物化实验 燃烧热的测定
物化实验报告：燃烧热的测定_苯甲酸_萘
华南师范大学实验报告课程名称 物理化学实验 实验项目 燃烧热的测定【实验目的】①明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别。
②掌握量热技术的基本原理，学会测定奈的燃烧热。
③了解氧弹卡计主要部件的作用，掌握氧弹量热计的实验技术。
④学会雷诺图解法校正温度改变值。
【实验原理】燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热（O v ），恒容燃烧热这个过程的内能变化（ΔU ）。
在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热（Q p ），恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化（ΔH ）。
若把参加反应的气体和反应生成的气体作为理想气体处理，则有下列关系式：∆c H m = Q p ＝Q v ＋Δn RT （1）本实验采用氧弹式量热计测量蔗糖的燃烧热。
测量的基本原理是将一定量待测物质样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使卡计本身及氧弹周围介质（本实验用水）的温度升高。
氧弹是一个特制的不锈钢容器（如图）为了保证化妆品在若完全燃烧，氧弹中应充以高压氧气（或者其他氧化剂），还必须使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给量热计本身和其中盛放的水，而几乎不与周围环境发生热交换。
但是，热量的散失仍然无法完全避免，这可以是同于环境向量热计辐射进热量而使其温度升高，也可以是由于量热计向环境辐射出热量而使量热计的温度降低。
因此燃烧前后温度的变化值不能直接准确测量，而必须经过作图法进行校正。
放出热(样品+点火丝)＝吸收热 (水、氧弹、量热计、温度计) 量热原理—能量守恒定律在盛有定水的容器中，样品物质的量为n 摩尔，放入密闭氧弹充氧，使样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器各部件，引起温度上升。
设系统（包括内水桶，氧弹本身、测温器件、搅拌器和水）的总热容为C （通常称为仪器的水当量，即量热计及水每升高1K 所需吸收的热量），假设系统与环境之间没有热交换，燃烧前、后的温度分别为T 1、T 2，则此样品的恒容摩尔燃烧热为:nT T C Q m V )(12,--= （2） 式中，Qvm 为样品的恒容摩尔燃烧热(J·mol -1)；n 为样品的摩尔数（mol)；C 为仪器的总热容(J·K -1或J / oC)。
物理化学实验——燃烧热
构造
减压阀的使用
2. 使用方法 打开总阀门，顺时
针慢慢旋紧调节螺 杆，打开减压阀门， 使分压表达到所需 要的压力，逆时针 慢慢旋松调节螺杆， 关闭减压阀门，断 开紫铜管和使用体 系的接头，放掉低 压室内的气体。关 闭总阀门，再次打 开减压阀门，放掉 高压室内的气体， 关闭减压阀门。
药品：苯甲酸（A.R.）；萘（A.R.）；燃烧 丝；
四、实验步骤
1．量热计水当量的测定
用台秤称0.5克干燥苯甲酸并压片，然后用 电子天平准确称重；放入氧弹，连接好燃烧丝， 旋紧弹盖，充氧1Mpa，将氧弹小心放入内筒， 盖好量热计的上盖，插入温度温差仪的探头， 接通电源，打开搅拌器。打开温度温差仪电源， 采零并锁定。每0.5分钟读数一次，当系统各部 分温度趋于均匀时(温度均匀变化），点火。当 温度上升较慢后，读数10分钟，停止读数。小 心取下温度温差仪的探头，取出氧弹，放出余 气，打开氧弹盖，检查燃烧是否完全。
2． 测定萘燃烧热 称取0.3克萘，重复上述 步骤测定之。
五、数据记录与处理
1. 由实验数据求出ΔT苯甲酸，ΔT萘 2. 由求出W 3. 计算ΔUm（萘）=QVm和ΔHm（萘）=Qpm，
并与标准值比较。
六、注意问题
1. 称量样品不要多，否则燃烧不完全 2. 燃烧丝连接要接触到药片上，但是不能碰
酸）=-26.460kJ·g-1。燃烧丝放出的热量忽略 不计。
本实验由苯甲酸数据求出水当量W，将水当 量值代入（1）就可求出待测样品的QV.g样品， 再换算成QV.m=QV.gM。然后，计算出Qp.m。
采用 雷诺 校正
3. 温度的校正方法
三、仪器试剂
物化实验报告燃烧热的测定苯甲酸萘doc
物化实验报告：燃烧热的测定-苯甲酸-萘.doc一、实验目的1.掌握燃烧热测定的原理和方法。
2.学习使用热电偶温度计测量温度。
3.了解苯甲酸和萘的燃烧热及其热效应。
二、实验原理燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
测定燃烧热可以了解物质的能量性质，为研究物质的结构和反应机理提供依据。
本实验通过测量苯甲酸和萘燃烧时温度的变化，计算出它们的燃烧热。
三、实验步骤1.准备实验器材：热电偶温度计、保温杯、热量计、分析天平、锌粉、氧气、实验样品（苯甲酸和萘）。
2.安装热电偶温度计：将热电偶温度计与热量计连接，确保密封良好。
3.准备样品：用分析天平称取一定量的苯甲酸和萘，分别放入两个保温杯中。
4.开始测量：打开氧气钢瓶，调节氧气流量，点燃燃烧器，将热电偶温度计插入保温杯中，记录初始温度t1。
5.样品燃烧：在氧气流中点燃保温杯中的样品，注意控制氧气流量，使样品完全燃烧。
6.记录温度：燃烧结束后，记录最终温度t2。
7.清洗仪器：用少量乙醇清洗燃烧器及周围区域，确保无残留物。
8.重复实验：对苯甲酸和萘分别进行上述实验，记录每次的初始温度和最终温度。
四、数据分析与处理1.数据记录：记录每次实验的初始温度t1和最终温度t2。
2.数据处理：根据温度差和物质的量，计算出每次实验放出的热量Q。
Q =mc(T2 - T1)，其中m为物质的量，c为比热容，T2和T1分别为最终温度和初始温度。
3.燃烧热计算：根据放出的热量Q和物质的量n，计算出燃烧热ΔH。
ΔH = -nQ / 1000kJ/mol。
其中n为参加反应的物质的量（本实验中为1mol），Q为放出的热量。
注意将单位转换为kJ/mol。
4.结果分析：比较苯甲酸和萘的燃烧热，分析它们的能量性质及结构特点。
五、实验结论通过本实验，我们掌握了燃烧热测定的原理和方法，学会了使用热电偶温度计测量温度。
同时，我们了解了苯甲酸和萘的燃烧热及其热效应，为研究这两种物质的能量性质和结构特点提供了实验依据。
燃烧热的测定(华南师范大学物化实验)
华南师范大学实验报告燃烧热的测定一、实验目的（1）明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧烧热的差别与联系。
（2）测定萘的燃烧热，掌握量热技术基本原理。
（3）了解氧弹卡计的基本原理，掌握氧弹卡计的基本实验技术。
（4）使用雷诺校正法对温度进行校正。
二、实验原理2.1基本概念1mol物质在标准压力下完全燃烧所放出的热量，即为物质的标准摩尔燃烧焓，用表示。
若在恒容条件下，所测得的1mol物质的燃烧热则称为恒容摩表示，此时该数值亦等于这个燃烧反应过程的热力学能变尔燃烧热，用Q V，mΔr U m。
同理，在恒压条件下可得到恒压燃烧热，用Q p，m表示，此时该数值亦等于这个燃烧反应过程的摩尔焓变Δr H m。
化学反应的热效应通常用恒压热效应Δr H m来表示。
假若1mol物质在标准压力下参加燃烧反应，恒压热效应即为该有机物的标准摩尔燃烧热。
把燃烧反应中涉及的气体看做是理想气体，遵循以下关系式：Q p，m=Q V，m+（ΣV B）RT ①2.2氧弹量热计本实验采用外槽恒温式量热计，为高度抛光刚性容器，耐高压，密封性好。
量热计的内筒，包括其内部的水、氧弹及其搅拌棒等近似构成一个绝热体系。
为了尽可能将热量全部传递给体系，而不与内筒以外的部分发生热交换，量热计在设计上采取了一系列措施。
为了减少热传导，在量热计外面设置一个套壳。
内筒与外筒空气层绝热，并且设置了挡板以减少空气对流。
量热计壁高度抛光，以减少热辐射。
为了保证样品在氧弹内燃烧完全，必须往氧弹中充入高压氧气，这就要求要把粉末状样品压成片状，以免充气时或燃烧时冲散样品。
2.3量热反应测量的基本原理量热反应测量的基本原理是能量守恒定律。
通过数字式贝克曼温度计测量出燃烧反应前后的温度该表ΔT，若已知量热计的热容C，则总共产生的热量即为Q V=CΔT。
那么，此样品的摩尔恒容燃烧热为②式是最理想的情况。
但由能量守恒原理可知，此热量Q V的来源包括样品燃烧放热和点火丝放热两部分。
物理化学实验—— 燃烧热的测定教材
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七、思考讨论题
• 1．说明摩尔恒容热效应 （QVm）和摩尔恒压热效应
（QPm）的差别和相互关系。 • 2．简述装置氧弹和拆开氧弹的操作过程。 • 3．为什么实验测量得到的温度差值要经过作图法校正？ • 4．使用氧气钢瓶和减压阀时有哪些注意事项？ • 5. 实验中应如何避免不完全燃烧。
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①将充好氧气的氧弹放入 量热计的内桶，将 SHR—15氧弹式量热计 电极插头插在氧弹两电 极上。
②用容量瓶准确取自来水 3000mL，倒入内捅中。 水面应没过氧弹。如氧 弹有气泡逸出，说明氧 弹漏气，寻找原因并排 除。
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③将SWC-ⅡD精密温 度温差仪传感器插入 内桶水中。
④将电极线嵌入桶盖 的槽中，盖上盖子。 打开SHR—15氧弹式 量热计的电源，开启 “搅拌”开关，进行 搅拌。
擦干待下次实验用。
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五、数据处理
1、将实验条件和实验数据列表纪录: 室温:_______℃；气压:_________kPa； 实验日期:__________；仪器名称型号:__________ 记录数据: 燃烧丝长度_________mm；苯甲酸样品重_________g； 剩余燃烧丝长度______mm；水温______℃。 燃烧丝长度_________mm；萘样品重__________g；剩 余燃烧丝长度______mm；水温______℃。 a.未点火前：10个数据点，每隔30秒记录一次数据 b.点火后：30个数据点，每隔30秒记录一次数 c.平衡后，10个数据点，每隔30秒记录一次数据。
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用氧弹卡计测定物质的燃烧热是在恒容条件下进行的，所 以测得的为恒容燃烧热（QVm）。当一定量待测物质样品 在氧弹中完全燃烧时放出的热量使卡计本身及氧弹周围介 质（本实验用水）的温度升高。通过测定燃烧前后卡计 （包括氧弹周围介质）温度的变化值，就可以求算出该样 品的燃烧热。
物理化学-物理化学-实验一：燃烧热的测定
实验一 燃烧热的测定一、实验目的及要求1．用氧弹量热计测定萘的燃烧热，明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别与相互关系。
2. 了解氧弹量热计的原理、构造及其使用方法，掌握有关热化学实验的一般知识和测量技术。
3. 掌握用雷诺图解法校正温度的改变值。
二、实验原理燃烧热是指一摩尔物质完全燃烧时的热效应。
所谓“完全燃烧”，是指有机物质中的碳燃烧生成气态二氧化碳、氢燃烧生成液态水等。
例如：萘的完全燃烧方程式为：C 10H 8(s)+12O 2(g)=10CO 2(g)+4H 2O(1)燃烧热测定可在恒容或恒压条件下进行。
由热力学第一定律可知：在不做非膨胀功情况下，恒容燃烧热Q v = ΔU , 恒压燃烧热Q p = ΔH 。
在氧弹式量热计中测得燃烧热为Q v , 而一般热化学计算用的值为Q p ， 这两者可通过下式进行换算：Q p = Q v + ΔnRT (1)式中Δn 为反应前后生成物和反应物中气体的物质的量的差值；R 为摩尔气体常数；T 为反应温度（K ）。
在盛有定量水的容器中，放入内装有一定量的样品和氧气的密闭氧弹，然后是样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器，引起温度上升。
若已知水量为W 克，水的比热为C , 仪器的水当量W ’(量热计每升高1o C 所需的热量)。
而燃烧前、后的温度为t 0和t n 。
则m 克物质的燃烧热为：Q ’ = (CW + W ’) (t 0 - t n ) (2)若水的比热为1 (C = 1), 摩尔质量为M 的物质，其摩尔燃烧热为：Q = Mm (W + W ’) (t 0 - t n ) (3) 水当量W ’的求法是用已知燃烧热的物质（如本实验用苯甲酸）放在量热计中燃烧，测其始、末温度，按式（3) 求W ’。
一般因每次的水量相同，(W + W ’)可作为一个定值 （W ）来处理。
故Q = Mm (W ) (t 0 t n ) (4) 在精确的实验中，辐射热及铁丝燃烧所放出的热量及温度计本身的校正都应该考虑。
物化实验
实验1 燃烧热的测定一、目的要求1．用氧弹热量计测定萘的燃烧热。
2．了解氧弹热量计的原理、构造及使用方法。
二、原理燃烧热是指一摩尔物质完全氧化时的热效应。
所谓完全氧化是指C 变为CO 2（气），H 变为H 2O （液），S 变为SO 2（气），N 变为N 2（气），金属如银等都成为游离状态。
燃烧热的测定是热化学的基本手段，对于一些不能直接测定的化学反应的热效应，通过盖斯定律可以利用燃烧热数据间接未清算出。
测定物质燃烧热的氧弹式热量计是重要的热化学仪器，在热化学、生物化学以及某些工业部门中应用广泛。
由热力学第一定律可知，若燃烧在恒容条件下进行，体系不对外作功，恒容燃烧热等体系的改变，D U ＝Q V (1-1)在绝热条件下，将一定量的样品放在充有一定氧气的氧弹中，使其完全燃烧，放出的热量使得体系（反应产物、氧弹及其周围的介质和热量计有关附件等）的温度升高（D T ），再根据体系的热容（C V ，总），即可计算燃烧反应的热效应， Q V ＝－C V D T （1-2），上式中负号是指体系放出热量，放热时体系的内能降低，而C V 和DT 均为正值，故加负号表示。
一般燃烧热是指恒压燃烧热Q p ，Q P 值可由Q V 算得：Q P ＝D H ＝D U ＋P D V ＝Q V ＋P D V （1-3）若以摩尔为单位，对理想气体：Q P =Q V ＋D nRT 这样，由反应前后气态物质摩尔数的变化D n ，就可算出恒压燃烧热Q P 。
反应热效应的数值与温度有关，燃烧热也不例外，其关系为：P C T H ∆=∂∆∂)(式中，D C P 是反应前后的恒压热容差，它是温度的函数。
一般来说，热效应随温度的变化不是很大，在较小的温度范围内，可认为是常数。
由于实验燃烧热测量的条件与标准条件的不同，为求出标准燃烧热，需将求得的实验燃烧热数据进行包括压力、温度等许多影响因素的校正。
在精度要求不高的前提下，可以忽略这些因素的影响。
物理化学——燃烧热的测定
物理化学——燃烧热的测定
燃烧热是指在恒定压力下，一种物质完全燃烧产生的热量。
它是刻画燃烧反应放热程度的重要物理量之一。
测定燃烧热的常用方法之一是通过燃烧热计测量。
燃烧热计是一种用于测定物质燃烧热的仪器，主要由燃烧炉、水箱、温度计和稳压阀等组成。
具体测量步骤如下：
1.准备好实验所需的装置和物质，并将实验室环境条件调整至稳定状态，例如室温和大气压力等。
2.将待测物质与适量的氧气或空气混合，使其在燃烧炉中完全燃烧。
在燃烧过程中，燃烧炉中的温度升高，燃烧热转化为热量。
3.燃烧产生的热量通过传导和对流的方式传递给水箱，使水箱中的水温升高。
4.测量水箱中水的温度变化，并记录其与时间的关系。
根据水的温度变化，可以计算出燃烧产生的热量。
5.根据测量结果，可以通过一些相关公式或计算方法，计算出待测物质的燃烧热。
除了燃烧热计方法外，也可以使用其他测定方法，例如弹性圈热量计、绝对热量计等，都可以测定物质的燃烧热。
燃烧热的测定对于研究物质的燃烧特性、热力学性质以及能量转化等方面具有重要意义。
它在化学工程、燃料研究、环境保护等领域有着广泛的应用。
物理化学——燃烧热的测定
Q p QV ( P V )
(1) (2)
若反应出现气体（视为理想气体）出现，则有：
H U nRT H U nRT
(3) (4)
以上各式中，ΔH 为过程的焓变化，ΔU 为过程的内能变化；P、V、T 分别为反应体系 的压力，体积和热力学温度；Δn 为反应前后反应物与生成物中气体物质的量之差，R 为气 体常数。 量热的仪器称为量热计或卡计，其种类很多。本实验用氧弹 式卡热计测量萘的恒容燃烧热，再用式（3）计算出恒压燃烧热。 氧弹式卡热计的装置如图 1。 其基本原理是能量守恒定律。 样 品完全燃烧后所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：
2. 实验原理
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。所谓完全氧化，是指 燃烧生成最稳定产物，如 C 完全氧化的最终产物是 CO2，H 是 H2O，S 是 SO2，N 是 N2。 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。由恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热 QV 和 恒压燃烧热 QP。由热力学第一定律可知，QV 和 QP 之间具有如下关系：
图 2 雷诺温度校正图
图 3 绝热良好情况下的雷诺温度校正图
3. 实验仪器及试剂
氧弹式卡计一套；氧气钢瓶（带减压器）一个；点火控制器一台；点火丝；贝克曼温度 计一支；苯甲酸（量热基准试剂） ；萘（AR） ；分析天平。
图1
绝热式量热计构造简图 筒
1-弹体 2-坩埚 3-火焰挡板 4-弹盖 5-排气孔 6、9-电极 7-进气孔 8-透气阀 10-点火丝
物理化学——燃烧热的测定
分析天平上准确称重。
②装样并充氧气
拧开氧弹盖，将氧弹内壁擦干净，特别是电极下端的不锈钢丝更应该擦干净。小心将样
品放入坩埚内。准确称取一定长度的引燃铁丝和 15cm 左右长的棉线。将燃烧铁丝两端分别
固定在氧弹内两根电极上，用棉线连接样品和引燃铁丝。用万用表检查确认电极通路后，旋
紧氧弹盖。
旋紧排气管阀门，在指导老师监督下向内缓慢充进 10 个大气压的纯氧。充氧具体方法
燃烧生成最稳定产物，如 C 完全氧化的最终产物是 CO2，H 是 H2O，S 是 SO2，N 是 N2。 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。由恒容或恒压条件下可以分别测得恒容燃烧热 QV 和
恒压燃烧热 QP。由热力学第一定律可知，QV 和 QP 之间具有如下关系：
QP 奈= Qv 奈+△nRT=3844840.171J/mol+(-2×8.314×287.15)J/mol= 3839.92 kJ/mol 6.注意事项
1.压片时既不能压的太紧也不能太松，点火丝一定要和苯甲酸片接触上，否则都可能导 致点火失败。
2.试样应进行磨细、烘干、干燥器恒重等前处理，潮湿样品不易燃烧且有误差。 3.压片紧实度：一般硬到表面有较细密的光洁度，棱角无粗粒，使能燃烧又不至于引起 爆炸性燃烧残剩黑糊等状。
气管阀门，放出氧气。打开氧弹盖，仔细观察燃烧情况，没有残渣则说明燃烧完全，取下剩
余的点火丝在分析天平上称重，小心取下贝克曼温度计和搅拌器，倒出镀铬内筒中的介质水。
擦干仪器，反应前后分别测量自来水的温度，取其平均值为反应温度。
2、萘反应热的测定
称取 0.5g 左右的萘，同法进行上述操作。
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USTC物理化学
实验报告
2013年第二学期实验报告实验三
EXPERIMENT 3
张付瑞
化学与材料科学学院
Department of Materials Science & Engineering
Materials Science
C
由热力学第一定律，恒容过程的热效应。
恒压过程的热
本实验通过测定萘完全燃烧时的恒容燃烧热，恒压燃烧∆H 。
在计算萘的恒压燃烧热时，
∂∂∆⎛⎝ (3)
是反应前后的恒压热容之差,反应的热效应随温度的变化不是很大，在较小的温度范围内
热是一个很难测定的物理量，而温度却很容易测量。
如果有一种仪器，
为了确定量热卡计每升高一度所需要的热量，
C 卡=
=++Q T mQ l V T V ∆∆29598.. 为消耗1mL0.1 mol ·dm -3的NaOH 所相当的热量尽管在仪器上进行了各种改进，但在实验过程中仍不可避免环境。