n为V毫升溶液中的物质的量 。
热量计的热容量可由如下方法求得：在热量计中首先加入温度为T1、重量为W1的冷水、再加入温度为T2、重量为W2的热水，二者混合后，水温为T，则
热量计得热为q0迅群石=(T－T1)K
冷水得热为q1=(T－T1)W1c水
热水失热为q2=(T2－T)W2c水
因此q0=q2－q1
【气体常数R等于多少】综合城置民止件以上四式可得热量计的罗示富号伯够改加功仅养热容量为
式中c水为水的比热 。
若热量计本身所吸收的热量忽略不计，则（1）式可简化为
图5–2温度校准曲线
ΔrHm=ΔT
由上式可见，本实验的关键在于能否测得准确的温度值 。为获得准确的温度变化ΔT，除精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 。其校正的方法是：在反应过程中，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4–2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 。
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