燃烧热的测定
燃烧热的测定
燃烧热的测定Ⅰ 实验目的1、掌握燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系；2、熟悉热量计中主要部分的原理和作用，掌握氧弹热量计的实验技术；3、用氧弹热量计测定苯甲酸和萘的燃烧热；4、学会雷诺图解法校正温度改变值。
Ⅱ 实验原理 1、燃烧与量热根据热化学的定义，1mol 物质完全氧化时的反应热称作燃烧热。
燃烧热的测定，除了有其实际应用价值外，还可以用于求算化合物的生成热、键能等。
量热法是热力学的一种基本实验方法。
在恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热Q V 和恒压燃烧热Q p 。
由热力学第一定律可知，Q V 等于体积内能变化∆U ；Q p 等于其焓变∆H 。
若把参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理，则它们之间存在以下关系：Q p = Q V + ∆nRT 2、氧弹热量计氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。
样品完全燃烧后释放的能量使得氧弹本身及其周围的介质和热量计有关附件的温度升高 ，则测量介质在燃烧前后体系温度的变化值，就可求算该样品的恒容燃烧热。
其关系式如下：T C C W qb Q Mw J V ∆+=--)(水水样Ⅲ 仪器 试剂氧弹量热计 1套 万用表 1个 数字式精密温差测量仪 1台 案秤 1台 氧气钢瓶 1只 秒表 1个 氧气减压阀 1只 分析天平 1台 压片机 1台 引燃专用镍铬丝 塑料桶 1个 苯甲酸 剪刀 1把 萘Ⅳ 实验装置图Ⅴ实验步骤1、测定热量计的水当量1.1样品制作用分析天平称取大约1.15g左右的苯甲酸，在压片机上压成圆片。
用镊子将样品在干净的称量纸上轻击，除去表面松散粉末后再用分析天平称量，精确0.0001g。
1.2装样并充氧气打开氧弹盖，将氧弹内部擦干净。
测量金属小杯质量后，小心将样品片放置在金属小杯中部。
称取一定长度的引燃镍铬丝，在直径约2mm的万用电表笔上，将引燃镍铬丝的中段绕成螺旋形8圈。
将螺旋部分紧贴在样片的表面。
旋紧氧弹，将导气口与氧气钢瓶上的减压阀相连接。
燃烧热的测定
燃烧热测定一、实验目的1、学会用氧弹热量计测定有机物燃烧热的方法。
2、明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别。
3、掌握用雷诺曲线法校正所测温差的方法。
4、掌握压片技术，熟悉高压钢瓶的使用方法。
学会用精密电子温差测量仪测定温度的改变值。
二、基本原理燃烧焓的定义：在指定的温度和压力下，lmol的物质完全燃烧生成指定产物的焓变，称该物质在此温度下的摩尔燃烧焓，记作H。
燃烧产物指定该化合物c m中C变为C02(g)，H变为H2O(l)，S变为SO2(g)，N变为N2 (g)，Cl变为HCl(aq)，金属都成为游离状态等。
燃烧热的测定，除了有其实际应用价值外，还可用来求算化合物的生成热、化学反应的反应热和键能等，具有重要的理论价值。
量热方法是热力学的一个基本实验方法。
热量有Q p和Q v之分。
用氧弹热量计测得的是恒容燃烧热Q v；从手册上查到的燃烧热数值都是在298.15 K，1p条件下，即标准摩尔燃烧焓，属于恒压燃烧热Qp。
由热Q H。
若力学第一定律可知，在不做非膨胀功的条件下，v Q U；p把参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理，则它们之间存在以下关系：Q Q nRT（1）p v式中，△n为反应前后生成物和反应物中气体的物质的量之差；R为气体常数；T为反应的热力学温度(量热计的外桶温度，环境温度)。
在本实验中，在盛有2500ml水的容器中放入装有W克样品和氧气的密闭氧弹，使样品完全燃烧，放出的热量引起体系温度的上升。
根据能量守恒原理，用温度计测量温度的改变量，由下式求得Q v。
()vM Q C T T W终始（2）式中，M 是样品的摩尔质量（g.mol -1）；C 为样品燃烧放热给水和仪器每升高1度所需要的热量，称为水当量(J.K -1)。
水当量的求法是用已知燃烧热的物质（本实验用苯甲酸）放在量热计中，测定和T 始和T 终，即可求出水当量C ；然后再用相同的方法对奈进行测定，测定和T 始和T 终，代入上式，便可求得其燃烧热。
燃烧热(焓)的测定
燃烧热（焓）的测定【实验目的】1.用恒温式热量计测定萘的燃烧焓2.明确燃烧焓的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别3.了解恒温式热量计中主要部分的作用，掌握恒温式热量计的实验技术4.学会雷诺图解法，校正温度改变值【实验原理】燃烧焓是指1mol物质在等温、等压下与氧进行完全氧化反应时的焓变。
“完全氧化”的意思是化合物中的元素生成较高级的稳定氧化物，如碳被氧化成CO2（气），氢被氧化成H2O （液），硫被氧化成SO（气）等。
燃烧焓是热化学中重要的基本数据，因为许多有机化合物的标准摩尔生成焓都可通过盖斯定律由它的标准摩尔燃烧焓及二氧化碳和水的标准摩尔生成焓求得。
通过燃烧焓的测定，还可以判断工业用燃料的质量等。
由上述燃烧焓的定义可知，在非体积功为零的情况下，物质的燃烧焓常以物质燃烧时的热效应（燃烧热）来表示，即ΔC H m=Q p·m。
因此，测定物质的燃烧焓实际就是测定物质在等温、等压下的燃烧热。
量热法是热力学实验的一个基本方法。
测定燃烧热可以在等容条件下，亦可以在等压条件下进行。
等压燃烧热（Q P）与等容燃烧热（Q V）之间的关系为：Q P=Q V+Δm（g）=Δξ∑v B（g）RT （2—1）或Q p·m=Q v·m+∑v B（g）RT式中，Q p·m或Q v·m均指摩尔反应热，∑v B（g）为气体物质化学计算数的代数和；Δξ为反应进度增量，Q p或Q v则为反应物质的量为Δξ时的反应热，Δm（g）为该反应前后气体物质的物质的量变化，T为反应的绝对温度。
测量其原理是能量守恒定律，样品完全燃烧放出的能量使热量计本身及其周围介质（本实验用水）温度升高，测量了介质燃烧前后温度的变化，就可以求算该样品的恒容燃烧热。
其关系如：Q v=-C vΔT （2-2）上式中负号是指系统放出热量，放热时系统的内能降低，而C v和ΔT均为正值。
系统除样品燃烧放出热量引起系统温度升高以外，其他因素：燃烧丝的燃烧，氧弹内N2和O2化合并溶于水中形成硝酸等都会引起系统温度的变化，因此在计算水当量及发热量时，这引起因素都必须进行校正，其校正值如下：（1）燃烧丝的校正：Cu-Ni合金丝：-3.138J·cm-1（2）酸形成的校正：（本实验此因素忽略）。
燃烧热的测定
实验内容
11. 数据处理 A 用雷诺图解法出苯甲酸、萘燃烧前后温度差△t。 B 计算量热计的热容。 C 求出萘的燃烧热。Qv=[(T-T0+△t)K-gb]/G D 在测定物质的燃烧热之前，必须用苯甲酸测出K， 然后才能测其他物质的燃烧热。 E 用雷诺图确定试验中的△t。 F 苯甲酸公式法校温差K=(Q×a+g.b)/[(T-T0)+ △t]
电子计算机、实验软件光盘。 万分之一精度电子天平。 万用表。
实验材料包括加热丝、苯甲酸、蔗糖、氧气。
实验内容
学习物质燃烧热的测定基本方法和方法原理。利 用恒容法测定蔗糖的燃烧热。
1. 检查气路，确定各部分连接无误，无漏气现象。 2. 将量热计及其所有部件加以整理并用酒精清洗干净。 3. 压片。 4. 充氧气。将氧弹取下放在专用的弹头架上，将装有样
E
xo2c
KR
RTa,cr
此式表明，对特定的物质，等式右边第一项为常数，那么左边一项与是线
性关系。对于给定几何形状的材料，Ta，cr和xoc（即试样特征尺寸）之
间的关系可通过试验确定。一旦确定了各种尺寸立方体的Ta，cr值，代入
δcr便可以由对作图，可得一直线，该直线的斜率，由此可以求出材料的
活化能。弗兰克—卡门涅茨基自燃模型的近似性很好，若是外推不太大，
思考题
1. 写出萘燃烧过程的反应方程式。如何根据实验 测得的Qv 求出Qp？
2. 测得非挥发性可燃液体的热值时，能否直接放 在氧弹中的石英杯（或不锈钢杯）里测定？
实验报告
1. 作雷诺校正图。 2. 计算量热计和介质水的热容。 3. 计算萘的定容燃烧热及定压燃烧热，并与文献
物理化学实验燃烧热的测定
物理化学实验燃烧热的测定燃烧热是指物质在恒定压力下完全燃烧时释放或吸收的热量。
测定物质的燃烧热对于研究物质的性质、燃烧过程以及能量转化等方面有着重要的意义。
本文将介绍物理化学实验中燃烧热的测定方法及实验操作步骤。
一、实验原理物质的燃烧热可以通过燃烧反应的焓变来确定。
焓变是指在恒定压力下，反应过程中系统的热量变化。
燃烧反应通常可写为：物质A + O2 →产物其中A为被燃烧的物质，O2为氧气。
在完全燃烧状态下，反应中物质A测绝对燃烧热ΔH0为反应放出的能量。
ΔH0 = Q = mCpΔTΔH0为燃烧热，Q为吸热或放热量，m为物质A的质量，Cp为物质的定压比热容，ΔT为温度变化。
因此，测定物质的燃烧热可以通过测量温度的变化来获得。
通常使用强酸作为火焰初始温度的参比剂，并且将物质A置于绝热杯中，然后点燃A，利用燃烧释放的能量将水加热，并通过温度变化来计算燃烧热。
二、实验操作步骤1.实验器材准备：绝热容器、温度计、天平、火焰点火器、水槽等。
2.实验器材清洗：将使用的器材仔细清洗，确保没有残留物影响实验结果。
3.实验设备调整：调整绝热容器的蓄热性能，使其能够尽可能阻止热量的流失。
4.实验样品准备：将待测物质A称取适量，并记录其质量m1。
5.温度计校准：将温度计置于标准温度环境中，校准它的读数准确性。
6.绝热环境建立：将绝热容器放入水槽中，并检查是否存在漏气现象。
7.水槽温度调节：调节水槽内的水温至近似于室温。
8.实验数据记录：将待测物质A点燃，同时记录绝热容器的初始温度。
9.燃烧反应进行：将点燃的物质A以尽量均匀的速率燃烧，观察温度变化情况，直到温度基本稳定。
10.温度数据记录：记录绝热容器中水的温度随时间的变化情况。
11.数据处理：将温度数据绘制成曲线图，计算出最终温度变化ΔT。
12.计算燃烧热：根据实验原理，计算物质A的燃烧热ΔH0。
三、实验注意事项1.实验器材应干净整洁，以免影响实验结果。
2.实验样品应准确称量，以确保实验的准确性。
燃烧热的测定
实验原理
式中：Qv：被测物质的恒容燃烧热 式中：Qv：被测物质的恒容燃烧热 （J .g-1 ）； .gm：被测物质的质量（g）；q：引火丝的燃烧热 ：被测物质的质量（g）；q （J .g-1 ）；b:烧掉了的引火丝质量（g）；5.98 : .g- ）；b:烧掉了的引火丝质量（g）；5.98 硝酸生成热为硝酸生成热为-59800 J .mol-1 ，当用0.100N NaOH来 .mol- ，当用0.100N NaOH来 滴定生成的硝酸时，每毫升碱相当于滴定生成的硝酸时，每毫升碱相当于-5.98 J ；c：滴 定生成的硝酸时，耗用0.100NNaOH毫升数；W:水桶中 定生成的硝酸时，耗用0.100NNaOH毫升数；W:水桶中 的水的质量（g）；K 的水的质量（g）；K 称为量热计热容（热量计的水当 量）。 从（3）式可知，要测得样品的Qv 从（3）式可知，要测得样品的Qv 必须知道仪器的 水当量K 水当量K。测量的方法是以一定量的已知燃烧热的标准 物质（常用苯甲酸，其燃烧热以标准试剂瓶上所标明 的数值为准）在相同的条件下进行实验，由标准物质 测定仪器的水当量K，再测定样品的Qv，从而计算相应 测定仪器的水当量K，再测定样品的Qv，从而计算相应 的Qp。 Qp。
七、思考题
(1) 固体样品为什么要压成片状?如何测 固体样品为什么要压成片状? 定液体样品的燃烧热? 定液体样品的燃烧热? (2) 根据误差分析，指出本实验的最大 测量误差所在。 (3) 如何用萘的燃烧热数据来计算萘的 标准生成热？
六、注意事项
(1)本实验的关键是点火丝的安装是否成功，在点 (1)本实验的关键是点火丝的安装是否成功，在点 火前务必要检查氧弹的两电极间的导通情况。 (2)每次燃烧结束后，一定要擦干氧弹内部的水， (2)每次燃烧结束后，一定要擦干氧弹内部的水， 否则会影响实验结果。每次整个实验做完后， 不仅要擦干氧弹内部的水，氧弹外部也要擦干， 防生锈。 (3) 氧弹、量热容器、搅拌器在使用完毕后，应 用干布擦去水迹，保持表面清洁干燥。 (4) 氧气遇油脂会爆炸。因此氧气减压器、氧弹 以及氧气通过的各个部件及部分不允许有油污， 更不允许使用润滑油。 (5) 坩埚在每次使用后，必须清洗和除去碳化物， 并用纱布清除粘着的污点。
燃烧热的测定
燃烧热的测定实验目的1、掌握用氧弹热量计测量燃烧热的原理及使用方法2、掌握温差测量的实验原理和技术3、掌握用雷诺图解法进行温度校正的方法实验原理本实验采用环境恒温式氧弹热量计测量固体物质的燃烧热，热量计的结构及氧弹构造见实验教材第165页。
氧弹热量计测量燃烧热的原理是能量守恒定律：待测样品在充满高压氧气（约1.2Mpa ）的氧弹内完全燃烧，将释放的热量全部传给氧弹及其周围的介质（水）和其它附件（包括测温元件、搅拌器和内水桶等），通过测量介质的温度变化（本实验采用铂电阻温度计测量），求得待测样品的燃烧热，计算公式如下： (1)式中，w 样品和M 样品分别是被测样品的质量（g ）和摩尔质量（g mol -1）；Q v,m 为被测样品的恒容摩尔燃烧热，J mol -1； q 1点火丝（铜丝）的燃烧热, J g -1；x 为烧掉的点火丝的质量，g ；q 2为氧弹内的N 2生成硝酸时放出的热量，J ；K 为仪器常数, J mV -1；∆V 为记录仪上输出的不平衡电势信号，mV 。
仪器常数K 一般用已知燃烧热的标准物质苯甲酸来标定。
实验要求掌握的知识点（1）恒压燃烧热（Q p ）与恒容燃烧热（Q v ）1mol 物质在恒温、恒容或恒温、恒压下完全燃烧时所释放的热量称为该物质的恒容摩尔燃烧热（Q v,m ）或恒压摩尔燃烧热（Q p,m ）。
完全燃烧是指 C →CO 2(g)，H →H 2O(g)，S →SO 2(g)，N →N 2(g)、Cl →HCl(aq)等。
若将参与反应的所有气体看作是理想气体，则Q v,m 和Q p,m 之间有如下关系式：∑+=B B m v m p RT g Q Q )(,,ν(2) 式中，νB (g)为参加燃烧反应气体组分的化学计量系数（反应物为负，产物为正）；R 为摩尔气体常数；T 为反应的热力学温度。
V K q x q Q M w m v ∆=++21，样品样品用氧弹热量计测得的燃烧热为恒容摩尔燃烧热，然后由（2）式计算得到恒压摩尔燃烧热。
燃烧热的测定
物20理2化1/4学/9实验（EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
南通大学（Nantong Univers1it3y）
燃烧热的测定
六、注意事项
➢ （一）待测样品需干燥，受潮样品不易燃烧且称量有误。 ➢ （二）注意压片的紧实程度，太紧不易燃烧。 ➢ （三）燃烧铁丝和电极一定要接触良好，燃烧铁丝不能碰到燃烧皿， 燃烧铁丝的螺旋部分应尽量靠近样品。 ➢ （四）在燃烧第二个样品时，内桶水须再次调节水温。
南通大学（Nantong Universit2y）
燃烧热的测定
二、实验原理
➢ 通常我们说的燃烧热是指恒压燃烧热，即1mol的有机物在标准压力 下完全燃烧所放出的热量。 ➢ 氧弹卡计测得的是恒容燃烧热Qv，我们可以根据Qp=Qv+nRT求得Qp ， 式中n为反应前后反应物和生成物中气体的物质的量之差；R为摩尔气 体常数；T为反应时的热力学温度 。 ➢ 氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律。样品完全燃烧所释放的热 量使得氧弹本身及其周围的介质和热量计有关附件的温度升高。测量介 质在燃烧前后温度的变化值，就可求得该样品的Qv：
氧弹卡计安装示意图
1、氧弹 2、数字温差测量仪 3、内桶 4、抛光挡板 5、水保温层 6、搅拌器
其中2兼有数显控制器的功能
物20理2化1/4学/9实验（EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY）
南通大学（Nantong Universit6y）
燃烧热的测定
三、实验仪器和药品
燃烧热的测定
四、实验步骤
➢ （一）测定卡计的水当量C计 样品在氧弹中燃烧所释放的热量使得氧弹周围的介质温度升高，这部
分热量我们可以根据介质的质量、比热容以及温度升高多少计算出来， 但氧弹本身及热量计有关附件吸收的热量我们无法计算。我们可以用已 知燃烧热的标准物质来测定热量计的水当量C计。
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V=(0.000-0.005)/10=-0.005℃; V1=(1.827-1.816)/10=0.0011℃而m=3,r=17
△t
校正=
−0.0005+0.0011
×3+0.0011×17=0.0196℃
K=26430× 1.0502−0.0190+(0.0190−0.0162)×6694
=14.81kJ∙K−1
-1
1
=(2.660-2.641)/10=0.0019℃而m=5，r=16
△t
校正=
−0.0008+0.0019
2
×5+0.0019×16=0.03315℃△t=2.660−0.009+0.03315=2.68415℃
Q v=−14.81×103×2.68415−(0.0195−0.0142)×6694
=−39.73kJ∙g−1△c U mΘ=−39.73×128.18=−5092.6kJ∙mol−1
△nRT很小，忽略不计
△c H mΘ=−5092.6 kJ∙mol−1
查得，p=100kPa，25℃下，△c H mΘ=−5153.9kJ∙mol−1
相对误差r=−5092.6−（−5153.9）
−5153.9
×100%=−1.19%
讨论：
1、内筒和氧弹作为体系，而外筒作为环境。
实验过程中有热损耗。
有少量热量
从内筒传到外筒，使得内筒水温比理论值低，而使得燃烧焓偏低。
2、本实验中要尽量避免内外筒之间的热量交换，而内筒中由于发生反应，使得
水温升高，所以内筒事先必须比外筒水温低，低的数值应尽量靠近化学反应使内筒水温升高的值，这样，反应完毕后，内外筒之间达到一致温度，而外筒温度在反应开始前和反应后数值相等，说明热量交换几乎为0，减小了实验误差。