4(1)-燃烧反应热力学有关概念
消防燃烧学
消防燃烧学第一章火灾燃烧基础知识第一节燃烧的本质和条件一、燃烧的本质（识记）燃烧是可燃物与助燃物相互作用发生的强烈放热化学反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象。
游离基的链式反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中的物理现象。
二、燃烧条件及其应用（简单应用）（一）燃烧条件燃烧的发生必须具备三个基本条件，即可燃物、助燃物和点火源。
1．可燃物（还原剂）如氢气、乙炔、乙醇、汽油、木材、纸张、塑料、橡胶、纺织纤维、硫、磷、钾、钠等。
2．助燃物（氧化剂）如空气（氧气）、氯气、氯酸钾、高锰酸钾、过氧化钠等。
一般‘3．点火源如明火、高温表面、摩擦与冲击、自然发热、化学反应热、电火花、光热射线等。
上述三个条件还需满足以下数量要求，并相互作用：(1)一定的可燃物浓度氢气的体积分数低于4%时，不能点燃；煤油在20℃时，由于蒸发速率较小，接触明火也不能燃烧。
(2)一定的助燃物浓度或含氧量例如，一般的可燃材料在氧气的体积分数低于13%的空气中无法持续燃烧。
(3)一定的着火能量即能引起可燃物质燃烧的最小着火能量。
(4)相互作用燃烧的三个基本条件须相互作用，燃烧才可能发生和持续进行。
（二）燃烧条件的应用根据着火三角形1．控制可燃物2．隔绝空气3．消除点火源4．防止形成新的燃烧条件，阻止火灾范围的扩大根据燃烧四面体1．隔离法2．窒息法3．冷却法4．化学抑制法第二节燃烧分类与燃烧基本过程一、燃烧分类（识记）按照参与燃烧时物质的状态分类：气体燃烧、液体燃烧和固体燃烧。
按照可燃物与助燃物相互接触与化学反应的先后顺序分类：预混燃烧和扩散燃烧。
按照化学反应速度：热爆炸和一般燃烧。
按照参加化学反应的物质：化合反应燃烧和分解爆炸燃烧。
按照反应物参加化学反应时的状态：燃烧可分为气相燃烧和表面燃烧按照着火的方式分类：自燃和点燃。
绝大部分物质的燃烧都属于气相燃烧。
物质燃烧剩余的残炭和金属物质的燃烧等是表面燃烧。
二、燃烧的基本过程（领会）（一）可燃固体的的熔化、分解或升华过程燃烧过程中发生熔化的主要是热塑性材料，塑料的熔化没有明确的熔点。
第二章热力学第一定律
所研究的 物质对象
系统与环境
物质进出 能量得失 √ √
封闭系统 隔离系统
√
状态及状态函数
系统有p, V, T, 组成, 内能等等宏观性质, 系统内的每个粒子 又有结构, 运动情况和粒子间相互作用等微观性质. 系统的宏观 性质有些是各粒子微观性质的某种平均作用, 如温度是分子热 运动的平均强度; 有些则是粒子微观性质的总体表现, 如压力是 分子运动碰撞容器壁面时对单位面积壁面的总垂直力.
状态及状态函数
系统的状态 是系统所有宏观性质的综合表现. 具有单值对应的函数关系 (a) 系统所有的性质一定, 状态就一定; (实际上当系统中物质量及组成, 温度, 压力(或体积) 一定时, 状态便可确定) (b) 状态一定, 系统所有的性质均一定. 因此, 宏观性质又称为状态函数 状态函数的基本性质——状态函数法的基础. • 其微小变化值可用数学上的全微分表示，如dT, dp, dV… • 其增量只与系统的始态和终态有关, 与具体变化途径无关
系统的宏观性质简称性质, 有的可以测量, 有的不可以测量. 性质可分为如下两大类:
系统的性质
{ 强度性质 无空间上的加和性: T,
T p T p
广延性质 有空间上的加和性: n, V ,U, H ,S ,G …
p ,Vm , Um …
nL VL UL SL nR VR UR SR
两者的关系：广延性质的 摩尔量是(准)强度性质， 如:摩尔体积 Vm 等.
{p
su
}
W
p始
一粒粒取走砂粒 (剩 余 砂 粒 相 当 前 述 一个重物)
V终
p始
V始
《燃烧学讲义》课件
能量转化
燃烧反应中的能量转化过程，包 括焓变、内能变化等，解释能量 转化的关键概念。
平衡态与非平衡态
燃烧反应中的平衡态和非平衡态 的概念以及相互转化的条件和特 点。
爆炸理论
深入研究爆炸反应的机理和特性，包括爆轰波的传播、爆炸温度和压力等关键概念的介绍。
1
爆炸理论概述
简要介绍爆炸反应的基本原理和定义，
《燃烧学讲义》PPT课件
燃烧学是研究燃烧及相关现象的学科，涉及热力学、化学动力学、流体力学 等多个领域。本课件将带你深入了解燃烧学的基础知识和应用。
燃烧学介绍
详细介绍燃烧学的概念、研究对象以及与其他学科的关系，帮助大家理解燃烧学的重要性和应用 价值。
研究领域广泛
燃烧学涵盖化学、物理、力学等多个学科领域，与许多实际问题密切相关。
预混火焰
探讨预混火焰的形成和特性， 分析混合气浓度对火焰传播速 度的影响。
燃烧极限
介绍燃烧极限概念和测定方法， 以及燃料和氧气浓度对燃烧的 影响。
火焰传递和统计理论
研究火焰的传递规律和统计性质，探讨火焰在不同条件下的行为和特点。
1 火焰传播机制
解释火焰传播的基本机制和影响因素，从微观和宏观层面进行讨论。
燃烧反应机理
了解不同物质的燃烧反应机理，对于安全控制、能源利用等方面都有重要意义。
燃烧产品分析
通过燃烧产物分析，可以得到有关燃料的详细信息，对环境保护和排放控制有重要作用。
热力学基础知识
介绍燃烧反应过程中涉及的热力学基本概念和定律，为后续的研究和理解提供必要的理论基础。
熵的概念
深入探讨熵的含义和作用，解释 燃烧过程中熵变的重要性。
爆轰波的形成
2
为后续的内容打下基础。
燃烧焓与生成焓的公式关系
燃烧焓与生成焓的公式关系燃烧焓与生成焓是热力学中常用的两个概念，它们之间有着紧密的关系。
本文将从燃烧焓和生成焓的定义、计算方法以及它们之间的公式关系三个方面进行探讨。
一、燃烧焓和生成焓的定义燃烧焓是指在恒压下，1mol反应物完全燃烧生成的产物所释放的热量，通常用ΔHc表示。
燃烧焓的计算需要知道反应物和产物的化学式以及化学反应方程式。
生成焓是指在恒压下，1mol物质从其组成元素中生成的反应所吸收的热量，通常用ΔHf表示。
生成焓的计算需要知道物质的化学式以及化学反应方程式。
二、燃烧焓和生成焓的计算方法1. 燃烧焓的计算方法燃烧焓的计算需要用到反应热的概念，即反应所释放或吸收的热量。
反应热可以通过热量计进行测量，也可以通过热力学计算的方法来求得。
燃烧焓的计算公式为：ΔHc = ΣnΔHf（产物）- ΣnΔHf（反应物）其中，ΔHf（产物）和ΔHf（反应物）分别表示产物和反应物的生成焓，n表示反应物或产物的摩尔数。
2. 生成焓的计算方法生成焓的计算需要用到标准生成焓的概念，即在标准状态下，1mol物质从其组成元素中生成的反应所吸收的热量。
标准状态是指在1个大气压下，温度为298K（25℃）。
生成焓的计算公式为：ΔHf = ΣnΔHf（产物）- ΣnΔHf（反应物）其中，ΔHf（产物）和ΔHf（反应物）分别表示产物和反应物的标准生成焓，n表示反应物或产物的摩尔数。
三、燃烧焓与生成焓的公式关系燃烧焓和生成焓之间有着紧密的关系，它们之间可以通过一些公式进行转化。
1.燃烧焓与生成焓的关系通过热力学计算，可以得到燃烧焓和生成焓之间的关系：ΔHc = ΣnΔHf（产物）- ΣnΔHf（反应物）ΔHf = ΣnΔHf（反应物）- ΣnΔHf（产物）其中，ΔHc表示燃烧焓，ΔHf表示生成焓，n表示反应物或产物的摩尔数。
2.燃烧焓与反应热的关系燃烧焓和反应热之间的关系是：ΔHc = qv/m其中，qv表示反应热，m表示反应物的质量。
燃烧学-绪论
始被作为热力学平衡体系来研究，从而阐明了燃烧
过程中一些最重要的平衡热力学特性，如燃烧反应 的热效应， 燃烧产物平衡组成，绝热燃烧温度、 着火温度等。 – 热力学成为燃烧现象认识的重要而唯一的基础。
• 20世纪初：燃烧反应动力学——Semonov，Lewis
– 美国化学家刘易斯和俄国化学家谢苗诺夫等人将化 学动力学的机理引入燃烧的研究。 – 确认燃烧的化学反应动力学是影响燃烧速率的重要 因素，且发现燃烧反应具有链锁反应的特点。 – 才初步奠定了燃烧理论的基础。
2 气态燃料（包括天然气，煤气等）本是一种 燃烧非常干净且燃烧过程易于控制的燃料，但 由于输送过程的安全问题，限制其大量使用。 石油和天然气毕竟远于煤，因此，煤可能成 为主要能源。 另外一个严重影响发展趋势的问题，是人类 环境问题的关注。
– 拉瓦锡很快在实验中证明，这种物质在空气中的比
例为1/5，并命名这一物质为“氧”(原义为酸之源) – 拉瓦锡正确的燃烧学说得到确立，并因此而引起了
化学界的一大革新。
– 这仅仅是揭开了燃烧的本质。
• 19世纪：燃烧热力学 —— Kerchief，Hess
– 19世纪，由于热力学和热化学的发展，燃烧过程开
• 火的使用是人类出现的标志之一。
• 人类的物质文明史与燃烧技术的发展不可分割
——人类社会文明进程的每一个里程碑，以及 发明改进，都离不开燃烧技术的改进与提高 • 火的历史也就是人类社会进步的历史。
2 . 燃烧现象无处不在 • 日常生活：居室取暖、家用电器所用电
• 动力生产：电厂、锅炉厂、交通工具（汽车发 动机、航空发动机）、空间技术（火箭燃烧技 术） • 工业：钢、铁、铝及其他有色金属的冶炼过程、 石油的炼制、许多的工业燃烧设备（铝合金溶 解炉、保温炉、热处理炉、燃烧机、玻璃熔解 池、焙烧窑、助气锅炉、水套炉）
化学必修一知识点总结笔记遇则安啦
化学必修一知识点总结笔记一、化学的研究对象和基本学科思想1. 化学的定义化学是研究物质的组成、结构、性质、变化规律及其应用的一门自然科学。
2. 化学的基本学科思想化学的基本学科思想包括：（1）物质是由不同种类的元素组成的；（2）元素是由原子构成的；（3）原子是由质子、中子和电子组成的；（4）化学变化是原子重新排列的过程。
二、物质的分类1. 物质的分类根据物质的组成和性质，可以将物质分为元素、化合物和混合物三种类型。
2. 元素元素是由相同类型的原子组成的物质，具有一定的化学性质和物理性质。
3. 化合物化合物是由两种或两种以上不同元素以固定的化学组成比例结合而成的物质。
4. 混合物混合物是由两种或两种以上不同物质以任意比例混合而成的物质。
三、原子结构和元素周期律1. 原子的结构（1）原子的基本结构包括原子核和电子云；（2）原子核由质子和中子组成，质子和中子几乎占据了原子核的全部质量。
2. 元素周期表（1）元素周期表是将元素按照原子序数和周期性性质排列得到的一张表；（2）元素周期表的主要构成包括周期、族、同位素等。
3. 元素的周期性规律（1）元素周期表上的元素呈现出一定的周期性规律，主要表现为原子半径、电离能、电子亲和能等性质的周期变化。
四、电子结构和化学键1. 电子结构（1）电子结构是指电子在原子或离子中的分布；（2）电子结构主要包括主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数等。
2. 化学键（1）化学键是原子间由电子形成的吸引力，它是维持化合物稳定性的基础；（2）常见的化学键包括离子键、共价键和金属键。
五、离子和离子化合物1. 离子（1）离子是带电的原子或原子团，可以是正离子也可以是负离子；（2）离子形成的主要方式包括原子失去或获得电子。
2. 离子化合物（1）离子化合物是由正离子和负离子通过离子键结合而成的化合物；（2）离子化合物的物理性质包括熔沸点高、易溶于水等，化学性质包括电离导电、在水中发生电解等。
2-燃烧热力学基础解析
何为燃烧反应计算？
燃烧反应计算：按照燃料中的可燃物分子与氧化剂分 子进行化学反应的反应式，根据物质平衡和热量平衡 的原理，确定燃烧反应的各参数。
燃烧空气量的计算
燃烧反应计算
燃烧产物的计算
燃烧反应计算的条件
燃料成分 氧化剂（空气）
一、燃烧空气量的计算(单一燃料或复合燃料)
根据燃烧反应物化学当量 关系的计量方程，即燃烧 的化学方程式 确定
3. 燃烧前后工质摩尔值变化
燃烧前后工质摩尔值变化
1
（1）燃烧前后混合气的数量 空气和燃料蒸气组成 燃料分子量为mT
1kg燃料形成的混合气摩尔量
1 n1 L0 mT
(km ol/ kg燃料 )
（1）燃烧前后混合气的数量
例：燃料成分由C、H、O、S组成，且C＋H＋O＋S＝1kg 其中C为Ckg，H为Hkg，O为Okg，S为Skg， C ：C kg
1kmolH2 ： 1 kmolO2
C kmol CO 2 12
H 2 kmol H 2O 4
S kmol SO 2 32
79 n2 X 反应产物 X O 2 1L0 21 过量空气 反应产物
燃烧所需要的最小氧量： Omin C H S O
12 4 32
32
对应的最小空气量：
Lmin
n 1 C H OS ( ) 0.21 0.21 12 4 32
实际空气消耗量：
L Lmin
L 实际空气量 Lmin 理论空气量
过量空气系数
当
二、燃烧产物的组成
（combustion production）
1. 完全燃烧产物组成：
化学反应的燃烧热计算方法
化学反应的燃烧热计算方法燃烧热是指在恒定压力下，物质燃烧时释放或吸收的热量。
它是研究化学反应热力学性质的重要参数之一。
准确计算化学反应的燃烧热，对于理解化学反应的能量变化以及工业生产和环境保护方面具有重要意义。
1. 燃烧热的定义与表达式燃烧热的定义是指在常压条件下，单位物质的完全燃烧所释放的热量。
在反应中，反应物A经过化学反应变成产物B，反应热ΔH与反应物和产物的焓变相关。
表达式如下：ΔH = H(反应物) - H(产物)2. 根据化学方程式计算燃烧热计算燃烧热的常用方法是通过化学方程式。
以燃烧反应为例，假设甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水的反应方程式为：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O根据燃烧反应方程式，可以得到：ΔH = H(“二氧化碳和水”) - H(“甲烷和氧气”)其中，H(“二氧化碳和水”)表示二氧化碳和水的混合物的焓值，H(“甲烷和氧气”)表示甲烷和氧气的混合物的焓值。
3. 反应物和产物的焓变计算对于计算燃烧热，需要了解反应物和产物的焓变。
焓变是指在恒定压力下，物质在化学反应中吸收或释放的能量。
常见的焓变计算方法有以下几种：(1) 标准生成焓变法：通过测定反应物和产物所需的摩尔生成焓变，计算燃烧热。
这种方法适用于已经测定了物质生成焓变的情况。
(2) 基流体焓法：将物质的生成焓变视为其组成元素的焓变相加。
这种方法在一些无法直接测定生成焓变的物质中有较广泛的应用。
(3) 存在焓法：通过测定物质在不同物态下的焓变，计算燃烧热。
这种方法适用于无法在标准生成焓变法或基流体焓法中得到准确结果的物质。
4. 实例应用以甲烷的燃烧为例，通过标准生成焓变法计算燃烧热。
甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应方程式如下：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O根据已知数据，甲烷的生成焓变为ΔHf(CH4) = -74.86 kJ/mol，二氧化碳的生成焓变为ΔHf(CO2) = -393.5 kJ/mol，水的生成焓变为ΔHf(H2O) = -285.8 kJ/mol。
第一章 热力学第一定律
糖水
糖水 糖
均相系统
多（复、非均）相系统
化学平衡：系统内化学组成不变
物理化学 第一章 热力学第一定律 宁夏大学新华学院
Joule（焦耳）和 Mayer（迈耶尔)自1840年起，历经 20多年，用各种实验求证热和功的转换关系，得到的结 果是一致的。
即： 1 cal = 4.1840 J
状态函数:确定体系状态的物理量 (p,V,T)
特点: (1) 状态一定，状态函数一定。
(2) 状态变化，状态函数也随之而变,且状态函数
的变化值只与始态、终态有关,与变化途径无关。
物理化学
第一章 热力学第一定律
宁夏大学新华学院
§1.2 热力学基本概念及术语
容量（广度）性质：与物质的数量成正比，具有加和性 如：V、n、C 强度性质：与物质的数量无关，不具有加和性 如：P、T、Vm 、ρ T1 P1 V1 T2 P2 V2
（c）整个膨胀过程中，始终保持外压比气体压力p只差无限小数值
p外=p-dp
W p外dV ( p d p)dV pdV dpdV
V1 V1 V1 V1
V2
V2
V2
V2
物理化学
第一章 热力学第一定律
宁夏大学新华学院
§1.4 体积功
准静态过程：由无限多个极其接近平衡态（静态）的步骤组成
学能的变化 (能量守恒定律)
物理化学 第一章 热力学第一定律 宁夏大学新华学院
1.3 能量守恒----热力学第一定律
热和功的取号与热力学能变化的关系 系统吸热 Q>0 环境 U > 0 W>0 系统 系统放热 Q<0 U <0 W<0
U = Q + W
化学反应中的热效应与热反应知识点总结
化学反应中的热效应与热反应知识点总结热效应是指化学反应过程中伴随着的能量变化。
热反应则指能量在化学反应中的传递和转化过程。
理解热效应和热反应对于理解和预测化学反应的性质、速率和平衡态具有重要意义。
本文将对热效应和热反应的基本概念、计算方法以及其在化学反应中的应用进行总结。
一、热效应的定义与分类1.1 热效应的定义：热效应是化学反应过程中伴随能量变化的量度，常用单位是焦耳（J）或千焦（kJ）。
1.2 热效应的分类：(1) 焓变（ΔH）：表示在恒定压力下，反应物到生成物之间的能量差异。
热效应可以是吸热反应（ΔH>0）或放热反应（ΔH<0）。
(2) 熵变（ΔS）：表示反应发生时体系的无序程度变化。
熵变可正可负，正表示反应使体系的无序度增加，负表示反应使体系的无序度减少。
(3) 自由能变（ΔG）：表示在恒定温度下，反应发生时体系可用能的变化。
自由能变可正可负，负表示反应可以自发进行，正表示反应不可逆进行。
二、热反应的计算方法2.1 基于热效应的热反应计算热反应计算需要用到反应热效应（ΔH）的数值。
根据热反应的平衡方程式，可以通过以下方法计算热反应的热效应：(1) 热量平衡法：通过多个反应方程的热效应关系，将所需反应的热效应与已知反应的热效应相连，进行热量平衡计算。
(2) 反应焓和法：根据反应物和生成物的热反应焓，通过反应物和生成物之间的热效应相加减，计算所需反应的热效应。
2.2 基于热反应的热平衡计算在化学反应中，热反应也可以用于热平衡的计算。
根据热反应的热效应和温度变化，可以计算热平衡条件下的反应物和生成物的物质转化量。
三、热效应与化学反应性质的关系3.1 热效应与化学反应速率热效应对化学反应速率有重要影响。
通常情况下，放热反应速率较快，而吸热反应速率较慢。
放热反应速率较快是因为反应放出的热能可以提供激活能，促进反应的进行；吸热反应速率较慢是因为反应需要吸收热能来克服吸附、解离等过程的能垒。