燃烧热的测定实验报告

一、实验名称：燃烧热的测定

二、实验目的

1、明确燃烧焓的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别。

2、通过测定萘的燃烧热，掌握有关热化学实验的一般知识和技术。

3、掌握氧弹量热计的原理、构造及使用方法。

4、了解、掌握高压钢瓶的有关知识并能正确使用。

5、学会雷诺图解法校正温度改变值。

三、实验原理

在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Q v), 其值等于这个过程的内能变化(ΔU)

Q v = – MC VΔT/m

在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Q p),其值等于这个过程的热焓变化(ΔH)

Q p= Q + ΔnRT

在略去体系与环境的热交换的前提下，体系的热平衡关系为

Q v = – M[(WC水+ C体系)ΔT – Q a L a– Q b L b]/m

令 k = WC水+ C体系，则

Q v = –M( kΔT – Q a L a– Q b L b)/M

其中：M为燃烧物质的摩尔质量；m为燃烧物质的质量；Qv 为物质的定容燃烧热；ΔT为燃烧反应前后体系的真实差；W为水的质量；C为水的比热容；C体系为量热计的水氧弹,水桶,贝克曼温度计,搅拌器的热容；Q a、Q b分别为燃烧丝,棉线容；L a,L b分别为燃烧丝,棉线的长度。

在已知苯甲酸燃烧热值的情况下，我们通过实验可测出k的大小，用同样的方法我们就可以测出萘的燃烧热值Q v。

仪器热容的求法是用已知燃烧焓的物质(如本实验用苯甲酸)，放在量热计中燃烧，测其始、末温度，经雷诺校正后，按上式即可求出C。

雷诺校正：消除体系与环境间存在热交换造成的对体系温度变化的影响。方法：将燃烧前后历次观察的温度对时间作图，联成FHDG线如图4-1或者图4-2。图中H相当于开始燃烧

之点，D点为观察到最高温度读数点，将H所对应的温度T1，D所对应的温度T2，计算其平均温度，过Ｔ点作横坐标的平行线，交FHDG线于一点，过该点作横坐标的垂线a,然后将FH线和GD线外延交a线于A、C两点,A点与C点所表示的温度差即为欲求温度的升高∆T。图中AA’表示由环境辐射进来的热量和搅拌引进的能量而造成卡计温度的升高，必须扣除之。CC’表示卡计向环境辐射出热量和搅拌而造成卡计温度的降低，因此，需要加上，由此可见，AC两点的温度差是客观地表示了由于样品燃烧使卡计温度升高的数值

图4-1 绝热较差时的雷诺校正图

图4-2 绝热良好时的雷诺校正图

四、实验数据及处理：

（一）热量计的水当量的测定

相关数据：

1.作出苯甲酸燃烧的雷诺校正图，由图中得出燃烧前后温度升高

℃

t/s

∆T 1＝（28.12-25.59）℃ = 2.53℃

2. 求热量计的水当量C 计：（ρ＝1g/cm 3，C 水＝4.184J /g ⋅℃）

C 计=

1

T

∆（－Q 1W 1－Q a ⋅ a 1－Q b ⋅ b 1）－3000ρ C 水 = 1/2.53 ×(26460×1.0211＋6688×0.0125＋16720×0.0105)－3000×1×4.184 =-1770.392 J /g ⋅℃

（二） 萘的燃烧热的测定 相关数据：

1. 萘燃烧的雷诺校正图，由图中得出燃烧前后温度升高

℃

t/s

∆T2＝（28.48-26.02）℃= 2.46℃

2．求萘的恒容燃烧热Q v(kJ⋅ mol-1)

Q v=1/n2 [－Q a⋅ a2－Q b⋅ b2－(3000ρ C水+C计) ⋅∆T2]

= 1/ (0.6415/128.18) ×[6688×0.0114＋16720×0.0095－(3000×1×4.184 -1770.3

92) ×2.46]J⋅ mol-1=-5248232.09J⋅ mol-1 =－5248.232kJ⋅ mol-1

五、讨论思考

1.如何由萘的恒容燃烧热Q v(kJ⋅ mol-1)，求萘的恒压燃烧热Q p(kJ⋅ mol-1)，Q v与Q p的关系

式中∆n是何含义，∆n =?

答：Q P,m =Q V,m + ∑vB ( g )RT=Q V +ΔnRT ; ∆n是指反应前后，生成物与反应物中气体的物质的量的差值。

2.该实验成败的关键是什么？从结果看，你做得如何？

答：关键是：药品的量合适、压片松紧合适、雷诺温度校正。通过查表得， Q p (萘，25℃ )=-5153.8 kJ/mol，实验求得Q p=-5253.187kJ/mol相对误差=（5253.187-5153.8）/5153.8*100%=1.93%，从实验结果看，本实验做得良好。

3、氧弹准备部分，引火丝和电极需注意什么？

答：引火丝与试样要紧密接触但不能碰到燃烧皿（防点火失败短路）；电极也是不能碰到燃烧皿而且两电极不能靠近（以防短路）。