燃烧焓的测定
吴大维 2006030027 生64 同组实验者：王若蛟
实验日期：2008年3月7日提交报告日期：2008年3月21日
助教：卢晋
1引言
1.1 实验目的
1．使用弹式量热计测定萘的燃烧焓。
2．了解量热计的原理和构造，掌握其使用方法。
3．掌握热敏电阻测温的实验技术。
1.2 实验原理
当产物的温度与反应物的温度相同，在反应过程中只做体积功而不做其它功时，化学反应吸收或放出的热量，称为此过程的热效应，通常亦称为“反应热”。热化学中定义:在指定温度和压力下，一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变，称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓，记作ΔC H m。通常，C、H等元素的燃烧产物分别为CO2(g)、H2O(l)等。由于上述条件下ΔH=Q p，因此ΔC H m也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p。
在实际测量中，燃烧反应常在恒容条件下进行(如在弹式量热计中进行)，这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V（即燃烧反应的摩尔燃烧内能变ΔC U m）。若反应系统中的气体物质均可视为理想气体，根据热力学推导，ΔC H m和ΔC U m的关系为:
（1）式中，T为反应温度(K);ΔC H m为摩尔燃烧焓(J·mol-1);ΔC U m为摩尔燃烧内能变(J·mol-1)；v B(g)为燃烧反应方程中各气体物质的化学计量数。产物取正值，反应物取负值。通过实验测得Q V值，根据上式就可计算出Q p，即燃烧焓的值ΔC H m。
测量热效应的仪器称作量热计，量热计的种类很多，一般测量燃烧焓用弹式量热计。本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定，结构如上图。
实验过程中外水套保持恒温，内水桶与外水套之间以空气隔热。同时，还把内水桶的外表面进行了电抛光。这样，内水桶连同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水便近似构成了一个绝热系统。
量热仪的外桶盖为提升式。将其向上提到限位高度，顺时针旋转约90度，便可停放住。点火电极的上电极触头、内水桶搅拌器及测温器件均固定在外桶盖上，当把桶盖旋转到适当位置降下时，它们便都处于预定位置。搅拌器的马达也固定在外桶盖上，其电源线及点火电极连线经桶盖内部与量热仪的电控部分连通。氧弹的另一极经弹杯、内水桶及外水套与电控部分连通。
将待测燃烧物质装入氧弹时，充入足够的氧气。氧弹放入装有一定量水的内桶中，盖好外桶盖。以电控部分各开关控制搅拌并实现燃烧点火，用热敏电阻作为测温元件，用电子自动平衡记录仪连续记录内桶水温度的变化。
当温度变化不大时，可以认为热敏电阻阻值变化与温度变化成正比；当阻值变化不大时，电桥的不平衡电势U 与阻值变化成正比。所以U ∞?T
由于U 与记录仪的记录曲线峰高?h 成正比，故
?T=a ?h （2）
式中a 为比例常数。设系统（包括所有内水桶中的物质）的热容C 为常数，则当某样品连同辅助物质棉线、金属丝燃烧后，下式成立：
B c B B
m U C T Ca h K h M ??=?=?=?∑ （3） 式中：c B U ?--------物质B 的摩尔燃烧内能变，J ·mol
-1 B m ---------物质B 的质量 ，kg
B M ---------物质B 的摩尔质量 ，kg ·mol -1
C-----------系统热容，也称能当量或水当量 J ·K
-1
K-----------仪器常数，J ·mm -1 h ?---------记录仪记录曲线峰高， mm
先燃烧已知燃烧焓的物质（如苯甲酸），标定仪器常数K ，再燃烧未知物质，便可由上式计算出摩尔燃烧内能变。
2 实验操作
2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图
实验仪器：
GR3500型弹式量热计1套； 热敏电阻1支（约2k Ω）；
大学化学实验计算机接口； 温度计1支；
2000ml ，1000ml 容量瓶各1个； 3000ml 装水盆1个；
镊子1把。
压片机、镍丝、棉线、万用表、台秤、分析天平、剪刀、尺子、氧气瓶功用。
实验药品：
分析纯的苯甲酸和萘。
2.2 实验条件
实验温度：19.5℃
2.3 实验操作步骤及方法要点
2.3.1 样品准备
在台秤上称量约0.8g苯甲酸，在压片机上压成片状，取出药片并轻轻去掉黏附在药品上的粉末，用棉线绕在药片上，将镍丝穿入棉线后在分析天平上准确称量。将苯甲酸片上的镍丝紧拴在氧弹的两根电极上。用万用表检查是否通路，旋紧弹盖。通入1.0MPa的氧气。充气后再检查是否通路与漏气，然后将氧弹放入内水桶内。
2.3.2 仪器准备
接好线路，先将热敏电阻放入外水套，后将热敏电阻放入水盆中，调节水温，使内外大约相差0.6度。准确称取水3000ml倒入内桶中，盖好桶盖。打开量热仪电源，开动搅拌器，接下导通实验开关。
2.3.3 燃烧
当基线走成直线后接下点火开关，若在半分钟之内迅速移动表示点火成功。关掉点火开关，待升温结束后走出直线后停止记录仪。停止搅拌，取出热敏电阻放入外水套中，此时记录笔所指位置为内外水套温度相等处。用电脑软件进行数据处理。切断量热仪热源，取出氧弹，放出燃烧废气。旋开弹盖，检查样品是否燃烧完全，若有黑色物质，实验失败。若燃烧完全，将剩余鎳丝取下称量，倒出内水桶水，将氧弹洗净、擦干。
2.3.4测量未知样品
记录外水套温度。在台秤上面称取约0.6g萘，重复以上操作。
2.3.5实验结束
整理仪器，用计算机拟合数据线并求出萘的燃烧焓，实验结束。
2.3.6 实验注意事项
1．称取样品不可过量，否则会升温过高，记录信号超出量程。
2．氧弹充气后一定要检查确信其不漏气，而且要再次检查两电极间是否通路。
3．将氧弹放入量热仪前，一定要先检查点火控制键是否位于“关”的位置。点火结束后，即将其关掉。
4．氧弹充气操作过程中，人应站在侧面，以免意外情况下弹盖或阀门向上冲出发生危险。
3 结果与讨论
3.1 原始实验数据
表1 实验原始数据记录
被测项目
苯甲酸 萘 棉花质量（g ）
0.0039 0.0041 镍丝总质量（g ）
0.0083 0.0081 总质量（g ）
0.7364 0.6269 镍丝剩余质量（g ）
0.0076 0.0068 外水套温度（℃）
18.407 18.645 被测物分子量
122.12 128.17 峰高Δh （mV ）
97.5984 131.7838
3.2 计算的数据、结果
1和2到点火
交替移动光标1和2到完全燃烧后温度不变的位置
（水平线位置）
光标，将绿色光标放在拟和曲线３与升温曲线的交点上，蓝色光标放在升温曲线上的任何位置，
值。
用计算机计算出萘的燃烧焓为-5391.1504 KJ/mol
接下来用公式（3）及修正公式（1）计算萘的燃烧焓。
已知B c B B
m U C T Ca h K h M ??=?=?=?∑，棉
线和镍丝的燃烧内能变为-16736KJ/Kg 和-3243KJ/Kg ，苯甲酸摩尔燃烧焓为-3231.3KJ/mol
1mol 苯甲酸完全燃烧反应方程式：
C 7H 6O 2+7.5O 2→7CO 2+3H 2O
即可得出∑νB (g)=-0.5代入(1)式：
得出苯甲酸摩尔燃烧内能变为-3230.1KJ/mol
则（3）等号左边为[-3230.1*1000*(0.7364-0.0039-0.0083)/122.12-16736*0.0039-3243*0.0007]J 即-19222.6J ，求得K=-196.963J/mV
对于被测样品萘，（3）等号右边为-25956.5J
左边为[ΔC U*1000*(0.6269-0.0041-0.0081)/128.17-16736*0.0041-3243*0.0013]J
求得萘的ΔC U 为-5396.96KJ/mol
1mol 萘的完全燃烧反应方程式：
C 10H 8+12O 2→10CO 2+4H 2O
进而求得萘的摩尔燃烧焓为-5401.92KJ/mol ，于计算机结果基本一致。
3.3 讨论分析
3.3.1 与标准值对比计算相对误差
萘的标准摩尔燃烧焓约为-5000KJ/mol ，计算相对误差得：
|-5000-（-5401.92）|/|-5000|=8.04%<10.0%
3.3.2 误差分析
本次实验在多个环节都引入了可能造成误差的操作，其中最主要的误差来自样品燃烧过程中量热计本身并不能保证绝热，只能保证等容。因此，实测的温度变化值与恒容完全绝热体系的温度变化△T存在偏差，必须加以校正。于是我们在实验中采用雷诺作图法校正温度变化值，将实验测量的体系温度与时间数据作图，得曲线CAMBD（见下图）
在样品燃烧之前，由于体系被搅动做功和微弱吸热（环境比体系温度高）体系温度随时间微弱升高，见CA线段，A点为样品点火时体系的温度，点火时，样品燃烧放出的热量使体系温度升高，达到最高点B，见AB线段，随后由于体系微弱放热（此时体系比环境温度高），温度随时间微弱下降，见线段BD（。取A、B两点之间垂直于横坐标的距离的中点O作平行于横坐标的直线交曲线于M点，通过M点作垂线ab，然后将CA线和DB线外延长交ab线于E和F 两点。则F点与E点的温差．即为校正后的温度升高值△T。本次实验中量热计绝热情况良好，热量损失很小，但由于搅拌不断引进少量能量，使燃烧后最高点不出现，随时间推移BD接近直线，如图中右边一幅所示，这时仍可按相同原理校正。
本试验依靠上图中的那些线相对位置的差值来测量计算峰值，而且没有像上面所说的用中点来处理数据，而是加入了一条线外水桶温度的线也就是环境温度的线。因为我们认为环境温度是相对稳定的，所以用它作为参考的量将使实验结果更加准确。
除了热交换外，还有很多因素能够引起误差：
药品压片称量后仍可能在操作中损失很小一部分，而且样品暴露在空气中可能受潮；充入的氧气很难保证绝对纯净，内部会有空气（主要成分为氮气）存在，在样品燃烧时氮气将形成硝酸；因为实际实验中无需调节水温，不能保证桶内外0.6℃的温差；样品燃烧完全后将剩余镍丝取下再次称量，如果不够小心，镍丝可能沾上氧弹上的水，这样剩余镍丝质量将增大。
上述误差不论出现在用苯甲酸标定的环节还是出现在样品萘的测定环节，均会使实验结果偏大或偏小（出现在不同环节对结果大小的影响很可能是相反的）。
当然，天平和记录仪器（电脑）本身也存在仪器误差，但由于仪器引入的不确定度未知，很难由此估算萘燃烧焓的相对误差。
4 结论
本次实验测得萘的燃烧焓为-5391.1504 KJ/mol
5 参考文献
清华大学化学系物理化学实验编写组，物理化学实验，清华大学出版社，1992。
6 附录（思考题）
6.1 本实验中如何考虑系统与环境？
答：本实验中，把氧弹和内水桶看作孤立系统，把外水桶及其外部看作环境。氧弹和内水桶系统在燃烧过程中理论上绝热恒容。
6.2 如何考虑标准燃烧焓定义中的“标准”？怎样求得25度下的标准燃烧焓？
答：“标准”指在指定压强（通常为101kpa）和指定温度下，1摩尔标准物质燃烧产生的热量。要求25℃下的标准燃烧焓有两种方法。第一种方法在实验过程中保持实验温度为25℃，但是由于与环境温度有差别，所以误差可能较大。第二种方法就是通过△H1=△H2+∫Cp*dT,由实验温度下计算的萘的燃烧焓，计算出25℃时萘的燃烧焓。
6.3 使用氧气时要注意哪些问题？
答：先将药片上的镍丝紧栓在氧弹的两根电级上，用万用表检查是否通路，旋紧弹盖，使用氧气时，要拧紧盖子和气阀，防止漏气。充气时要先确认输氧口安装正确，当输氧口的气压达到1MPa 时，充氧完毕，将输氧口悬塞推出，取下输氧口，一定要检查确信氧弹不漏气，而且要再次检查两电极间（顶帽与弹盖间）是否通路。氧弹充气操作过程中，人应站在侧面，以免意外情况下弹盖或阀门向上冲出，发生危险。
6.4 实验中硝酸的生成对结果有何影响？如何校正？
答：实验中因为氧气中可能混有空气（主要成分为氮气），于是燃烧中有硝酸生成，产生较大误差。可以将氧弹中残液取出，通过NaOH滴定的方法测得生成硝酸量，然后计算产生这些硝酸的生成焓。在测得的燃烧焓中减去这一部分，就能校正硝酸的生成对结果产生的影响，减小误差。
华南师范大学实验报告 一、实验目的 1、明确燃烧热的定义，了解定压燃烧热与定容燃烧热的差别。 2、掌握量热技术的基本原理；学会测定萘的燃烧热 3、了解氧弹量热计的主要组成及作用，掌握氧弹量热计的操作技术。 4、学会雷诺图解法校正温度改变值。 二、 实验原理 通常测定物质的燃烧热，是用氧弹量热计，测量的基本原理是能量守恒定律。一定量被测物质样品在氧弹中完全燃烧时，所释放的热量使氧弹本身及其周围的介质和量热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T ?，就能计算出该样品的燃烧热。 ()p V Q Q RT n g =+? （1） ()V W W Q Q C W C M +=+样品21总铁丝铁丝水水（T -T ） （2） 用已知燃烧热的物质（本实验用苯甲酸）放在量热计中燃烧，测其始末温度，求出T ?。 便可据上式求出K ，再用求得的K 值作为已知数求出待测物（萘）的燃烧热。 三、仪器和试剂 1.仪器 SHR-15氧弹量热计1台；贝克曼温度计；压片机 2台；充氧器1台；氧气钢瓶1个；1/10℃温度计；万能电表一个；天平 2.试剂 铁丝；苯甲酸(AR)；萘（AR ）；氧气 四、实验步骤 1、测定氧氮卡计和水的总热容量 （1）样品压片：压片前先检查压片用钢模，若发现钢模有铁锈油污或尘土等，必须擦净后，才能进行压片，用天平称取约0.8g 苯甲酸，再用分析天平准确称取一根铁丝质量，从模具的上面倒入己称好的苯甲酸样品，徐徐旋紧 压片机的螺杆，直到将样品压成片状为止。抽出模底的托板，再继续向下压，使模底和样品一起脱落，然后在分析天平上准确称重。 分别准确称量记录好数据，即可供燃烧热测定用。 （2）装置氧弹、充氧气：拧开氧弹盖，将氧弹内壁擦净，特别是电极下端的不锈钢接线柱更应擦十净，将点火丝的两端分别绑紧在氧弹中的两根电极上，选紧氧弹盖，用万用表欧姆档检查两电极是否通路，使用高压钢瓶时必须严格遵守操作规则。将氧弹放在充氧仪台架上，拉动板乎充入氧气。 （3）燃烧温度的测定：将充好氧气后，再用万用表检查两电极间是否通路，若通路将氧弹放入量热计内简。用量筒称3L 自来水，倒入水桶内，装好搅拌轴，盖好盖子，将贝克曼温度计探头插入水中，此时用普通温度计读出水外筒水温和水桶内的水温。接好电极，盖上盖了，打开搅拌开关。待温度温度稳定上升后，每个半分钟读取贝克曼温度计一次，连续记
1、在氧弹里加10ml蒸馏水起什么作用？ 在燃烧过程中，当氧弹内存在微量空气时，N2的氧化会产生热效应。生成NO、NO2等，NO+NO2+H2O=HNO2，而后利用NaOH溶液对其滴定，以扣除N2燃烧引起的放热，若不加入蒸馏水，灰烬落在氧弹内较难清洗，加入水后灰烬落入水中，也便于氧弹清洗。2、在实验中，哪些为体系？哪些为环境？实验过程中有无热损耗，如何降低热损耗？ 在本实验装置中，氧弹的内部是被测物质的燃烧空间，也就是燃烧反应体系。氧弹壳及环境恒温式量热计及内外筒内的水为环境。盛水桶、3000ml水（刚好可以淹没氧弹）和氧弹三部分组成了测量体系，测量体系与环境之间有热量的交换，因为理想的绝热条件是不可能达到的，同时影响热量的交换量大小的因素也比较多，与体系、环境的材质有关；与体系、环境的接触界面积大小有关；与体系、环境的温差有关。所以要定量准确地测量出体系与环境交换的热量是比较困难的。如果有净的热量交换的话，将会增大实验的测量误差。在本实验过程中，样品点火燃烧以后体系的温度肯定将高于环境的温度，体系将热传递给环境，因此就必须在样品点火燃烧以前使体系的温度低于环境的温度，使体系从环境处获得热量，并使体系获得的热量与传出的热量尽量抵消，这样测量的效果就相当于绝热体系的结果。 3、在环境恒温式量热计中，为什么内筒温度要比外筒温度低？低多少合适？ 无法避免体系与环境之间有热量的交换，就希望体系与环境之间交换的热量为零或尽可能的小。在本实验过程中，样品点火燃烧以后体系的温度肯定将高于环境的温度，体系将热传递给环境，因此就必须在样品点火燃烧以前使体系的温度低于环境的温度，使体系从环境处获得热量，并使体系获得的热量与传出的热量尽量抵消，这样测量的效果就相当于绝热体系的结果。根据称样量范围，升温变化应在1.5~2度之间，所以选择起始水温低于环境1度左右，以减少因未采用绝热式热量计而引起的热辐射误差。 4、欲测定液体样品的燃烧热，你能想出测定方法吗？ 采用药用胶囊装取液体试样装入氧弹进行测量。（计算时扣除胶囊的燃烧热）。 采用脱脂棉吸附液体试样方法。（计算时扣除脱脂棉的燃烧热）。 思考题; 1.加入内筒中水的温度为什么要选择比外筒水温低?低多少合适？为什么？ 2.在燃烧热测定实验中，哪些是体系?哪些是环境？有无热交换?这些热交换对实验结果有何影响? 3.在燃烧热测定的实验中，哪些因素容易造成实验误差?如何提高实验的准确度? ①检验多功能控制器数显读数是否稳定。熟习压片和氧弹装样操作，量热计安装注意探头不得碰弯，温度与温差的切换功能键钮，报时及灯闪烁提示功能等。
图1 量热氧弹 实验四 燃烧焓的测定 冷向星 2010011976 材03班（同组实验者：琦） 实验日期：2012-4-5 带实验的老师：春 1 引言 有机化合物的生成焓难以直接从实验中测定，然而有机化合物易于燃烧，含碳、氢和氧等三种元素的有机化合物完全燃烧时生成二氧化碳和水。从有机化合物燃烧的热效应数据也可以估算反应热效应。 通常燃烧焓在等容条件下测定（即称为“氧弹”的不锈钢容器中燃烧），所得数据为值，经换算后可得出值。 1.1实验目的 1．使用弹式量热计测定萘的燃烧焓。 2．了解量热计的原理和构造，掌握其使用方法。 3．掌握热敏电阻测温的实验技术。 1.2实验原理 当产物的温度与反应物的温度相同，在反应过程中只做体积功而不做其它功时，化学反应吸收或放出的热量，称为此过程的热效应，通常亦称为“反应热”。热化学中定义:在指定温度和压力下，一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变，称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓，记作ΔC H m 。通常，C 、H 等元素的燃烧产物分别为CO 2(g)、H 2O(l)等。由于上述条件下ΔH=Q p ，因此ΔC H m 也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p 。 在实际测量中，燃烧反应常在恒容条件下进行(如在弹式量热计中进行)，这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V （即燃烧反应的摩尔燃烧能变ΔC U m ）。若反应系统中的气体物质均可视为理想气体，根据热力学推导，ΔC H m 和ΔC U m 的关系为: p V Q Q nRT =+? （1） 测量热效应的仪器称作量热计，量热计的种类很多，一般测量燃烧焓用弹式量热计。本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定，结构如图1。实验过程中外水套保持恒温，水桶与外水套之间以空气隔热。同时，还把水桶的外表面进行了电抛光。这样，水桶连同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水便近似构成了一 个绝热系统。 将待测燃烧物质装入氧弹中，充入足够的氧气。氧弹放入装有一定量 水的桶中，盖好外桶盖。以电控部分各开关控制搅拌并实现燃烧点火，用 热敏电阻作为测温元件，用电子自动平衡记录仪连续记录桶水温度的变化。 当某样品连同辅助物质棉线、金属丝燃烧后，下式成立：
题目：燃烧热的测定学院名称：化学与环境工程学院专业：化学工程与工艺班级：14化工2 学号：2014333222 姓名：磊 指导老师：旭红
二〇一六年十一月
目录 一目的要求、实验原理·········3~4页二仪器试剂、实验步骤·········5~6页三数据处理、结果讨论·········6~9页四其他·········9~10页
燃烧热的测定 关键词：燃烧热、雷诺温度校正图 一目的要求 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件的原理和作用，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蔗糖的燃烧热； 4、学会雷诺图解法校正温度改变值。 二基本原理 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为燃烧热。所谓完全氧化，对燃烧产物有明确规定。如有机化合物中的碳氧化成一氧化碳不能认为是完全氧化，只有氧化成二氧化碳才是完全氧化。 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Qv和恒压燃烧热Qp。由热力学第一定律可知，Qv等于体积能变化ΔU；Qp等于其焓变ΔH。若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：
ΔH=ΔU+Δ(PV) Qp=Qv+ΔnRT 式中Δn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。 热量计的种类很多，本实验所用的氧弹热量计是一种环境恒温式的热量计。 氧弹热量计测量装置如图1所示，图2是氧弹的剖面图。 图1 氧弹热量计测量装置示意图图2 氧弹剖面图 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： -m样Qv/M-l·Ql=（m水C水+C计）ΔT 式中m样和M分别为样品的质量和摩尔质量；Qv为样品的恒容燃烧热；l和Ql 是引燃用铁丝的长度和单位长度燃烧热；m水和C水是以水作为测量介质时，水的质量和比热容；C计称为热量计的水当量，即除水外，热量计升高1℃所需的热量；ΔT为样品燃烧前后水温的变化值。 为了保证样品完全燃烧，氧弹中须充以高压氧气或其他氧化剂。因此氧弹应有很好的密封性能，耐高压且耐腐蚀。氧弹应放在一个与室温一致的恒温套壳中。
燃烧焓的测定 吴大维 2006030027 生64 同组实验者：王若蛟 实验日期：2008年3月7日提交报告日期：2008年3月21日 助教：卢晋 1引言 1.1 实验目的 1．使用弹式量热计测定萘的燃烧焓。 2．了解量热计的原理和构造，掌握其使用方法。 3．掌握热敏电阻测温的实验技术。 1.2 实验原理 当产物的温度与反应物的温度相同，在反应过程中只做体积功而不做其它功时，化学反应吸收或放出的热量，称为此过程的热效应，通常亦称为“反应热”。热化学中定义:在指定温度和压力下，一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变，称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓，记作ΔC H m。通常，C、H等元素的燃烧产物分别为CO2(g)、H2O(l)等。由于上述条件下ΔH=Q p，因此ΔC H m也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p。 在实际测量中，燃烧反应常在恒容条件下进行(如在弹式量热计中进行)，这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V（即燃烧反应的摩尔燃烧内能变ΔC U m）。若反应系统中的气体物质均可视为理想气体，根据热力学推导，ΔC H m和ΔC U m的关系为: （1）式中，T为反应温度(K);ΔC H m为摩尔燃烧焓(J·mol-1);ΔC U m为摩尔燃烧内能变(J·mol-1)；v B(g)为燃烧反应方程中各气体物质的化学计量数。产物取正值，反应物取负值。通过实验测得Q V值，根据上式就可计算出Q p，即燃烧焓的值ΔC H m。 测量热效应的仪器称作量热计，量热计的种类很多，一般测量燃烧焓用弹式量热计。本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定，结构如上图。
实验过程中外水套保持恒温，内水桶与外水套之间以空气隔热。同时，还把内水桶的外表面进行了电抛光。这样，内水桶连同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水便近似构成了一个绝热系统。 量热仪的外桶盖为提升式。将其向上提到限位高度，顺时针旋转约90度，便可停放住。点火电极的上电极触头、内水桶搅拌器及测温器件均固定在外桶盖上，当把桶盖旋转到适当位置降下时，它们便都处于预定位置。搅拌器的马达也固定在外桶盖上，其电源线及点火电极连线经桶盖内部与量热仪的电控部分连通。氧弹的另一极经弹杯、内水桶及外水套与电控部分连通。 将待测燃烧物质装入氧弹时，充入足够的氧气。氧弹放入装有一定量水的内桶中，盖好外桶盖。以电控部分各开关控制搅拌并实现燃烧点火，用热敏电阻作为测温元件，用电子自动平衡记录仪连续记录内桶水温度的变化。 当温度变化不大时，可以认为热敏电阻阻值变化与温度变化成正比；当阻值变化不大时，电桥的不平衡电势U 与阻值变化成正比。所以U ∞?T 由于U 与记录仪的记录曲线峰高?h 成正比，故 ?T=a ?h （2） 式中a 为比例常数。设系统（包括所有内水桶中的物质）的热容C 为常数，则当某样品连同辅助物质棉线、金属丝燃烧后，下式成立： B c B B m U C T Ca h K h M ??=?=?=?∑ （3） 式中：c B U ?--------物质B 的摩尔燃烧内能变，J ·mol -1 B m ---------物质B 的质量 ，kg B M ---------物质B 的摩尔质量 ，kg ·mol -1 C-----------系统热容，也称能当量或水当量 J ·K -1 K-----------仪器常数，J ·mm -1 h ?---------记录仪记录曲线峰高， mm 先燃烧已知燃烧焓的物质（如苯甲酸），标定仪器常数K ，再燃烧未知物质，便可由上式计算出摩尔燃烧内能变。 2 实验操作 2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图 实验仪器： GR3500型弹式量热计1套； 热敏电阻1支（约2k Ω）； 大学化学实验计算机接口； 温度计1支； 2000ml ，1000ml 容量瓶各1个； 3000ml 装水盆1个； 镊子1把。 压片机、镍丝、棉线、万用表、台秤、分析天平、剪刀、尺子、氧气瓶功用。
浙江万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告 实验名称：燃烧热的测定
一、 实验预习（30分） 1． 实验装置预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 2． 实验仿真预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 3． 预习报告（10分） 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 （1） 实验目的 1．用氧弹量热计测定蔗糖的燃烧热。 2．掌握恒压燃烧热与恒容燃烧热的概念及两者关系。 3．了解氧弹量热计的主要结构功能与作用；掌握氧弹量热计的实验操作技术。 4．学会用雷诺图解法校正温度变化。 （2） 实验原理 标准燃烧热的定义是：在温度T 、参加反应各物质均处标准态下，一摩尔β相的物质B 在纯氧中完全燃烧时所放出的热量。所谓完全燃烧，即组成反应物的各元素,在经过燃烧反应后，必须呈显本元素的最高化合价。如C 经燃烧反应后，变成CO 不能认为是完全燃烧。只有在变成CO 2时，方可认为是完全燃烧。同时还必须指出，反应物和生成物在指定的温度下都属于标准态。如苯甲酸在298.15K 时的燃烧反应过程为： （液）（气）（气）（固）O H CO O COOH H C 22 256372 15 +?+ 由热力学第一定律，恒容过程的热效应Q v ，即ΔU 。恒压过程的热效应Q p ，即ΔH 。它们之间的相互关系如下： nRT Q Q V P ?+= (1) 或nRT U H ?+?=? (2) 其中Δn 为反前后气态物质的物质的量之差。R 为气体常数。T 为反应的绝对温度。本实验通过测定蔗糖完全燃烧时的恒容燃烧热，然后再计算出蔗糖的恒压燃烧ΔH 。在计算蔗糖的恒压
实验二 燃烧热(焓)的测定 一、实验目的 1．了解XRY －1A 型数显氧弹式热量计的原理、构造和使用方法； 2．掌握有关热化学实验的一般知识和技术； 3．测定萘的燃烧热。 二、基本原理 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C 变为CO 2(气)、H 变为H 2O(液)、S 变为SO 2(气)、N 变为N 2(气)、C1变为HCl 水溶液。 燃烧热有等容燃烧热Qv 和等压燃烧热Q P 两种。等容燃烧热是定容条件下测定的燃烧热，由热力学第一定律可知，它等于此过程的内能变化ΔU ，即Qv =ΔU ；而等压燃烧热是定压条件下测定的燃烧热，它等于等压过程的焓变ΔH ，即Q P =ΔH 。若把参加反应的气体视为理想气体，则上述两种燃烧热存在如下关系： n R T Q Q V P ?+= （2－1） 式中Δn 为产物与反应物中气体物质的量之差；R 为气体常数，T 为反应温度。若测得某物质的定容燃烧热Qv ，则可求得定压燃烧热Q P 。定压燃烧热通常用ΔH 表示。 在盛有定量水的容器中。放入内装有m g 样品和氧气的密闭氧弹，然后使样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器引起温度上升。若已知水的质量为w kg ，仪器的水当量为W 1（热量计温度每升高1 K 所需的热量相当于W 1 kg 水温度升高1 K 所需的热量）。若燃烧前、后的温度分别为t 0和t n ，则m g 物质的恒容燃烧热为： Q ˊ＝ C (w ＋ W 1) ( t n － t 0) （2－2） 式中水的热容C = 4.18×103 J ·kg -1·K -1。因此，摩尔质量为M 的物质的摩尔燃烧热为： Q ＝ M/m ·C (w ＋ W 1) ( t n － t 0) （2－3） 水当量W 1的求法是把已知燃烧热的物质（如本实验用苯甲酸）放在热量计中燃烧，测其始、末温度，按式(2－3)求出。 三、仪器和药品 XRY －1A 型数显氧弹式热量计、压片机、剪刀、活动搬手、氧气钢瓶及减压阀、电子天平、2 000 ml 量筒、1 000 ml 量筒、1／10温度计。 镍丝、棉线、苯甲酸(AR)、萘(AR)。 四、实验步骤 1．水当量的测定： (1)将热量计及其全部附件加以检查、整理、并擦洗干净（XRY －1A 型数显氧弹式热量计的使用见附录1）。 (2)用台秤称取0.8 ～ 1.0 g 苯甲酸，在压片机中压成片。剪取0.15 m 长的燃烧丝一根，棉线一根，用电子天平准确称量，其质量分别为W ˊ和W "。用棉线将样品与燃烧丝固定好，再用电子天平（电子天平的使用见附录2）准确称量其总质量为W ，则样品质量为(W －W ˊ－W ")。 (3)将样品小心挂在燃烧皿中，燃烧丝两端紧夹于两电极上，两电极与燃烧皿切不可相碰，以免造成短路。盖好弹盖，用手将螺帽旋紧。用万用表检查两电极是否导通。若导通，则充氧气(钢瓶的使用见附录3，必须事先认真学习)。从进气口充高纯氧气至2.0～2.45 MPa (勿超过2.50 MPa)。 (4)再次用万用表检查氧弹通路后，将氧弹放入热量计内筒内。用量筒量取3 l 水倒入热
实验二 燃烧热的测定 一、目的要求 1.用氧弹量热计测定萘的燃烧热。 2.了解氧弹量热计的原理、构造及使用方法。 二、实验原理 1摩尔物质完全氧化时的反应热称为燃烧热。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)，如银等金属都变成为游离状态。 例如：在25℃、1.01325×105Pa 下苯甲酸的燃烧热为-3226.9kJ/mol ，反应方程式为： 1.01325105165222225C H COOH()+7O ()7CO H O Pa s g g l ??????→℃ ()+3（） 3226.9kJ/mol c m H O ?=- 对于有机化合物，通常利用燃烧热的基本数据求算反应热。燃烧热可在恒容或恒压条件下测定，由热力学第一定律可知：在不做非膨胀功的情况下，恒容燃烧热V Q U =?，恒压燃烧热p Q H =?。在体积恒定的氧弹式量热计中测得的燃烧热为Q V ，而通常从手册上查得的数据为Q p ，这两者可按下列公式进行换算 ()p V Q Q RT n g =+? （2-1） 式中，Δn(g)——反应前后生成物和反应物中气体的物质的量之差； R ——气体常数； T ——反应温度，用绝对温度表示。 通常测定物质的燃烧热，是用氧弹量热计，测量的基本原理是能量守恒定律。一定量被测物质样品在氧弹中完全燃烧时，所释放的热
量使氧弹本身及其周围的介质和量热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T ?，就能计算出该样品的燃烧热。 ()V W W Q Q C W C M + =+样品 21总铁丝铁丝水水（T -T ） （2-2） 式中，W 样品，M ——分别为样品的质量和摩尔质量； Q V ——为样品的恒容燃烧热； W 铁丝,铁丝Q ——引燃用的铁丝的质量和单位质量的燃烧热 （-16.69kJ g Q =?铁丝）； C W 水水，——分别为水的比热容和水的质量； C 总——是量热计的总热容（氧弹、水桶每升高1K ，所需的总 热量）； 21T T -——即T ?，为样品燃烧前后水温的变化值。 若每次实验时水量相等，对同一台仪器C 总不变，则（C W C +总水水）可视为定值K ，称为量热计的水当量。 水当量K 的求法是：用已知燃烧热的物质（本实验用苯甲酸）放在量热计中燃烧，测其始末温度，求出T ?，便可据式2-2求出K 。 三、仪器和药品 1.仪器 SHR-15氧弹量热计1台；SWC-ⅡD 精密温度温差仪1台；压片机 1台；充氧器1台；氧气钢瓶1个。部分实验仪器如图2.1和图2.2所示。
燃烧热的测定 一、实验目的 ●使用氧弹式量热计测定固体有机物质（萘）的恒容燃烧热，并 由此求算其摩尔燃烧热。 ●了解氧弹式量热计的结构及各部分作用，掌握氧弹式量热计的 使用方法，熟悉贝克曼温度计的调节和使用方法 ●掌握恒容燃烧热和恒压燃烧热的差异和相互换算 二、实验原理 摩尔燃烧焓?c H m 恒容燃烧热Q V ?r H m = Q p ?r U m = Q V 对于单位燃烧反应，气相视为理想气体 ?c H m = Q V ＋∑νB RT＝Q V ＋△n(g)RT 氧弹中 放热(样品、点火丝)＝吸热(水、氧弹、量热计、温度计) 待测物质 QV－摩尔恒容燃烧热Mx－摩尔质量 ε－点火丝热值bx－所耗点火丝质量q－助燃棉线热值cx－所耗棉线质量 K－氧弹量热计常数?Tx－体系温度改变值
三、仪器及设备 标准物质：苯甲酸待测物质：萘 氧弹式量热计 1－恒热夹套2－氧弹3－量热容器4－绝热垫片5－隔热盖盖板6－马达7，10－搅拌器8－伯克曼温度计9－读数放大镜11－振动器12－温度计
四、实验步骤 1.量热计常数K的测定 (1) 苯甲酸约1.0g，压片，中部系一已知质量棉线，称取洁净坩埚放置样片前后质量W1和W2 (2)把盛有苯甲酸片的坩埚放于氧弹内的坩埚架上，连接好点火丝和助燃棉线 (3) 盖好氧弹，与减压阀相连，充气到弹内压力为1.2MPa为止 (4)把氧弹放入量热容器中，加入3000ml水 (5) 调节贝克曼温度计，水银球应在氧弹高度约1/2处 (6) 接好电路，计时开关指向“1分”，点火开关到向“振动”，开启电源。约10min后，若温度变化均匀，开始读取温度。读数前5s振动器自动振动，两次振动间隔1min，每次振动结束读数。 (7)在第10min读数后按下“点火”开关，同时将计时开关倒向“半分”，点火指示灯亮。加大点火电流使点火指示灯熄灭，样品燃烧。灯灭时读取温度。 (8)温度变化率降为0.05°C·min-1后，改为1min计时，在记录温度读数至少10min，关闭电源。先取出贝克曼温度计，再取氧弹，旋松放气口排除废气。 (9)称量剩余点火丝质量。清洗氧弹内部及坩埚。 实验步骤 2. 萘的恒容燃烧热的测定 取萘0.6g压片，重复上述步骤进行实验，记录燃烧过程中温度
有机物燃烧焓的测定 一．实验目的 1．明确燃烧焓的定义，了解恒压热效应与恒容热效应的关系。 2．掌握有关热化学实验的一般知识和技术。 3．用氧弹式量热计测定有机物的燃烧焓。 二．实验原理 热化学中定义：在指定温度和压力下，一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变，称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓，记作ΔC H m 。通常，C 、H 等元素的燃烧产物分别为CO 2(g)、H 2O(l)等。由于上述条件下ΔH=Q p ，因此ΔC H m 也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p,m 。 在适当的条件下，许多有机物都能迅速而完全地进行氧化反应，这就为准确测定它们的燃烧焓创造了有利条件。 在实际测量中，燃烧反应常在恒容条件下进行，如在弹式量热计中进行，这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V （即燃烧反应的热力学能变ΔC U ）。若将应系统中的气体物质视为理想气体，根据热力学推导可得ΔC H m 和ΔC U m 的关系为： )(g RT U H B B m c m c ν∑+?=? 或 )(,,g RT Q Q B B m v m p ν∑== （1） 式中，T 为反应温度(K)；ΔC H m 为摩尔燃烧焓(J·mol -1)；ΔC U m 为摩尔燃烧热力学能变(J·mol -1 )；v B (g)为燃烧反应方程中各气体物质的化学计量数，规定生产物取正值，反应物取负值。 通过实验测得Q V,m (J·mol -1 )值，根据上式就可计算出Q p,m (J·mol -1 )，即燃烧焓的值ΔC H m 。 本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定。量热计结构如图1所示，氧弹结构如图2所示。 实 验中，设质量为m a （g ）的待测物质（恒容燃烧热为Q v,m ）和质量为m b （g ）的点火丝（恒容燃烧热为q ，J·g -1 ）在氧弹中燃烧，放出的热可使质量为w m 的水（比热容为c w ，J·K -1 ·g -1 ）及量热器本身（热容为C m ，J·K -1）的温度由T 1升高到T 2，则根据能量守恒定律可得到热平衡关系 )()]().[(1212,T T K T T w c C m q M m Q m w m b a m -?=-?+-=?+? ν （2） 式中，M 为该待测物的摩尔质量；规定系统放热时Q 取负数；K= －( C m +c w · w m )，同一套仪器、当内筒中的水量一定时，K 值恒定，称K 为仪器常数或水当量（J·K -1 ），常用已知燃烧热值Q v 的苯甲酸来测定。求
有机物燃烧焓的测定 学号：10031010517 姓名：谢斌 班级：工艺五班 一、实验目的 1．明确燃烧焓的定义，了解恒压热效应与恒容热效应的关系。 2．掌握有关热化学实验的一般知识和技术。 3．用氧弹式量热计测定有机物的燃烧焓。 4．理解氧弹式量热计的测量原理。 二、实验仪器 氧弹式量热计，精密电子温差测量仪，氧气钢瓶，充氧机，压片机，台称，电子天平，容量 瓶(1000mL)，苯甲酸(分析纯，Q v,m ＝-3227.51 kJ·mol -1 )，萘(分析纯)，专用燃烧镍丝（q ＝-1525 J·g -1 ）。 三、实验原理 （一）实验测定值与理论值关系 热化学中表明：在指定温度和压力下，1mol 物质完全燃烧成指定产物的焓变，称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓，记作ΔC H m 。通常，C 、H 等元素的燃烧产物分别为CO 2(g)、H 2O(l)等。由于上述条件下ΔH=Q p ，因此ΔC H m 也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p,m 。 在适当的条件下，许多有机物都能迅速而完全地进行氧化反应，这就为准确测定它们的燃烧焓创造了有利条件。 但在一般实验中，燃烧反应常在恒容条件下进行，如在弹式量热计中进行，这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V （即燃烧反应的热力学能变ΔC U ）。若将应系统中的气体物质视为理想气体，根据热力学推导可得ΔC H m 和ΔC U m 的关系为： )(g RT U H B B m c m c ν∑+?=? 或 )(,,g RT Q Q B B m v m p ν∑== （1） 式中，T 为反应温度(K)；ΔC H m 为摩尔燃烧焓(J·mol -1 )；ΔC U m 为摩尔燃烧热力学能变 (J·mol -1 )；v B (g)为燃烧反应方程中各气体物质的化学计量数，规定生产物取正值，反应物取负值。 本实验测得Q V,m (J·mol -1)，根据上式就可计算出Q p,m (J·mol -1 )，即燃烧焓的值ΔC H m 。 （二）氧弹式量热计原理
燃烧热实验报告 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。 二、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（Q v,m ），恒容燃烧热这个过程的内能变化（Δ r U m ）。在恒压条 件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热（Q p,m ），恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化 （Δ r H m ）。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,m ＝Q v,m ＋ΔnRT （1） 本实验采用氧弹式量热计测量萘的燃烧热。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。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，而必须经过雷诺矫正作图法进行校正。 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，
燃烧焓的测定实验原理[实验二燃烧焓的测定] 实验二燃烧焓的测定 一、目的要求 1.学会用氧弹热量计测定萘的燃烧焓。 2.了解氧弹热量计的原理、构造及使用方法。 3.进一步明确恒容燃烧焓与恒压燃烧焓之间的区别和联系。 4.学会雷诺图解法，校正温度改变值。 二、实验原理 1.摩尔物质完全氧化时产生的焓称为燃烧焓。所谓完全氧化是指C变为CO2(气)，H变为H2O(液)，S变为SO2(气)，N变为N2(气)，金属如银等都成为游离状态。 通常测定物质的燃烧焓，是用氧弹热量计，样品完全燃烧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的附近的温度升高，但整个量热计(连同样品、助燃物、水、气、弹体、搅拌物等)可以看作是等容绝热系统，其热力学能变△U＝0。△U由4个部分组成：样品在氧弹中等容燃烧产生的△U1，引燃物质燃烧产生的 △U2，微量氮气氧化形成硝酸的能变△U3(极少，可忽略)，量热计自身的能变△U4。于是△U＝△U1＋△U2＋△U3＋△U4＝0，该式还可写成如下更实用的式子，即W样Qv/M+(l·Q镍丝+mQ棉纱)+0+(W 水C水+C计)△T(1) 测量介质在燃烧前后温度的变化值，就可计算出该样品的恒容燃烧焓。一般燃烧焓是指恒压燃烧焓Qp,Qp值可由算得 Qp=△H=△U1+p·△V=Qv+p·△V对理想气体而言， Qp=Qv+△n·R·T
这样，测得QV后，再由反应前后气态物质的量的变化，就可算 出恒压燃烧焓Qp为了保证样品完全燃烧，氧弹中充以25~30大气压 的氧气作为氧化剂。 氧弹放置在装有2000ml水的不锈钢水桶中，水桶外是空气隔热层，再外面是温度恒定的水夹套，样品在氧弹中进行燃烧(见图2－ 2和2－3)。 但是，要使体系完全绝热还无法办到，环境和体系间总会有一定的热交换，因此，实测的温度变化值与恒容完全绝热体系的温度变 化△T存在偏差，必须加以校正。 可采用雷诺作图法校正温度变化值，将实验测量的体系温度与时间数据作图，得曲线CAMBD，见图2－1(a)，在样品燃烧之前，由于 体系被搅动做功和微弱吸热(环境比体系温度高)体系温度随时间微 弱升高，见CA线段，A点为样品点火时体系的温度，点火时，样品 燃烧放出的热量使体系温度升高，达到最高点B，见AB线段，随后 由于体系微弱放热(此时体系比环境温度高)，温度随时间微弱下降，见线段BD。取A、B两点之间垂直于横坐标的距离的中点O作平行 于横坐标的直线交曲线于M点，通过M点作垂线ab，然后将CA线 和DB线外延长交ab线于E和F两点。则F点与E点的温差．即为 校正后的温度升高值△T。 图2－1(a)绝热较差时的雷诺图图2－1(b)绝热良好时的雷诺图 有时量热计绝热情况良好，热漏小，但由于搅拌不断引进少量能量，使燃烧后最高点不出现，如图图2－1(b)所示，这时仍可按相 同原理校正。 三、仪器和试剂 氧弹热量计1台套；氧气钢瓶1个(附减压阀和充气皿)；苯甲酸(标准物质)；萘；2000ml容量瓶；引燃镍丝；压片机；剪刀。 四、实验步骤 1.热量计水当量的测定
燃烧焓的测定-物化实验
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图1 量热氧弹 实验四 燃烧焓的测定 冷向星 ２01001１９76 材0３班（同组实验者:李琦） 实验日期：201２-4-5 带实验的老师姓名：陈春 1 引言 有机化合物的生成焓难以直接从实验中测定,然而有机化合物易于燃烧,含碳、氢和氧等三种元素的有机化合物完全燃烧时生成二氧化碳和水。从有机化合物燃烧的热效应数据也可以估算反应热效应。 通常燃烧焓在等容条件下测定（即称为“氧弹”的不锈钢容器中燃烧)，所得数据为值,经换算后可得出 值。 1.1实验目的 1．使用弹式量热计测定萘的燃烧焓。 2.了解量热计的原理和构造，掌握其使用方法。 ３.掌握热敏电阻测温的实验技术。 1.2实验原理 当产物的温度与反应物的温度相同,在反应过程中只做体积功而不做其它功时,化学反应吸收或放出的热量，称为此过程的热效应,通常亦称为“反应热”。热化学中定义:在指定温度和压力下,一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变,称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓，记作ΔＣH m 。通常,C 、Ｈ等元素的燃烧产物分别为C Ｏ2(g)、H 2Ｏ(l)等。由于上述条件下ΔH=Q p ,因此ΔＣH m 也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p 。 在实际测量中，燃烧反应常在恒容条件下进行（如在弹式量热计中进行)，这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V (即燃烧反应的摩尔燃烧内能变ΔC Ｕｍ)。若反应系统中的气体物质均可视为理想气体,根据热力学推导,ΔＣH ｍ和ΔC U m 的关系为： p V Q Q nRT =+? （１） 测量热效应的仪器称作量热计,量热计的种类很多,一般测量燃烧焓用弹式量热计。本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定，结构如图1。实验过程中外水套保持恒温,内水桶与外水套之间以空气隔热。同时，还把内水桶的外表面进行了电抛光。这样，内水桶连同其中的氧弹、测温器件、搅拌器和水便近似构成了 一个绝热系统。 将待测燃烧物质装入氧弹中,充入足够的氧气。氧弹放入装有一定量水的内桶中，盖好外桶盖。以电控部
实验二 燃烧焓的测定 【实验目的】 1． 掌握数显氧弹式热量计测定物质燃烧焓的热力学原理及方法； 2． 了解数显氧弹式热量计的构造并掌握其使用方法。 【实验原理】 物质的标准摩尔燃烧焓（变）Δc H m (B,T)是指在温度T 和标准状态下，由1 mol 指定相态 的物质与氧气完全氧化的等压反应热。在适当条件下，很多有机物都能在氧气中迅速地完全 氧化，从而可以利用燃烧法快速准确地测定其燃烧焓。 燃烧焓通常用热量计测定。但是用氧弹式热量计（如 图II-2-1）测得的不是摩尔燃烧焓Δc H m ，而是摩尔燃烧热力 学能（变）Δc U m 。若把参与反应的气体视为理想气体，并 忽略压力对燃烧焓的影响，则可按下式将摩尔燃烧热力学 能换算成标准摩尔燃烧焓： Δc H m (B,T)=Δc U m (B,T)+ΣB νB(g)RT (2.1) 式中νB(g )为参加反应的气体物质的化学计量数，对反应 物νB(g)取负号，而对产物νB(g)取正号。 用氧弹式热量计测定燃烧焓时，要尽可能在接近绝热的条件下进行。实验时，氧弹放置在装有一定量水的内桶中，内桶外是空气隔热层，再外面是温度恒定的水夹套。整个热量计可看做一个等容绝热系统，其热力学能变ΔU 为零。ΔU 由四部分组成：样品在氧气中等容燃烧的热力学能Δc U(B)；引燃丝燃烧的热力学能Δc U 。氧弹中微量氮气氧化 成硝酸的等容生成热力学能Δf U(HNO 3)；热量计（包括氧弹，内桶，搅拌器和温度感应器等） 的热力学能变化ΔU （热力计） 。因此，ΔU 可表示为： ΔU=Δc U (B)+ ΔU c(引燃丝)+Δf U (HNO3)+ ΔU (热量计) 式中Δf U (HNO3)相对于样品的燃烧热值极小，而且氧弹中的微量氮气可通过反复充氧加以 排除，因此可忽略不计，上式则变为： ΔU=Δc U (B)+ Δc U (引燃丝)+ ΔU (热量计)=0 如果已知物质的质量、等容燃烧热值及燃烧前后系统温度的变化ΔT ，则上式还可以写 为更实用的形式： m （B ）·Q v(B) + m 2Q 2 + C ΔT = 0 (2.2) 式中m (B)为样品的质量（g ）；Q v(B)为样品的等容燃烧热值（J·g -1）；m 2为燃烧掉的引燃丝 的质量（g ）；Q 2为引燃丝的燃烧热值（J·g -1） 。C 为热量计的能当量，即热量计每升高1K 所需吸收的热量（J·K -1） ；ΔT 为修正后的内桶中水的真实温差（℃）。m (B ) 和m 2 的数值可直接由实验测得，而真实温差ΔT 可由对实测温差进行修正获得。实验测得能当量C 后，可根据式 （2.2）计算Q v(B)，进而换算为样品的燃烧热力学能变Δc U m(B,T)。再根据式（2.1）可计算样品 的标准摩尔燃烧焓Δc H m θ(B,T)。
华南师范大学实验报告 学生姓名学号 专业年级、班级 课程名称物理化学实验实验项目燃烧焓的测定 实验类型□验证□设计□综合试验时间2019 年 4 月23 日 实验指导老师实验评分 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）掌握量热技术基本原理，测定萘的燃烧热。 （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）利用雷诺校正法对温度进行校正。 二、实验原理 2.1基本概念 物质的标准摩尔燃烧焓是指1mol物质在标准压力下完全燃烧所放出的热量。若在恒容条件下测得的1mol物质的燃烧热称为恒容摩尔燃烧热Q V ，m 数值上等于这个燃烧反应过程的热力学能变Δr U m；恒压条件下测得的1mol物质的燃 烧热成为恒压摩尔燃烧热Q p ，m ，数值上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。若参加燃烧反应的是标准压力下的1mol物质，则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 ① ΣV B 为生成物中气体物质的计量系数减去反应物中气体物质的计量系数；R 为气体常数；T为反应的绝对温度；Q p ，m 、Q V ，m 的量纲为J/mol。 2.2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。热是一个很难测定的物理量，热量的传递往往表现为温度的改变。而温度却很容易测量。在盛有定量水的容器中，样品的物质的量为nmol，放入密闭氢弹，充氧，使样品完全燃烧，放出的热量
实验一 燃烧热的测定 1. 摘要 弹式量热计，由M.Berthelot [1][2]于1881年率先报导，时称伯塞洛特(Berthlot bomb )氧弹。目的是测?U 、?H 等热力学性质。绝热量热法，1905年由Richards 提出。后由Daniels [3]等人的发展最终被采用。初时通过电加热外筒维持绝热，并使用光电池自动完成控制外套温度跟踪反应温升进程，达到绝热的目的。现代实验除了在此基础上发展绝热法外，进而用先进科技设计半自动、自动的夹套恒温式量热计，测定物质的燃烧热，配以微机处理打印结果。利用雷诺图解法或奔特公式计算热量计热交换校正值?T 。使经典而古老的量热法焕发青春。 1mol 物质完全氧化时的反应热称为燃烧热，燃烧产物必须是稳定的终点产物CO 2（g ）和H 公式： (2.1.1) 求水当量C J 及萘的燃烧热Q V Q J V -样 (2.1.2) 第一次燃烧，以苯甲酸作为基准物，求水当量C J （热量计热容），单位为J ?K -1。第二次燃烧，测被测物质萘的恒容燃烧热Q V ，利用（2.1.1）式再求算Q p 。 两次升温值都利用雷诺校正图求?T 值。或用奔特公式校正?T ： 1 关键词：燃烧热 氧弹式热量计 水当量 误差传递 2. 仪器与试剂 氧弹热量计 1套 氧气钢瓶 1只 压片机 1台 容量瓶 2000mL 1个 万用表 1个 烧杯（1000mL 2000mL ） 各1只
专用燃烧丝(中间绕几圈成电炉丝状) 10~15cm HR—15B多功能控制箱1台可与微机连接并打印输出 苯甲酸（A?R）1.0~1.2克萘（A?R）0.6~0.8克均压成片状。 经典式: 贝克曼温度计 现代式: 铂电阻＋电桥代替贝克曼温度计新式氧弹与压片机 半自动: 热敏电阻探头，数显型或微机型外夹套恒温式。 全自动式：铂电阻传感，WZR－1微电脑精密快速自动热量计，自动数据处理。 半自动式：WHR—15A（B）数显型氧弹式(B型可配微机)热量计主机部分： 3．预习与提问 （1）什么是燃烧热？其终极产物是什么？ （2）实验测仪器常数采用什么样的办法？水当量是什么含义？ （3）氧弹式热量计测燃烧热的简单原理？主要测量误差是什么？如何求Q p？（4）为什么说高精度的燃烧热数据较之生成热数据更显得必要？ 4．操作注意 准备工作： ①检验多功能控制器数显读数是否稳定。熟习压片和氧弹装样操作，量热计安装注意探头不得碰弯，温度与温差的切换功能键钮，报时及灯闪烁提示功能等。 ②干燥恒重苯甲酸(0.9~1.2g)和萘(0.6~0.8g)压片，注意紧实度，分析天平称样。 ③容量瓶量取3000mL水，调节水温低于室温1K。 ④量取两根10厘米点火丝，中段在原珠笔蕊上绕几圈。燃烧丝缚紧使接触电阻尽可能小。氧弹充氧注意小动作缓缓旋开减压阀。 ⑤氧弹内预滴10mL水，促产物凝聚成硝酸。