第一篇：燃燒熱的測定(論文)

燃燒熱的測定

班級：09化師

姓名：霍間芳

學(xué)號：2009234135 [摘 要]以苯甲酸、蔗糖為樣品，使用SHR—15氧彈式量熱計、貝克曼溫度計、數(shù)字溫度溫差儀等儀器，首先測定苯甲酸的水當(dāng)量，而后測定待測物蔗糖的燃燒熱。在測定過程中，必須注意幾個要點(diǎn)：壓片不松不緊，充氧后必須保證通路，點(diǎn)火前溫度變化的觀察，穩(wěn)定后才點(diǎn)火，還有是苯甲酸水當(dāng)量的測定完后，必須切換窗口測定蔗糖的燃燒熱。根據(jù)公式求出：Q總熱量=Qv樣品(m/M)+Q燃絲（m點(diǎn)前-m點(diǎn)后）=W（T始-T終）=WΔT [關(guān)鍵詞]苯甲酸；蔗糖；水當(dāng)量；燃燒熱；壓片；充氧；點(diǎn)火；

Determination of Combustion Heats

Huojianfang(1.Department of Chemistry，F(xiàn)oshan University，F(xiàn)oshan528000，China)Abstract: To benzoic acid, sucrose for samples, use SHRQ ran silk(m o 'clockT final)Keywords:benzoic acid;sucrose;water equivalent;burning hot;presser;oxygen-rich;ignition;

燃燒熱可在恒容或恒壓情況下測定。由熱力學(xué)第一定律可知：在不做非膨脹功情況下，恒容反應(yīng)熱QV＝ΔU，恒壓反應(yīng)熱Qp＝ΔH。在氧彈式量熱計中所測燃燒熱為QV，而一般熱化學(xué)計算用的值為Qp，這兩者可通過下式進(jìn)行換算： Qp＝QV ＋ ΔnRT 在盛有定量水的容器中，放入內(nèi)裝有一定量樣品和氧氣的密閉氧彈，然后使樣品完全燃燒，放出的熱量通過氧彈傳給水及儀器，引起溫度升高。氧彈量熱計的基本原理是能量守恒定律，測量介質(zhì)在燃燒前后溫度的變化值，則恒容燃燒熱為：

QV ＝（M/m）? W?(t終－t始)式中：W為樣品燃燒放熱使水及儀器每升高1℃所需的熱量，稱為水當(dāng)量。

水當(dāng)量的求法是用已知燃燒熱的物質(zhì)(如本實(shí)驗(yàn)用苯甲酸)放在量熱計中燃燒，測定其始、終態(tài)溫度。一般來說，對不同樣品，只要每次的水量相同，水當(dāng)量就是定值。

實(shí)驗(yàn)部分：

1·1苯甲酸的燃燒熱測定

1、用布擦凈壓片模，在臺秤上稱約1g的苯甲酸，進(jìn)行壓片。樣片若被玷污，可用小刀刮凈，用微型手鉆于藥片 中心鉆一小孔，在干凈 的玻璃板上敲擊2-3次，再在分析天平上準(zhǔn)確稱量。

2、用手?jǐn)Q開氧彈蓋，將蓋放在專用架上，裝好專用的不銹鋼杯。

3、剪取約10cm引火絲在天平上稱量后，將引火絲中間段繞成螺旋約5-6圈，螺旋一部分緊貼樣品表面，將兩端在引火電極上纏緊，用萬用表檢查兩電極是否通路。蓋好并用手?jǐn)Q緊彈蓋，關(guān)好出氣口，擰下進(jìn)氣管上的螺釘，換接上導(dǎo)氣管的螺釘，導(dǎo)氣管的另一端與氧氣鋼瓶上的氧氣減壓閥連接。

打下鋼瓶上的閥門及減壓閥緩緩進(jìn)氣，到1Mpa時放氣，到0.5Mpa再充氣，重復(fù)兩次，第三次充氣時當(dāng)氣壓達(dá)1MPa保持半分鐘后，關(guān)好鋼瓶閥門及減壓閥，擰下氧彈上導(dǎo)氣管的螺釘，把原來的螺釘裝上，用萬用表檢查氧彈上導(dǎo)電的兩極上是否通路，若不通，則需放出氧氣，打開彈蓋進(jìn)行檢查。

4、于量熱計水夾套中裝入自來水。用容量瓶準(zhǔn)確量取3L自來水裝入干凈的水桶中，水溫應(yīng)較夾套水溫低1℃左右。用手扳動攪拌器，檢查槳葉是否與器壁相碰。在兩極上接上點(diǎn)火導(dǎo)線，裝上已調(diào)好的貝克曼溫度計，蓋好蓋子，開動攪拌器。

5、待溫度變化基本穩(wěn)定后，開始讀點(diǎn)火前最初階段的溫度，每隔半分鐘讀一次，共10個間隔，讀數(shù)完畢，立即按電鈕點(diǎn)火。指示燈熄滅表示著火，繼續(xù)每半分鐘讀一次溫度讀數(shù)，至溫度開始下降后，再讀取最后階段的10次讀數(shù)，便可停止實(shí)驗(yàn)。溫度上長很快階段的溫度讀數(shù)可較粗略，最初階段和最后階段則需精密至0.002℃。完后注意關(guān)好點(diǎn)火開頭，以免下次實(shí)驗(yàn)時自動提前點(diǎn)火。

6、停止實(shí)驗(yàn)后關(guān)閉攪拌器，先取下溫度計，再打開量熱計蓋，取出氧彈并將其拭干，打開入氣閥門緩緩放氣。放完氣后，擰開彈蓋，檢查燃燒是否安全，若彈內(nèi)有炭黑或未燃燒物時，則應(yīng)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)失敗。若燃燒完全，則將燃燒后剩下的引火絲在分析天平上稱量，最后倒去銅水桶中的水，用手巾擦干全部設(shè)備，以待進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)。1·2蔗糖的燃燒熱測定

1、在臺秤上稱約0.6g蔗糖進(jìn)行壓片，蔗糖操作與前相同。

2、在臺秤上稱約0.8g蔗糖進(jìn)行壓片，蔗糖操作與前相同。1·3實(shí)驗(yàn)裝置剖面圖

1-氧彈；

2-溫度傳感器； 3-內(nèi)筒； 4-空氣隔層； 5-外筒；

6-攪拌

2數(shù)據(jù)記錄

苯甲酸和約0.6g蔗糖的數(shù)據(jù)記錄表

Acid and about 0.6g of sugar data record sheet 室溫/℃：23.0 大氣壓/KPa：102.15 日期：2011年4月8日

M（苯甲酸）/g：0.9736 m（蔗糖）/g：0.6375 夾套水溫/℃： 21.51 夾套水溫/℃：23.05 盛水桶水水溫/℃：20.35 盛水桶水水溫/℃：21.68 燃絲長度/cm：13.18 燃絲長度/cm：11.80 剩絲長度/cm：4.8 剩絲長度/cm：3.0 燒去長度/cm：8.38 燒去長度/cm：8.8

苯甲酸的雷諾校正圖

Renault calibration graphs of benzoic acid

0.6375g蔗糖的雷諾校正圖

0.6955g sucrose Renault calibration graphs

約0.8g蔗糖的數(shù)據(jù)記錄表

About 0.8g of sugar data record sheet 室溫/℃：25.9 大氣壓/KPa：101.52 日期：2011年4月15日

m（蔗糖）/g： 0.8890

夾套水溫/℃：26.78 盛水桶水水溫/℃：24.62 燃絲長度/cm：13.08 剩絲長度/cm：5.5 燒去長度/cm：7.58

0.8890g蔗糖的雷諾校正圖

0.8890g sucrose Renault calibration graphs

3數(shù)據(jù)處理

3·1計算

1.引燃鐵絲的燃燒熱值為-14J/cm 2.水當(dāng)量W=[Qv苯甲酸（m/M）+Q燃燒絲（l（13.08-5.5）]/1.432=17358.74 J 因?yàn)檎崽堑臍怏w摩爾數(shù)Δn=0，所以蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓ΔcHm等于蔗糖的完全燃燒熱ΔcUm。

則0.6375g蔗糖的ΔcHθm=ΔcUm=[WΔT-Q燃燒絲（l前-l后）]/(m/M)= [17358.74*0.892-（-14）*（11.80-3.0）]/(0.6375/342.29)=-8163321.15J/mol，0.8890g蔗糖的ΔcHθm=ΔcUm=[WΔT-Q燃燒絲（l前-l后）]/(m/M)= [17358.74*1.147-（-14）*（13.08-5.5）]/(0.8890/342.29)=-9865755.67J/mol。3·2蔗糖的文獻(xiàn)值

在pθ=100kPa，T=298.15K時，蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓為-5640.9 kJ/mol【1】,既為-5640900J/mol，即燃燒熱值為-5640900J/mol 3·3數(shù)據(jù)比較

2·3·1 0.6375g蔗糖的燃燒熱值與文獻(xiàn)值比較

θ

前

-l

后）]/ΔT=-26446*（0.6375/128）+（-14）*它們的誤差為|-8163321.15-(-5640900)|=2522421.15

2·3·2 0.8890g蔗糖的燃燒熱值與文獻(xiàn)值比較

它們的誤差為|-9865755.67-(-5640900)|=4224855.67 4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

盛水桶中水的水當(dāng)量為17358.74J 0.6375g蔗糖的燃燒熱值為-8163321.15J/mol 0.6375g蔗糖的燃燒熱值與文獻(xiàn)值的誤差為2522421.15

0.8890g蔗糖的燃燒熱值為-9865755.67J/mol 0.8890g蔗糖的燃燒熱值與文獻(xiàn)值的誤差為4224855.67 5實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1．實(shí)驗(yàn)結(jié)果中兩個誤差都較大。誤差較大的原因是：一，實(shí)驗(yàn)分兩天做，兩天的室溫相差較大，環(huán)境與系統(tǒng)的熱交換和輻射有所不同。二。測量燃燒絲長度不夠準(zhǔn)確。

2．第三次溫度上升階段的校正值CC′是表示在量熱系統(tǒng)的升溫階段，由于系統(tǒng)輻射能量給環(huán)境而造成系統(tǒng)溫度的降低，因此必需添加上。由于三個實(shí)驗(yàn)中CC′大，不可忽略不計，也說明此處產(chǎn)生的誤差較大。而第一次溫度上升階段′的溫度校正值A(chǔ)A,則沒有較顯著的差異，AA,表示環(huán)境輻射和攪拌引進(jìn)能量而造成系統(tǒng)溫度的升高值，需要扣除掉。

3.第一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)對應(yīng)的溫度，是盛水桶水溫穩(wěn)定點(diǎn)燃樣品時采零的溫度。由于點(diǎn)燃樣品和采零二者不能同時測量，因此會產(chǎn)生一定誤差。兩校正值是通過做切線得到，由于溫度曲線并不平滑，而是有一定程度的波動，因此校正會有一定誤差，這直接影響到溫度校正值。

4．本實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)是氧彈和盛水桶，環(huán)境是恒溫夾套，系統(tǒng)和環(huán)境之間存在熱交換，量熱系統(tǒng)與環(huán)境間有相互熱輻射，這樣會對量熱系統(tǒng)的溫度變化值產(chǎn)生影響，這也是需要用雷諾法進(jìn)行校正的原因。

5．測量時，體系與環(huán)境之間有熱交換，因此應(yīng)該使體系與環(huán)境交換的熱量為零或者盡可能的小，在實(shí)驗(yàn)中，樣品點(diǎn)火燃燒前，先讓內(nèi)水桶中的水的水溫比桶外低，使水從外桶處獲得熱量，這樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果會更準(zhǔn)確。一般來說低1℃左右，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)使得盛水桶水溫上升約2℃，這樣內(nèi)外的熱輻射方向交換，溫度差不多，使得內(nèi)外的能量交換接近于零。

6．測定燃燒熱需要使得樣品完全燃燒。當(dāng)燃燒皿中不存在殘渣時，說明已經(jīng)燃燒完全。當(dāng)有殘渣存在時，必需重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，否則實(shí)驗(yàn)誤差較大。沒有完全燃燒的原因可能有：

（1）．壓片不合格。（2）．引燃絲纏繞不及格。（3）．氧氣不足。

（4）．沒有順利地引燃樣品。

7.實(shí)驗(yàn)時要注意：

（1）．壓片時，壓片力度要適中。壓片后去掉表面為壓實(shí)的碎屑和贓物。

（2）．引燃絲要纏繞在電極上的刻槽中，以免滑落。可以將引燃絲的纏繞部分豎立在墊模上，再倒入樣品，這樣引燃絲可以很好地被壓在樣品上。（3）．充氧時，需充氣到1.0MPa。

（4）．樣品在墊模的位置高度適宜。引燃絲不能碰到燃燒皿，否則引起短路，無法引燃。

參考文獻(xiàn)

1.物理化學(xué)（第五版）上冊。出版地：南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 出版者：傅獻(xiàn)彩，沈文霞，姚天揚(yáng)等。出版年：1961年8月第1版 引文頁碼：482 2.《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》：胡曉洪，劉弋潞，梁舒萍.燃燒熱的測定［Ｍ］.—北京；化學(xué)工業(yè)出版2007.7

第二篇：實(shí)驗(yàn)二 燃燒熱測定

燃燒熱的測定

實(shí)驗(yàn)

二、燃燒熱的測定

專業(yè)：11化學(xué)

姓名：賴煊榮

座號：32

同組人：陳見曉

時間：2013.10.15

Ⅰ、目的要求

1．用氧彈熱量計測定萘的燃燒熱。

2．明確燃燒熱的定義，了解恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差別。3．了解熱量計中主要部分的作用，掌握氧彈熱量計的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。4．學(xué)會雷諾圖解法校正溫度改變值。

Ⅱ、基本原理

一、燃燒與量熱

根據(jù)熱化學(xué)的定義，1mol物質(zhì)完全氧化時的反應(yīng)熱稱作燃燒熱。所謂完全氧化，對燃燒產(chǎn)物有明確的規(guī)定。

量熱法是熱力學(xué)的一個基本實(shí)驗(yàn)方法。在恒容或恒壓條件下，可以分別測得恒容燃燒熱Qv和恒壓燃燒熱Qp。由熱力學(xué)第一定律可知，Qv等于體系內(nèi)能變化ΔU；Qp等于其焓變ΔH。若把參加反應(yīng)的氣體和反應(yīng)生成的氣體都作為理想氣體處理，則它們之間存在以下關(guān)系：

ΔH =ΔU + Δ(pV)

Qp = Qv + Δn RT

——（1）

式中，Δn為反應(yīng)前后反應(yīng)物和生成物中氣體的物質(zhì)的量之差；R為氣體常數(shù)；T為反應(yīng)時的熱力學(xué)溫度。

熱量計的種類很多，本實(shí)驗(yàn)所用氧彈熱量計是一種環(huán)境恒溫式的熱量計。氧彈熱量計的裝置如圖右。

二、氧彈熱量計

氧彈熱量計的基本原理是能量守恒定律。樣品完全燃燒所釋放的能量使得氧彈本身及其周圍的介質(zhì)和熱量計有關(guān)附件的溫度升高。測量介質(zhì)在燃燒前后溫度的變化值，就可求算該樣品的恒容燃燒熱。其關(guān)系

燃燒熱的測定

式如下：

-W樣/M 〃Qv – l〃Ql =(W水c水+C計)ΔT

——（2）

式中，W樣和M分別為樣品的質(zhì)量和摩爾質(zhì)量；Qv為樣品的恒容燃燒熱；l和Ql是引燃用金屬絲的長度和單位長度燃燒熱，W水和C水是以水作為測量介質(zhì)時，水的質(zhì)量和比熱容；C計稱為熱量計的水當(dāng)量，即除水之外，熱量計升高1℃所需的熱量；ΔT為樣品燃燒前后水溫的變化值。

三、雷諾溫度校正圖

實(shí)際上，熱量計與周圍環(huán)境的熱交換無法完全避免，它對溫差測量值的影響可用雷諾溫度校正圖校正。具體方法為：稱取適量待測物質(zhì)，估計其燃燒后可使水溫上升1.5～2.0℃。預(yù)先調(diào)節(jié)水溫低于室溫1.0℃左右。按操作步驟進(jìn)行測定，將燃燒前后觀察所得的一系列水溫和時間關(guān)系作圖。得一曲線如下左圖。圖中H點(diǎn)意味著燃燒開始，熱傳入介質(zhì)；D點(diǎn)為觀察到的最高溫度值；從相當(dāng)于室溫的J點(diǎn)作水平線交曲線于I，過I點(diǎn)作垂線，再將FH線和GD線延長并交ab線于A、C兩點(diǎn)，其間的溫度差值即為經(jīng)過校正的ΔT。圖中AA′為開始燃燒到溫度上升至室溫這一段時間Δt1內(nèi)，由環(huán)境輻射和攪拌引進(jìn)的能量所造成的升溫，故應(yīng)予扣除。CC′為由室溫升高到最高點(diǎn)D這一段時間Δt2內(nèi)，熱量計向環(huán)境的熱漏造成的溫度降低，計算時必須考慮在內(nèi)。故可認(rèn)為，AC兩點(diǎn)的差值較客觀地表示了樣品燃燒引起的升溫數(shù)值。

本實(shí)驗(yàn)采用貝克曼溫度計來測量溫度差。Ⅲ、儀器、試劑

XRY-1A型數(shù)顯氧彈式熱量計（已包含貝克曼溫度計、秒表、放大鏡等）1套、氧氣鋼瓶1只、氧氣減壓閥1只、壓片機(jī)1臺、電子天平1臺、萬用電表1臺、量杯(1000ml)1只、量筒（10ml）1個、塑料桶1個、直尺1把、剪刀1把、溫度計（100℃）1支、引燃專用金屬絲、苯甲酸（分析純）、萘（分析純）

Ⅳ、實(shí)驗(yàn)步驟

1．測定熱量計的水當(dāng)量

（1）樣品制作

用電子天平稱取大約1g苯甲酸（切勿超過1.1g），在壓片機(jī)上壓成圓片。樣片壓得太緊，燃燒熱的測定

點(diǎn)火時不易全部燃燒；壓得太松，樣品容易脫落。將樣品在干凈的玻璃板上輕擊二、三次，再用電子天平精確稱量。

（2）裝樣并充氧氣

擰開氧彈蓋，將氧彈內(nèi)壁擦干凈，特別是電極下端的不銹鋼絲更應(yīng)擦干凈。擱上金屬小皿，小心將樣品片放置在小皿中部。剪取10cm長的引燃金屬絲，在直徑約3mm的玻璃棒上，將其中段繞成螺旋形約5～6圈。將螺旋部分緊貼在樣片的表面，兩端如圖2所示固定在電極上。用萬用電表檢查兩電極間電阻值，一般應(yīng)不大于20Ω。旋緊氧彈蓋，再用萬用電表檢查后卸下進(jìn)氣管口的螺栓，換接上導(dǎo)氣管接頭。導(dǎo)氣管另一端與氧氣鋼瓶上的減壓閥連接。打開鋼瓶閥門，使氧彈充入2 M Pa的氧氣。

關(guān)閉氧氣瓶閥門，旋下導(dǎo)氣管，放掉氧氣表中的余氣。將氧彈的進(jìn)氣螺栓旋上，再次用萬用表檢查兩電極間的電阻，在確保兩電極導(dǎo)通。如阻值過大或電極與彈壁短路，則應(yīng)放出氧氣，開蓋檢查，重新裝樣。

（3）測量

用量杯(1000 ml)準(zhǔn)確量取已被調(diào)節(jié)到低于室溫1.0℃的自來水2700 ml于盛水桶內(nèi)。將氧彈放入水桶中央，接好兩極導(dǎo)線，裝好攪拌馬達(dá)，蓋上蓋板。待溫度穩(wěn)定上升后，每隔1min讀取一次溫度。10～15min后，按下面板上電鍵通電點(diǎn)火。若指示燈亮后即熄滅，且溫度迅速上升，表示氧彈內(nèi)樣品已燃燒；若指示燈根本不亮且溫度也不見迅速上升，則須停止實(shí)驗(yàn)。打開氧彈檢查原因。自按下電鍵后，讀數(shù)改為每隔15s一次，直至兩次讀數(shù)差值小于0.005℃，讀數(shù)間隔恢復(fù)為1min一次，繼續(xù)15min后方可停止實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)用自動報時裝置，按報時間隔讀取相應(yīng)讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)時間大約40分鐘。

2．萘的燃燒熱測量

稱取0.6g左右的萘，同上述方法進(jìn)行測定。

Ⅴ、數(shù)據(jù)處理

表1.苯甲酸燃燒時溫度隨時間的變化 次數(shù)/30s 溫度/℃ 次數(shù)/30s 溫度/℃ 次數(shù)/30s 溫度/℃

26.341 11（點(diǎn)火）26.465 21 27.281 2 26.379 12 26.493 22 27.316 26.397 13 26.607 23 27.346 26.461 14 26.699 24 27.373 26.462 15 26.851 25 27.397 26.469 16 26.962 26 27.419 26.461 17 27.047 27 27.440 9 10

26.464 26.468 26.463 18 27.131 28 27.460 27.186 29 27.480 27.498 30 27.498

燃燒熱的測定

次數(shù)/30s 溫度/℃ 次數(shù)/30s 溫度/℃ 31 27.515 41（熄火）27.654 32 27.532 42 27.666

27.547 43 27.679

27.561 44 27.690

27.576 45 27.702

27.590 46 27.712

27.590 47 27.723

27.603 48 27.733

27.627 49 27.743

27.639 50 27.753 壓片后苯甲酸的質(zhì)量m=0.981g 鐵絲原長L1=10cm 剩余未燃盡的鐵絲的長度L2=2.2cm

表2.萘燃燒時溫度隨時間的變化 次數(shù)/30s 溫度/℃ 次數(shù)/30s 溫度/℃ 次數(shù)/30s 溫度/℃ 次數(shù)/30s 溫度/℃ 次數(shù)/30s 溫度/℃ 1 25.593 11（點(diǎn)火）25.499 21 26.329 31 26.588 41（熄火）26.699 2 25.604 12 25.515 22 26.399 32 26.602 42 26.707 25.597 13 25.581 23 26.415 33 26.615 43 26.717 25.596 14 25.618 24 26.446 34 26.630 44 26.726 25.595 15 25.754 25 26.474 35 26.639 45 26.737 25.602 16 25.897 26 26.498 36 26.646 46 26.741 25.609 17 26.023 27 26.520 37 26.653 47 26.750 25.577 18 26.119 28 26.539 38 26.664 48 26.758 25.560 19 26.206 29 26.556 39 26.675 49 26.766 25.548 20 26.272 30 26.572 40 26.686 50 26.773 壓片后萘的質(zhì)量m=0.607g

燃燒熱的測定

鐵絲原長L1=10cm 剩余未燃盡的鐵絲的長度L2=2.2cm

表3.實(shí)驗(yàn)室條件的記錄表

實(shí)驗(yàn)開始時

溫度/℃ 壓力/hp 濕度/%

由ΔT計算水當(dāng)量和萘的恒容燃燒熱Qv，并計算其恒壓燃燒熱Qp： C6H5COOH(s)＋15/2O2(g)＝7CO2(g)＋3H2O(l)由Qp = Qv + ΔnRT 可知 Qv苯甲酸 = Qp ﹣ΔnRT

=﹣3226.9kJ/mol×0.973/122.12﹣(-0.5)×8.314×298k

=﹣24.47kJ 由圖1可知：△T1=1.10 k 有以下關(guān)系式

實(shí)驗(yàn)結(jié)束時

26.1 1020.0 57.2

溫度/℃ 壓力/hp 濕度/%

26.9 1021.0 58.0

燃燒熱的測定

-QvW樣/M QvW樣/M ·Qvl·Ql =(W水c水 + c計)ΔT2 Qv萘= [(W水c水 + c計)ΔT2+ l·Ql]?M/-W2

=(KΔT2+ l·Ql)M/-W2

=[0.193×1.09+8.5×(-2.9)/1000]×128.18/（-0.607）

=-39.22 kJ Qv.m 萘=-39.22/（0.607/128.18）=-8281.7 kJ/mol Ⅵ、結(jié)果分析與討論

由結(jié)果看出誤差相對于標(biāo)準(zhǔn)值較大，應(yīng)該與實(shí)驗(yàn)中操作有失誤有關(guān)。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中將反應(yīng)的熱效應(yīng)近似為一常數(shù)，但實(shí)際上它的值是溫度的函數(shù)，在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度并不穩(wěn)定，在實(shí)驗(yàn)過程中有變化，因此帶來一定誤差。

上述計算相對誤差的公式是假定在苯甲酸和茶都完全燃燒的條件下得出的，實(shí)際上僅用眼睛來觀察試樣燃燒后是否有殘余的黑渣存在而判斷撤燒完全與否是不準(zhǔn)確的，也是不科學(xué)的，因所謂完全燃燒是指碳元素生成二氧化碳、氫元素生成水，所以即是沒有碳渣，若是有一氧化碳生成也不為完全燃燒，這也會給實(shí)驗(yàn)帶來難以估計的誤差，如果將燃燒后的殘氣用氣體分析儀分析一下，則這個誤差也是可估計的。

Ⅶ、思考題

1．固體樣品為什么要壓成片狀？

答：排除空氣等氣體雜質(zhì)的同時，節(jié)省了樣品在氧彈中所占體積，減小誤差；同時，壓片后的樣品燃燒會更充分，便于準(zhǔn)確秤樣，裝入氧彈時不易灑落；.便于與鐵絲接觸；便于鐵絲、樣品與正負(fù)極連接；便于燃燒完全。

2．在量熱學(xué)測定中，還有哪些情況可能需要用到雷諾溫度校正方法？

答: 在體系與周圍環(huán)境可能有熱交換的情況下都可能需要用到雷偌溫度校正方法。例如在測量中用到熱量

燃燒熱的測定

計或用到攪拌器等的情況下。

3．如何用萘的燃燒熱數(shù)據(jù)來計算萘的標(biāo)準(zhǔn)生成熱？

答: 因?yàn)椤鱢Hm=△rH反應(yīng)物-△rH生成物，所以求出萘在此溫度下的燃燒熱；再用公式△fH2=△fH1+Cp(T2-T1)求出萘的標(biāo)準(zhǔn)生成熱。

Ⅷ、參考資料

1．《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》（第三版）復(fù)旦大學(xué)等編P34-39；P186-188 2．《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》（第二版）復(fù)旦大學(xué)等編P43-47；P241-242 7

第三篇：燃燒熱的測定實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)四 燃燒熱（焓）的測定

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

1.通過萘的燃燒熱測定，了解氧彈量熱計各主要部件的作用，掌握燃燒熱的測定技術(shù)。2.明確燃燒焓的定義，了解恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差別及相互關(guān)系。3.學(xué)會雷諾圖解法，校正溫度改變值

【實(shí)驗(yàn)原理】

燃燒焓是指1mol物質(zhì)在等溫、等壓下與氧進(jìn)行完全氧化反應(yīng)時的焓變?！巴耆趸钡囊馑际腔衔镏械脑厣奢^高級的穩(wěn)定氧化物，如碳被氧化成CO2(氣)，氫被氧化成H2O(液)，硫被氧化成SO2(氣)等。燃燒焓是熱化學(xué)中重要的基本數(shù)據(jù)，因?yàn)樵S多有機(jī)化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓都可通過蓋斯定律由它的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓及二氧化碳和水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓求得。通過燃燒焓的測定，還可以判斷工業(yè)用燃料的質(zhì)量等。

由上述燃燒焓的定義可知，在非體積功為零的情況下，物質(zhì)的燃燒焓常以物質(zhì)燃燒時的熱效應(yīng)(燃燒熱)來表示，即?H?Qp因此，測定物質(zhì)的燃燒焓實(shí)際就是測定物質(zhì)在等溫、等壓下的燃燒熱。

量熱法是熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)的一個基本方法。測定燃燒熱可以在等容條件下，亦可以在等壓條件下進(jìn)行。等壓燃燒熱(QP)與等容燃燒熱(QV)之間的關(guān)系為：

QP?QV??nRT

式中，△n為產(chǎn)物與反應(yīng)物中氣體物質(zhì)的量之差，R為氣體常數(shù)，T為反應(yīng)的絕對溫度。例如：對萘：

C10H8(s)?12O2(g)?10CO2(g)?4H2O(l)

(g)QP,m?QV,m???BRT?QV,m?(10?12)RT?QV,m?2RT

B2.測量

氧彈量熱計是一種環(huán)境恒溫式的量熱計。

氧彈量熱計的基本原理是能量守恒定律。樣品完全燃燒所釋放的能量使得氧彈本身及其周圍的介質(zhì)（本實(shí)驗(yàn)中為水）以及和量熱計有關(guān)附件的溫度升高。測量介質(zhì)在燃燒前后溫度的變化值，就可求算該樣品的恒容燃燒熱。

mQV?W卡?T?Q點(diǎn)火絲m點(diǎn)火絲 MrW卡稱為量熱計的水當(dāng)量，即除水之外，量熱計升高1℃所需的熱量；?T為樣品燃燒前后水溫的變化值。量熱計和周圍環(huán)境之間的熱交換是無法完全避免的，它對溫差測量值的影響可用雷諾溫度校正圖校正。

為了保證樣品燃燒，氧彈中必須充足高壓氧氣，因此要求氧彈密封，耐高壓、耐腐蝕。同時，粉末樣品必須壓成片狀，以免充氣時沖散樣品使燃燒不完全，而引起實(shí)驗(yàn)誤差，完全燃燒是實(shí)驗(yàn)成功的第一步，第二步還必須使燃燒后放出的熱量不散失，不與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換，全部傳遞給量熱計本身和其中的盛水，促使熱量計和水的溫度升高，為了減少熱量計與環(huán)境的熱交換，熱量計放在一恒溫的套殼中，故稱環(huán)境恒溫或外殼恒溫?zé)崃坑?。熱量計須高度拋光，也是為了減少熱輻射。熱量計和套殼中間有一層擋屏，以減少空氣的對流，雖然如此，熱漏還是無法避免，因此燃燒前后溫度變化的測量值必須經(jīng)過雷諾作圖法校正。其校正方法如下：

【儀器和試劑】

SHR-15恒溫式熱量計(含氧彈)、SWC-ⅡD精密數(shù)字溫度溫差儀、YCY-4充氧器、壓片機(jī)、氧氣鋼瓶(帶減壓閥)、電子天平、點(diǎn)火絲、萘、苯甲酸。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

一.量熱計水當(dāng)量的測定 1.樣品制作：稱重和壓片

精確稱取一根燃燒絲（0.0001g）；再稱取約0.8克苯甲酸(0.01g)，將稱好的苯甲酸裝進(jìn)模子中，慢慢旋緊壓片機(jī)的螺桿，直到樣品壓成片狀為止。抽去模底的托板，再繼續(xù)向下壓，使模底和樣品一起脫落。將壓好的樣品

壓片機(jī)表面的碎屑除去，用分析天平準(zhǔn)確稱量后（0.0001g）即可供燃燒熱測定用。

2.裝置氧彈

擰開氧彈蓋，將點(diǎn)火絲的兩端分別緊繞在電極的下端，確保接觸良好，電極附近的點(diǎn)火絲盡量不要和燃燒坩堝接觸，把樣品放在點(diǎn)火絲上，點(diǎn)火絲中部弄成彎曲構(gòu)型以增加它們的接觸面積。旋緊氧彈蓋后即可以充氧氣。

3.充氣

充氣時，氧彈中充大約1.2MPa的氧氣。

4.燃燒和測量溫度：

用量筒準(zhǔn)確量取2.5升自來水倒入水桶中，把裝好導(dǎo)線的氧彈放入量熱計的水桶中，蓋好蓋子，將氧彈兩電極和點(diǎn)火器相連接，將熱電偶插入水中。

1)打開電源。2)打開攪拌

3)當(dāng)溫度恒定后，按精密數(shù)字溫差儀的采零鍵后，再按鎖定鍵。4)軟件的使用：

A.在D盤相應(yīng)的文件夾中建立以名字命名的文件夾 B.點(diǎn)擊“燃燒焓軟件”的圖標(biāo)，出現(xiàn)如下界面：

C.點(diǎn)擊“設(shè)置”→“采樣時間”→“30秒”。

D.點(diǎn)擊“設(shè)置”→“設(shè)置坐標(biāo)”→縱坐標(biāo)設(shè)為：-0.5到2.5，橫坐標(biāo)設(shè)為：40min。

E.點(diǎn)擊“操作”→“開始繪圖”

當(dāng)記錄數(shù)據(jù)框里出現(xiàn)十個數(shù)據(jù)時，開始點(diǎn)火。點(diǎn)火操作：長按燃燒實(shí)驗(yàn)裝置上的“點(diǎn)火按鍵”2-3秒。F.在計算結(jié)果框中填入如下數(shù)據(jù)：

其中，燃燒絲長度為：燃燒絲的質(zhì)量×1000，燃燒絲系數(shù)：1.4，棉線質(zhì)量：0.0 棉線熱系數(shù)：1.4，樣品恒容燃燒熱：26410

G.當(dāng)溫度開始下降2～3個點(diǎn)時，點(diǎn)擊“操作”→“停止作圖”。

H.保存文件在自己的文件夾中，文件名為：苯甲酸 I.點(diǎn)擊“操作”→“溫度校正”

(a)從曲線的下方開始校正，用鼠標(biāo)在最下面的直線上找兩個點(diǎn)，每個點(diǎn)上單擊右鍵一次，出現(xiàn)下面的紅線和對話框。

點(diǎn)否。(b)用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊紅線與曲線相交的最低點(diǎn)，如下圖藍(lán)色的點(diǎn)，在右邊坐標(biāo)顯示的框中讀取最低點(diǎn)縱坐標(biāo)的數(shù)值（t1）：0.009

在記錄數(shù)據(jù)的框中讀出最高點(diǎn)的縱坐標(biāo)（t2）：1.567 計算中間點(diǎn)溫度t：t=(t1+t2)/2=(0.009+1.567)/2=0.788 用鼠標(biāo)左鍵沿上升的曲線上找到0.788附近的點(diǎn)0.786，顯示見下圖：鼠標(biāo)位置如下圖綠色小框，縱坐標(biāo)數(shù)值為0.876(見藍(lán)色框)。

用鼠標(biāo)在0.786(綠色小框)出不動，點(diǎn)右鍵，出現(xiàn)如下視圖：

點(diǎn)否。

(c)在最高出的直線上用右鍵點(diǎn)兩個點(diǎn)，進(jìn)行校正，如下圖：

點(diǎn)否。

J.點(diǎn)擊“操作”→“計算水當(dāng)量”，結(jié)果如下圖：

K.保存文件覆蓋原來的文件，當(dāng)前文件不用關(guān)閉。

L.實(shí)驗(yàn)停止后，關(guān)閉攪拌和電源，分別取出熱電偶和氧彈，用放氣閥發(fā)出氧彈余氣，最后旋開氧彈蓋，檢查樣品的燃燒情況?？词欠裢耆紵?。

二.萘的燃燒熱測定

稱取0.6克左右的萘，換掉水桶中的水，按上述方法，進(jìn)行壓片，燃燒等實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)完畢后，洗凈氧彈，倒出水桶中的自來水，并擦干待下次使用。

【數(shù)據(jù)處理】

1、原始數(shù)據(jù)（包括點(diǎn)火絲、樣品的質(zhì)量，溫度和大氣壓力）

2、雷諾校正圖（苯甲酸和萘）（剪切后打印粘貼，注明名稱，坐標(biāo)，ΔT的值）

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)值對比，求出相對誤差，分析誤差原因。

【操作注意事項(xiàng)】

1)用手拿氧彈體(往水里放時可以提)，不要提氧彈的拉環(huán)長距離走動，以防脫落； 2)點(diǎn)火前仔細(xì)檢查：(a)熱電偶是否放好；(b)精密數(shù)字溫差儀的采零和鎖定；(c)是否充氧

3)壓片機(jī)要分開用

4)注意壓片的緊實(shí)程度，太緊不易燃燒。燃燒絲需壓在片內(nèi)，如浮在片子面上會引起樣品熔化而脫落，不發(fā)生燃燒；

5)每次燃燒結(jié)束后，一定要擦干氧彈內(nèi)部的水，否則會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。整個實(shí)驗(yàn)做完后，不僅要擦干氧彈內(nèi)部的水，氧彈外部也要擦干，以防生銹；

【思考題】

1． 指出Qp=Qv+ΔnRT公式中各項(xiàng)的物理意義？ 2． 如何用萘的燃燒焓數(shù)據(jù)來計算萘的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓？ 3． 樣品壓片時，壓得太緊或太松會怎樣？

4． 燃燒后，坩堝中殘留的堅硬小珠是否與未燃燒的燃燒絲一起稱重？

第四篇：燃燒熱實(shí)驗(yàn)報告

燃燒熱的測定

摘要

本實(shí)驗(yàn)中借助氧彈式量熱計，在測定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)苯甲酸的燃燒熱的基礎(chǔ)上，先求算出了所用儀器的量熱計熱容，再以此為基礎(chǔ)測定了蔗糖的恒容燃燒熱。文章末尾對實(shí)驗(yàn)中的誤差和雷諾校正方法的合理性進(jìn)行了討論。

實(shí)驗(yàn)步驟（修正）1.取消硝酸滴定過程

2.先向量熱器內(nèi)加入2000mL去離子水，放入氧彈后再加入1000mL去離子水。3.實(shí)驗(yàn)過程中，在開始時恒溫段每30s記錄一個數(shù)據(jù)，維持5min；之后使用電極點(diǎn)火燃燒，燃燒過程中每15s記錄一個數(shù)據(jù)，直至溫度升高并恒定；溫度升高并恒定后再次恢復(fù)至每30s記錄一個數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)記錄及處理

1.樣品質(zhì)量的測量：

表1 樣品質(zhì)量測定

樣品 苯甲酸 m粗/g

m線/g

mNi/g m總/g m剩/g 1.2142

0.0158 0.0146 0.6245 0.0094 蔗糖 1.0404

0.0169 0.0163 0.9292 0.0078

2、水當(dāng)量的測定：

表2 苯甲酸T-t數(shù)據(jù)表

t/s T/℃ 435 0.879 450 0.924 465 0.956 480 0.982 495 1.002 510 1.019 525 1.032

(失誤漏記)540

555 1.052 570 1.06 585 1.067 600 1.072 615 1.077 630 1.081 645 1.084 660 1.086 675 1.089 690 1.091 t/s 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 345 360 375 390 405 420 T/℃ 0 0.001 0.001 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 0.001 點(diǎn)火 0.007 0.079 0.325 0.571 0.725 0.815 t/s 705 720 735 750 765 780 810 840 870 900 930 960 990 1020 1050 1080

T/℃ 1.092 1.093 1.095 1.096 1.096 1.097 1.098 1.098 1.098 1.098 1.098 1.097 1.097 1.097 1.097 1.097

3、蔗糖燃燒熱的測定：

表3 蔗糖T-t數(shù)據(jù)表

t/s T/℃

405 0.799 420 0.860 435 0.898 450 0.924 465 0.944 480 0.960 495 0.971 510 0.980 525 0.988 540 0.995 555 1.001 t/s 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 T/℃ 0 0 0-0.001-0.001-0.001-0.001-0.002-0.001-0.001-0.001 t/s

645 660 690 720 750 780 810 840 870 900 930 T/℃ 1.02 1.022 1.024 1.026 1.027 1.028 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 330 點(diǎn)火 570 345 0.023 585 360 0.257 600 375 0.529 615 390 0.712 630

4、苯甲酸燃燒T-t數(shù)據(jù)作圖（雷諾校正）

1.005 1.009 1.013 1.016 1.018 960 990 1020

1.028 1.028 1.028

H1.000CD0.800E0.600T/C°0.4000.2000.000A0200BG4006008001000由雷諾校正圖可知，升溫△T=1.098K，t=409.8s

5、蔗糖燃燒T-t數(shù)據(jù)作圖（雷諾校正）

t/s

1.200H1.0000.800E0.6000.4000.2000.000CDT/C°A0200BG4006008001000由雷諾校正圖可知，升溫△T=1.030K，t=391.3s

6.水當(dāng)量的計算

（1）引燃用鎳絲的校正：

t/s

mNi?0.0146?0.0094?0.0052g

qNi?QvNi?mNi??3243kJ/g?0.0052g??17J（2）棉線的校正：

q棉?Qv棉?m棉??16736kJ/g?0.0158g??264J（3）量熱計常數(shù)的計算： 苯甲酸燃燒反應(yīng)式：C7H6O2(s)+對于氣體產(chǎn)物而言?n=-0.5 已知苯甲酸恒壓熱容為：Qp??26460J/g 則Qv?Qp?15O2(g)=7CO2(g)+3H2O(l)2

?nRT?0.5?8.314?289.45??26460???26450(J/g)M122.125燃燒物質(zhì)質(zhì)量G?0.6110?0.0146?0.0158?0.5806g

?q?q棉?qNi??264?17??281J

認(rèn)為體系中已經(jīng)將氮?dú)馀疟M從而忽略由于形成硝酸造成的誤差，計算可得

W??QvG??q26450?0.5941?281?DC水=?3000.0?0.9988791?4.1818?2036(J/K)?T1.098

7、計算蔗糖的恒容燃燒熱Qv和恒壓燃燒熱Qp（1）引燃用鎳絲的校正：

mNi?0.0163?0.0078?0.0085g qNi?QvNi?mNi??3243?0.0085??28J

（2）棉線的校正：

q棉?Qv棉?m棉??16736?0.0169??283J（3）蔗糖恒容燃燒熱：

Qv??已知W?2036J/K

(W?DC水)?T??qG

D?3000.0?0.9988791?2996.6g

?q?q棉?qNi??283?28??311J

G?0.9292?0.0169?0.0163?0.9060g

Qv??(2036?2996.6?4.1818)?1.030?311??1.640?104(J/g)

0.8960（4）蔗糖的恒壓溶解熱：

由方程：C12H22O11(s)?12O2(g)?12CO2(g)?11H2O(l)，可知?n?0 于是Qp?Qv?

誤差分析 ?nRT?Qv??1.640?104(J/g)M由查閱文獻(xiàn)可知，蔗糖燃燒熱為-16490(J/g)。相對偏差

16490?16400?100%?0.6%16490

實(shí)驗(yàn)值與理論值較為接近。

e?1.定量誤差分析（1）質(zhì)量稱量誤差

以萬分天平計，稱量誤差為0.0002g，鎳絲質(zhì)量為差值法得到，誤差應(yīng)為0.0004g。

鎳絲燃燒誤差：

QvNi3243??mNi??0.0004?1.2(J/K)?T1.098（刻意多保留一位有效數(shù)字）Q3243?Qv??vNi??mNi??0.0004?1.4(J/g)G0.9060?W??棉線燃燒誤差:

16736?0.0002?3.0(J/K)?T1.098（刻意多保留一位有效數(shù)字）

Q16736?Qv??v棉??m棉??0.0002?3.7(J/g)G0.9060?W????m棉?Qv棉

Qv26450??G??0.0006?15(J/K)?T1.030燃燒物稱量誤差：

Q?26450?Qv??v??G???0.0006?27(J/g)G0.5806?W??累計加和來看，?W19??100%?0.93%W2036

?Qv32??100%?0.20%Qv16400由此分析，稱量本身系統(tǒng)誤差對最終結(jié)果造成影響較小。

值得一提的是，在實(shí)驗(yàn)過程中稱量結(jié)束至燃燒過程中，需使用棉線及鎳絲固定待測物；這一過程中難免會有待測物壓片散塊造成質(zhì)量偏差。這是實(shí)驗(yàn)中非常重要的一個誤差來源，其質(zhì)量偏差將會線性傳遞至最終誤差里。

在實(shí)際操作中，為了減少這類誤差；可以在結(jié)束后將栓系繩子的工作放于一稱量紙上完成，將待測物固定完成后再稱量紙上灑落樣品。從而彌補(bǔ)由于樣品易散造成的誤差。

（2）水的體積測量造成的誤差

為便于討論，假設(shè)兩次使用2000mL及1000mL容量瓶會累計造成5mL誤差（認(rèn)為容量瓶本身存在千分之一誤差，再考慮掛壁、濺出等影響）

?W??C水??水??V?4.1818?0.998871?5?21(J/K)?Qv??C水??水??TG 4.1818?0.998871?1.030??V??5?24(J/g)0.9060?W21??100%?1.03%W2036

?Qv24??100%?0.146%Qv16400由此可見，加入水量的誤差在極大估計條件下（5mL）也不會對最終結(jié)果造成太大影響。

（3）溫度波動造成的誤差

在實(shí)驗(yàn)的非加熱段，由數(shù)據(jù)顯示溫度波動為0.01K，則

QvG??q26450?1.0881?304??(?T)??0.01?132(J/K)?T21.9822

W?DC水2036?2996.6?4.1818?Qv????(?T)??0.01?163(J/g)G0.8960?W??W132??100%?6.50%W2036

?Qv163??100%?0.994%Qv16400本實(shí)驗(yàn)中，由溫度波動0.01K即可對最終結(jié)果造成1%誤差，由此可見溫度波動是實(shí)驗(yàn)誤差的另一主要因素。因此，采用雷諾校正是很有必要的。

（4）是否進(jìn)行酸校正的定量分析：

假設(shè)氧彈內(nèi)容積為1L（偏大估計），即含有790mL氮?dú)?。本?shí)驗(yàn)中反復(fù)沖入氧氣至1MP再放氣至常壓，重復(fù)三次除去氮?dú)?。則剩余氮?dú)饬靠捎嬎銥?90*0.13=0.79mL 換算為物質(zhì)的量n（氮?dú)猓?0.033mmol

151N2(g)+O2(g)+H20==HNO3(l)242?H??59800 J /mol?U??H??nRT??59800?1.75?8.314?(273.15?16.4)??55587J/mol

由氮?dú)猱a(chǎn)生的熱效應(yīng)Q??55587J/mol*0.033mmol??1.8J

此數(shù)值僅與鎳絲稱量誤差帶來的影響大致相同，對于整個實(shí)驗(yàn)體系可以忽略不計。因此本實(shí)驗(yàn)省略酸校正分析是合理的。

2.定性誤差分析（1）熱容值變化的討論

理論上，熱容隨溫度變化而變化；因此c=c(T)并非一個常量。在本實(shí)驗(yàn)中，通過計算水當(dāng)量表征儀器的吸熱效應(yīng)，同時控制燃燒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和待測物質(zhì)時體系上升大致相同的溫度。同時，體系整體溫度上升幅度并不大（1.1℃左右），因此粗略地認(rèn)為熱容隨溫度變化幅度可忽略是合理的。

（2）待測物質(zhì)量

本實(shí)驗(yàn)定量分析過程中可發(fā)現(xiàn)，待測物質(zhì)量大小對最終的誤差有很大影響。在實(shí)驗(yàn)過程第一次壓片過程中，由于操作并不熟練，壓制得到的苯甲酸固體質(zhì)量偏小；僅僅0.6g，計算發(fā)現(xiàn)由此導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差是較大的。因此，在蔗糖燃燒實(shí)驗(yàn)中改進(jìn)了壓片手法，增加了待測物質(zhì)量，分析得到的系統(tǒng)誤差顯著下降。

實(shí)驗(yàn)操作討論

在實(shí)驗(yàn)過程中，我認(rèn)為有如下操作值得反思和注意（1）壓片操作

如果壓片過松，則所得藥片的強(qiáng)度較差，不宜成型，遇到外部振動或者在移動過程中會出現(xiàn)碎裂、散落現(xiàn)象。如果壓片過緊，則壓片器容易卡主，在取出樣品過程中可能又會造成樣品的損壞。

相較而言，苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)顆粒較小，分布均勻，較為容易壓片。而蔗糖晶體必須充分研磨成細(xì)末狀再進(jìn)行壓片才會相對容易。（2）固定壓片的操作

將壓片與點(diǎn)火器件穩(wěn)定固定在氧彈中是本實(shí)驗(yàn)中最難的操作。首先需要明確，鎳絲的作用是產(chǎn)生火花引燃體系，棉線的作用是將鎳絲與待測物空間上固定在一起，同時起到引燃的作用。講義上指出可以將鎳絲壓入樣品內(nèi)，但在本實(shí)驗(yàn)中受限于設(shè)備限制，以下操作更為合理：壓出的樣品用棉線固定捆住，同時棉線本身提供鎳絲的固定支撐點(diǎn)，令鎳絲穿過細(xì)線并環(huán)繞住壓片。

同時在固定操作中，建議在下方放置稱量紙。以便于收集散落的待測物，稱量后校正得到正確的燃燒物質(zhì)量。

（3）對于氧彈的清潔操作

兩次測定之間除了需要擦凈量熱桶內(nèi)壁、氧彈外壁的水分外，還需要將氧彈內(nèi)筒仔細(xì)擦干凈，除去上一次燃燒過程中產(chǎn)生的水，減少誤差。

結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過在氧彈式量熱計中燃燒苯甲酸，通過使用雷諾校正，計算出水當(dāng)量的方法作為基準(zhǔn)，求得了蔗糖的恒壓（恒容）燃燒熱為1.640*104J/g。之后通過定量、定性誤差分析，討論了實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)當(dāng)特別注意的細(xì)節(jié)。

思考題

1.雷諾圖解法的本質(zhì)和適用范圍

在量熱實(shí)驗(yàn)中，量熱計與周圍環(huán)境的熱交換無法完全避免，對溫差測量值的影響可用雷諾(Renolds)溫度校正圖校正。

1.200H1.0000.800E0.6000.4000.2000.000CDT/C°A0200BG400600800 1000t/s如圖所示，圖中B點(diǎn)意味著燃燒開始，熱傳入介質(zhì)；HG為線延長并交溫度曲線于E點(diǎn)，其間的溫度差值即為經(jīng)過校正的。E點(diǎn)認(rèn)為是環(huán)境均衡溫度。圖中（G-A）為開始燃燒到溫度上升至室溫這一段時間內(nèi)，由環(huán)境輻射和攪拌引進(jìn)的能量所造成的升溫，故應(yīng)予扣除。同理（H-C）由室溫升高到最高點(diǎn)這一段時間內(nèi)，熱量計向環(huán)境的熱漏造成的溫度波動，計算時必須考慮在內(nèi)。故可認(rèn)為，HG兩點(diǎn)的差值較客觀地表示了樣品燃燒引起的升溫數(shù)值。

在量熱實(shí)驗(yàn)中，如果無法保證體系完全與外界隔絕熱交換，則需要用雷諾校正法扣除環(huán)境影響。同時在某些情況下，量熱計的絕熱性能良好，但攪拌器功率較大，可能由于攪拌造成溫度波動，也需要用雷諾校正減小誤差。

總之，雷諾校正的目的是使實(shí)驗(yàn)中溫差變化能客觀反映僅僅由燃燒產(chǎn)熱而不受環(huán)境影響的結(jié)果。2.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)苯甲酸的恒壓燃燒熱Qp=-26460J/g，恒容燃燒熱為多少？

見實(shí)驗(yàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)呈現(xiàn)及處理。3.攪拌過快或過慢有何影響？

攪拌過快可能造成由機(jī)械攪拌做功導(dǎo)致體系溫度升高，從而引入不必要誤差；攪拌過慢會使得溫度計受熱不均，測量值與真實(shí)值產(chǎn)生偏差。4.本實(shí)驗(yàn)中苯甲酸的作用是什么？可否將一定量的苯甲酸與蔗糖混合在一起只進(jìn)行一次測量求蔗糖的燃燒熱？ 不可。

這樣求蔗糖的燃燒熱。由公式(W?DC水)?T??QVG??q可知，若將苯甲酸和蔗糖一起燃燒，則存在有W和Qv(蔗糖)兩個未知數(shù)，無法單獨(dú)求出蔗糖的燃燒熱。

如果適當(dāng)改進(jìn)，至少進(jìn)行兩次測定并嚴(yán)格計算二者比例，可以通過解方程組確定蔗糖的燃燒熱 5.實(shí)驗(yàn)中“準(zhǔn)確量取低于環(huán)境溫度為1℃的自來水3000mL，順筒壁小心倒入內(nèi)筒”，為什么加入內(nèi)筒的水溫度要選擇比環(huán)境低1℃左右? 由雷諾校正定義可知，應(yīng)當(dāng)使得環(huán)境溫度處于燃燒前后溫度差之間；若超出此范圍，則雷諾校正無效。

參考資料 [1] 韓德剛，高執(zhí)隸，高盤良.物理化學(xué).高等教育出版社.2001 [2] 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)第4版.北京大學(xué)出版社.2001

第五篇：燃燒熱 能源 教案

《燃燒熱 能源》教案

一、教材內(nèi)容分析

內(nèi)容:本節(jié)位于《化學(xué)反應(yīng)原理》第一章第二節(jié)，本節(jié)分為兩部分，第一部分簡單介紹了燃燒熱，其中突出了對燃燒熱定義的介紹，并引導(dǎo)學(xué)生從諸多因素出發(fā)討論選擇燃料的標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合考慮問題的能力；第二部分，結(jié)合燃燒熱的利用介紹了能源的開發(fā)與利用，特別是化石燃料的利弊以及能源與人類生存和發(fā)展的關(guān)系。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.了解燃燒熱概念，并能進(jìn)行簡單的計算。

2.知道化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。3.通過查閱資料說明能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實(shí)際意義。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

燃燒熱概念及相關(guān)計算

四、教學(xué)過程

（一）預(yù)習(xí)檢查，檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，統(tǒng)計學(xué)生對該知識點(diǎn)的了解情況，然后進(jìn)行教學(xué)過程。（若有預(yù)習(xí)檢測，就利用其來檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，根據(jù)學(xué)生的情況來進(jìn)行上課精講部分的調(diào)整。）

（二）情景導(dǎo)入，展示目標(biāo)

列舉一部分燃燒反應(yīng)，要求學(xué)生觀察其熱化學(xué)方程式是否正確，然后從中提出燃燒熱的概念。（復(fù)習(xí)上節(jié)課學(xué)習(xí)的熱化學(xué)方程式的書寫，并引入本節(jié)課的重難點(diǎn)——燃燒熱）

[板書] 第二節(jié)燃燒熱能源

一、燃燒熱

1．定義：在25 ℃、101 kPa時，lmol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。

[問題] 解釋H2的燃燒熱為285.8 kJ / mol所表示的含義： H2（g）+1/2O2(g）=H2O（l）ΔH=-285.8kJ/mol 實(shí)驗(yàn)測得25oC，101kPa時1molH2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ的熱量。

[討論]你是如何理解燃燒熱的定義的？(5’)(1)條件：25 ℃、101 kPa(2)可燃物的用量：lmol(3)生成穩(wěn)定的氧化物：如C完全燃燒應(yīng)生成CO2(g)，H2燃燒生成H2O(l)，S生成SO2(4)單位：kJ / mol(5)書寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時，以1mol可燃物為配平標(biāo)準(zhǔn)，其余可出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。[板書]2．研究物質(zhì)燃燒熱的意義

（學(xué)生通過閱讀教材，找到人們研究燃燒熱的意義，增強(qiáng)學(xué)生處理課本和整理信息的能力）燃燒熱的定義：了解化學(xué)反應(yīng)完成時產(chǎn)生熱量的多少，以便更好地控制反應(yīng)條件，充分利用能源。[探究] 分析教材中表1-1，討論應(yīng)根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來選擇燃料。試舉例說明

[提示] 可根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱、燃料的儲量、開采、儲存的條件、價格、對生態(tài)環(huán)境的影響等綜合考慮。

[板書]3．有關(guān)燃燒熱的計算

（利用優(yōu)化設(shè)計P11有關(guān)燃燒熱的計算的例子，給學(xué)生講解這部分內(nèi)容，并得到一個結(jié)論：

Q放=n×▏ΔH▕（ΔH表示燃燒熱））

[過渡]我們已經(jīng)知道利用物質(zhì)燃燒放出的熱量，那么怎樣合理的利用這些物質(zhì)的燃燒，這是世界各國普遍關(guān)注的能源問題。[板書]

二、能源

[自主學(xué)習(xí)]閱讀教材回答下列問題 1.指出能源的定義及分類。

能源就是能提供能量的自然資源，它包括化石燃料、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐及柴草等等。我國目前使用的主要能源是化石燃料。

[討論1] 分析教材中資料卡片并閱讀教材討論我國能源的現(xiàn)狀如何？ 1．主要是化石燃料蘊(yùn)藏量有限，而且不能再生，最終將枯竭。2．能源利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重。

3．能源儲量豐富，我國的人均能源擁有量較低。4．近年來能源的總消費(fèi)量與人均消費(fèi)量情況呈下降趨勢，但是，仍然出現(xiàn)了能源危機(jī)問題。[討論2] 如何解決我國的能源危機(jī)問題？ 1．調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。

2．加強(qiáng)科技投入，提高管理水平，科學(xué)的控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，提高能源的使用效率。

3．節(jié)約利用現(xiàn)有能源。4．研究開發(fā)新能源。

[講述]在現(xiàn)有的能源即將出現(xiàn)危機(jī)之時，人們很自然地把目光轉(zhuǎn)向那些儲量更豐富、更清潔、可以再生的新能源，并驚奇地發(fā)現(xiàn)，這些新能源大多數(shù)與我們?nèi)粘Ｉ钜恢毕⑾⑾嚓P(guān)。人們在不知不覺地使用著它們，只不過今后我們將采取新的方式利用它們。2．新能源包括那些？有什么特點(diǎn)？

太陽能、生物能、風(fēng)能、氫能、地?zé)崮?、海洋能和生物質(zhì)能等。特點(diǎn)：資源豐富，可以再生，沒有污染或很少污染。

科學(xué)視野∶太陽能，氫能，地?zé)崮?，風(fēng)能等。

（三）課堂總結(jié)

一、燃燒熱

定義：在25 ℃、101 kPa時，lmol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。

二、能源

（四）課后作業(yè)

完成優(yōu)化設(shè)計訓(xùn)練與測評P4-5頁

五、教學(xué)反思