实验二 燃烧热的测定
实验报告燃烧热的测定
实验报告燃烧热的测定实验报告：燃烧热的测定一、实验目的本次实验的主要目的是准确测定某些物质的燃烧热，通过实验操作和数据处理，深入理解燃烧热的概念及其在热力学中的重要性。
同时，掌握量热计的使用方法和相关实验技能，提高实验数据的处理和分析能力。
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。
在恒压条件下测量的燃烧热称为恒压燃烧热（Qp），在恒容条件下测量的燃烧热称为恒容燃烧热（Qv）。
对于理想气体，Qp ＝ Qv ＋ΔnRT，其中Δn 为反应前后气体物质的量的变化，R 为气体常数，T 为反应温度。
本实验中，采用氧弹式量热计来测量燃烧热。
量热计内装有一定量的水，样品在氧弹中燃烧放出的热量使量热计和水的温度升高。
根据水的温升、量热计的热容以及样品的质量，可计算出样品的燃烧热。
三、实验仪器与试剂1、仪器氧弹式量热计压片机电子天平贝克曼温度计氧气钢瓶点火丝2、试剂苯甲酸（标准物质）待测物质（如萘）四、实验步骤1、样品准备用电子天平准确称取约 10g 苯甲酸，在压片机上压成片状。
称取约 08g 待测物质（萘），同样压片处理。
2、量热计准备检查氧弹的气密性，确保其完好无损。
向量热计内加入一定量的去离子水，准确测量水的质量。
3、安装样品将压好的样品片放在氧弹的坩埚内，用点火丝连接好。
拧紧氧弹盖，充入氧气至一定压力。
4、测量初温将氧弹放入量热计中，插入贝克曼温度计，搅拌均匀，测量体系的初始温度。
5、点火燃烧接通点火电路，点火使样品燃烧。
6、测量终温观察温度变化，待温度上升至最高点后，继续测量一段时间，以确保温度稳定。
记录最终温度。
7、重复实验对同一待测物质进行至少两次平行实验，以提高数据的准确性。
五、实验数据处理1、苯甲酸燃烧热的测定根据苯甲酸燃烧前后的温度变化（ΔT1）、水的质量（m1）、量热计的热容（C），计算苯甲酸的燃烧热（Q1）。
2、萘燃烧热的测定同样根据萘燃烧前后的温度变化（ΔT2）、水的质量（m2）、量热计的热容（C），计算萘的燃烧热（Q2）。
实验二 燃烧热测定
实验二燃烧热测定1 目的要求：(1)学会用氧弹热量计测定有机物燃烧热的方法。
(2)明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别。
(3)掌握用雷诺法和公式法校正温差的两种方法。
(4)掌握压片技术，熟悉高压钢瓶的使用方法。
学会用精密电子温差测量仪测定温度的改变值。
2 基本原理：有机物的燃烧焓△c H0m是指lmol的有机物在p0时完全燃烧所放出的热量，通常称燃烧热。
燃烧产物指定该化合物中C变为C02(g)，H变为H2O(l)，S变为SO2(g)，N变为N2 (g)，Cl变为HCl(aq)，金属都成为游离状态。
燃烧热的测定，除了有其实际应用价值外，还可用来求算化合物的生成热、化学反应的反应热和键能等，具有重要的理论价值。
量热方法是热力学的一个基本实验方法。
热量有Q p和Q v之分。
用氧弹热量计测得的是恒容燃烧热Q v；从手册上查到的燃烧热数值都是在298.15K，101.325 kPa条件下，即标准摩尔燃烧焓，属于恒压燃烧热Q p。
由热力学第一定律可知，在不做其他功的条件下，Q v=△U；Q v=△H。
若把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：△H =△U +△(pv)Q p=Q v+△n RT式中，△n为反应前后生成物和反应物中气体的物质的量之差；R为气体常数；T为反应的热力学温度(量热计的外桶温度，环境温度)。
在本实验中，设有m g物质在氧弹中燃烧，可使Wg水及量热器本身温度由T1升高到T2，令C代表量热器的热容，Q V为该有机物的恒容摩尔燃烧热，则：∣Q V∣=(C+W)(T2-T1)·M／m式中M为该有机物的摩尔质量。
该有机物的燃烧热则为：△c H m =△r H m = Q p=Q v+△n RT=-M(C+W) (T2-T1)／m +△n RT由上式，我们可先用已知燃烧热值的苯甲酸，求出量热体系的总热容量(C+W)后，再用相同方法对其他物质进行测定，测出温升△T= T2-T1，代入上式，即可求得其燃烧热。
实验二燃烧热的测定
实验二燃烧热的测定一、实验目的1、巩固燃料燃烧热的概念。
2、了解和掌握固体燃料或沸点大于250℃重质液体燃料发热量的测定方法。
3、掌握氧弹式热量计的构造、安装及实验技术。
二、实验原理目前国内外均采用氧弹法测定固体、液体类燃料的热值，其原理是把一定量的分析试样放置在氧弹中，在氧弹中充入氧气，然后使试样在氧弹中完全燃烧，氧弹预先放在一个盛满水的容器中，根据试样燃烧后水温的升高，计算出试样的发热量。
由于实际情况并不如此简单，所以需要考虑各种影响测定的因素，进行各种校正，然后才能获得正确的结果。
目前通用的热量计有绝热式和恒温式两种类型。
绝热式热量计：把盛有氧弹的水筒放在一个双壁水套中间，这个水套称外筒。
当试样点火后，内筒水温度在上升过程中，外筒水温度通过自动控制加热跟踪而上，当内筒水温度达最高点而呈现平稳时，外筒水温度也达到这个水平，并保持恒定。
在整个试验过程中，内、外筒水温度保持一致，因而消除了热交换。
用这种绝热式热量计测定时，可以省略许多繁琐的计算。
这种方法叫绝热式热量计法。
恒温式热量计：恒温式热量计是在保持外筒水温恒定不变的情况下，采用雷诺作图法或计算公式来校正热交换的影响，因而这种仪器要有严格的试验室，以减少外界对试验结果的影响，这种方法叫恒温式热量计法。
本实验采用恒温式热量计法，仪器型号为SHR-15氧弹式热量计，该热量计操作方便，设备简单，用标准苯甲酸进行标定，不需附加设备。
在设计与制造中，已考虑到使热量计环境与体系之间的热交换作用减到最小，剩余的热交换作用，在体系与环境不大于2~3℃的情况下，可用一定的热交换校正公式进行校正。
在测定中，先用已知重量的标准苯甲酸（26460J/g）在热量计中燃烧，求出热量计的水当量（即在数值上等于量热体系温度升高一度所需要的热量）。
接着把被测燃料（试样）在同样条件下，在热量计内燃烧，测量量热体系温度升高，根据所测温度升高及量热体系的水当量，即可求出所测燃料的燃烧热。
物化实验-燃烧热的测定
物化实验-燃烧热的测定(总6页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除实验2 燃烧热的测定实验日期：2012-4-14；提交报告日期：2012-4-27； 带实验的助教姓名：陈双龙 1 引言（简明的实验目的/原理） 1.1实验目的1 熟悉弹式量热计的原理、构造及使用方法。
2 明确恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系。
3 掌握温差测量的实验原理和技术。
4 学会用雷诺图解法校正温度改变值。
1.2 实验原理在指定温度及一定压力下，1mol 物质完全燃烧时的定压反应热，称为该物质在此温度下的摩尔燃烧热，记作△c H m 。
通常，完全燃烧是指C →CO 2（g ），H 2→H 2O （l ），S →SO 2（g ），而N 、卤素、银等元素变为游离状态。
由于在上述条件下△H ＝Q p ，因此△c 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△c U m ）。
若反应系统中的气体均为理想气体，根据热力学推导，Q p 和Q v 的关系为p V Q Q nRT =+∆ （1） 式中：T ——反应温度，K ；△n ——反应前后产物与反应物中气体的物质的量之差；R ——摩尔气体常数。
通过实验测得Q v 值，根据上式就可计算出Q p ，即燃烧热的值。
测量热效应的仪器称作量热计。
量热计的种类很多。
一般测量燃烧热用弹式量热计。
本实验所用量热计和氧弹结构如图2-2-1和图2-2-2所示。
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，还对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一个绝热体系。
弹式量热计的基本原理是能量守恒定律。
样品完全燃烧所释放的能量使得氧弹本身及周围的介质和量热计有关附件的温度升高。
实验二 燃烧热测定
实验二、燃烧热的测定专业：11化学姓名：赖煊荣座号：32 同组人：陈见晓时间：2013.10. 15Ⅰ、目的要求1．用氧弹热量计测定萘的燃烧热。
2．明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别。
3．了解热量计中主要部分的作用，掌握氧弹热量计的实验技术。
4．学会雷诺图解法校正温度改变值。
Ⅱ、基本原理一、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作燃烧热。
所谓完全氧化，对燃烧产物有明确的规定。
量热法是热力学的一个基本实验方法。
在恒容或恒压条件下，可以分别测得恒容燃烧热Q v和恒压燃烧热Q p。
由热力学第一定律可知，Q v等于体系内能变化ΔU；Q p等于其焓变ΔH。
若把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)Q p = Q v + Δn RT ——（1）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，本实验所用氧弹热量计是一种环境恒温式的热量计。
氧弹热量计的装置如图右。
二、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。
测量介质在燃烧前后温度的变化值，就可求算该样品的恒容燃烧热。
其关系式如下：-W样/M ·Q v– l·Q l =(W水c水+C计) ΔT ——（2）式中，W样和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；l和Ql是引燃用金属丝的长度和单位长度燃烧热，W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，即除水之外，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。
三、雷诺温度校正图实际上，热量计与周围环境的热交换无法完全避免，它对温差测量值的影响可用雷诺温度校正图校正。
具体方法为：称取适量待测物质，估计其燃烧后可使水温上升1.5～2.0℃。
实验二 有机物燃烧热测定
实验二有机物燃烧热测定一、实验目的（1）用氧弹式量热计测定奈的恒容燃烧热。
（2）掌握氧弹式量热计的构造、原理和使用方法。
（3）掌握有关热化学实验中总热容量标定与温差校正的方法。
二、实验原理物质的燃烧热是指1摩尔物质在氧气中完全燃烧时释放出的热量。
若燃烧在恒容下进行称恒容燃烧热（Q v），在恒压下进行称恒压燃烧热（Q p）。
用氧弹式量热计测得的燃烧热是恒容燃烧热，Q v= -C M△t/m，式中，△t=t2-t1是燃烧前后系统温度的变化；m、M分别是被测物质的质量与摩尔质量，C是系统的总热容。
加负号是因为燃烧是一个放热过程，物质的燃烧热为负值。
应该指出，由于实验装置难以做到完全绝热，故实际测定时，需对测得的上△t作校正。
实际使用中更多的是恒压燃烧热Q p，Q p可用式Q p=Q v+△nRT方便地求得。
式中△n为燃烧前后气体物质的量的变化。
物质的燃烧热是温度的函数，但当温度变化不是很大时，可近似认为是常数。
本实验采用数显式氧弹量热计测量燃烧热，它通过控制双向可控硅自动点火和熄火；通过测量控制接口对燃烧初期、主期、末期（其含义见数据处理部分）的温度进行采集、记录、打印。
经过数据处理得到初期温度变化率r、末期温度变化率r1以及温度校正值△t’，并得到实验的最后结果，这些数据也能通过打印机打印出来。
三、试剂与仪器试剂：苯甲酸、萘、镍铬丝、氧气等；仪器：HR-15数显氧弹式量热计。
四、实验步骤1．用标准苯甲酸标定量热计的热容量C（1）截取10cm镍铬丝，将其两端分别接在氧弹内的两个电极上。
（2）将预先压成片状干燥的苯甲酸样品(1g左右)放人坩埚内，然后将坩埚放在氧弹金属支架的环上，如图2-7所示。
注意镍铬丝应与样品尽量接近，但切不可触及坩埚。
（3）拧紧氧弹盖及放气孔，接上充氧器，往氧弹中缓缓充人氧气，充氧时间不少于30 S，直到氧弹内压力到达2.5～3 MPa。
完成后将氧弹浸没在水中，检查是否漏气。
（4）往内筒中加人4000ml去离子水，调节内筒水温，使内筒水温比外筒水温低0．7℃～1．0℃.将内筒平稳地放在外筒的绝缘架上。
2燃烧热实验报告
华南师范大学实验报告学生姓名学号专业化学(师范) 年级、班级课程名称物理化学实验实验项目燃烧热的测定实验类型：□验证□设计□综合实验时间年月日实验指导老师蔡跃鹏实验评分【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差别与联系。
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，掌握氧弹卡计的实验技术。
④学会雷诺图解法校正温度改变值。
【实验原理】物质的标准摩尔燃烧热(焓)△cH mθ是指1mol物质在标准压力下完全燃烧所放出的热量。
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的变化△rU m；恒压条件下测得的1mol物质的燃烧热称为恒压摩尔燃烧热Q p,m，数值上等于这个燃烧反应过程的摩尔焓变△rH m，化学反应热效应通常是用恒压热效应△rH 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△rH mθ即为该有机物的标准摩尔燃烧热△cH mθ。
若把参加反应的气体与生成的气体作为理想气体处理，则存在下列关系式。
Q p,m=Q V,m+(∑V B)RT (3-4) 式中，∑V 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与Q V,m的量纲为J/mol。
本实验所用测量仪器为氧弹量热计(也称氧弹卡计)，按照结构及其与环境之间的关系，氧弹量热计通常分为绝热式和外槽恒温式，本实验所用为外槽恒温式量热计。
氧弹为高度抛光的刚性容器，耐高压、耐高温、耐腐蚀，密封性好，是典型的恒容容器。
测定粉末样品时需压成片状，一面充氧时冲散样品或燃烧时飞散开来。
量热反应测量的基本原理是能量守恒定律。
在盛有定量水的容器中，样品的物质的量为n mol，放入密闭氧弹，充氧，然后使样品完全燃烧，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，及量热计及水每升高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T1、T2，则此样品的恒容摩尔燃烧热为Q V，m= -C(T2-T1)(3-5) n式中，Q V,m为样品的恒容摩尔燃烧热，J/mol；n为样品的物质的量，mol；C为仪器的总热容，J/K或J/℃。
实验二燃烧热的测定
M m
C(T终
T始 )
（2）
Ⅱ.基本原理
用氧弹量热计进行实验时，氧弹放置在装有 一定量水的容器中，容器外是空气隔热层， 再外面是温度恒定的水夹套。样品在体积固 定的氧弹中燃烧放出的热Qv、引火丝燃烧放 出的热和由氧气中微量的氮气氧化成硝酸的 生成热，大部分被水桶中的水吸收；另一部 分则被氧弹,水桶、搅拌器及温度计等所吸收。 在量热计与环境没有热交换的情况下，可以 写出如下的热量平衡公式：
待温度读数稳定后变化0002min开始记录实验数据当记满20个数据时5min按点火钮点火指示灯先亮后熄且温度迅速上升直至钮点火指示灯先亮后熄且温度迅速上升直至两次读数差值小于0002时再继续测量40个数据即10min后停止实验
燃烧热的测定
Ⅰ.目的要求
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
Ⅳ .操作步骤
放气并检查 小心取下电子贝克曼温度计, 再取出氧弹,用放气阀放出余气。旋开氧 弹盖，检查样品燃烧是否完全。氧弹中应 没有明显的燃烧残渣。若发现黑色残渣， 则应重做实验。测量燃烧后剩下的铁丝长 度以计算铁丝实际燃烧长度。最后擦干氧 弹和内水桶。
样品点燃及燃烧完全与否,是本实验最重 要的一步。
图2-2 绝热良好时的雷诺校正图
Ⅱ.基本原理
雷诺温度校正
图中AA′为开始燃烧到温度升至室温这一
段 时 间 Δt1 内 ， 由 环 境 辐 射 进 来 以 及 搅 拌 所引进的能量而造成量热计的温度升高。
它应予以扣除之。CC′为温度由室温升高
到最高点D这一段时间Δt2内，量热计向环 境辐射而造成本身温度的降低。它应予以
氧气遇油脂会爆炸。因此氧气减压器、氧弹以及氧气 通过的各个部件及部分不允许有油污，更不允许使用 润滑油。
燃烧热(焓)的测定
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：nRT 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。
实验二 燃烧热的测定
实验二 燃烧热的测定一、实验目的1、学会用氧弹量热计测定有机物燃烧热的方法。
2、明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别。
3、掌握用雷诺法和公式法校正温差的两种方法。
4、掌握压片技术，熟悉高压钢瓶的使用方法，会用精密电子温差测量仪测定温度的改变值。
二、实验原理燃烧热的测定，除了有其实际应用价值外，还可用来求算化合物的生成热、化学反应的反应热和键能等。
有机物的燃烧热是指1摩尔的有机物在恒温下完全燃烧时所放出的热量，通常称燃烧热。
所谓的完全燃烧是指将该化合物中C 变为CO 2 (g)，H 变为H 2O(l)，S 变为SO 2 (g)，N 变为N 2 (g)，Cl 变为HCl(aq)，金属都成为游离状态。
恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热（Q V ），恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热（Q P ）。
若反应中各气体可视为理想气体，根据热力学推导，对于一摩尔物质的恒容燃烧热（Q V.m ）和恒压燃烧热（Q P.m ）之间满足以下关系式：RT Q Q g B m V m P ⨯+=∑)(..ν恒容燃烧热通常是用氧弹式量热计测定的。
在氧弹式量热计中，被测物在高压氧气的助燃下，充分燃烧放出热量，同时点火丝燃烧、燃烧过程生成的少量HNO 3也放出热量。
即整个过程放出的热量为：-Q V.a - q.b + 5.98c-Q V.a - q.b + 5.98c =w.h.△t + C 总. △t式中：a ：被测物质量，g ；Q V ：每克被测物在恒容条件下的燃烧热，J/g ； b ：烧掉的燃烧丝的质量，g ； q ：每克燃烧丝燃烧产生的热量，J/g ；HNO 3生成的热量3HNO Q ，即放出的热量为：当用0.100mol/LnaOH 滴定生产的硝酸时，每毫升相当于-5.98J ，此热量一部分使内筒中水温度升高，另一部分使量热计（氧弹、搅拌器）温度升高。
假定体系绝热良好，则有： -Q V.a - q.b + 5.98c =K .△t 式中：W ：水桶中水的质量，g ；C 总：氧弹、水桶总质热容，J/K ； h ：水的比热，J/g.K ；K ：量热计体系系数，J/K ；K=（W.h+ C 总），J/K q ：每克燃烧丝燃烧产生的热量，J/g ；t ∆：燃烧前后体系温度的变化，K 。
物理化学实验
实验二. 燃烧热的测定1.燃烧热测定中什么是系统？什么是环境？答：所谓系统，是指研究对象。
在本实验中，以内水桶及其内容物包括内水桶、氧弹、介质水、测温元件、搅拌器螺旋桨等作为系统。
可近似看成是一个绝热系统。
所谓环境，是指除系统之外且与系统有联系的那一部分物质与空间。
在本实验中，环境主要指内水桶以外且与系统有联系的那一部分物质和空间，包括恒温水夹套、外水桶盖子上方的空气等。
2.实验中引起系统和环境热交换的因素有哪些？如何避免热损失？答：系统与环境之间进行热交换的途径包括传导、对流和辐射。
内水桶底部与外水桶不是直接接触，而是用传热性差的材料制成的垫子隔开，减少传导引起的热损失；氧弹完全浸没在介质水中，使燃烧释放的热量全部传给周围的介质；外水桶上部用盖子盖住，减少空气对流；盖子朝下的一面以及内水桶内表面抛光，减少热辐射。
3.应如何正确使用氧气钢瓶？答：一般高压气体钢瓶使用注意事项：（1）高压气体钢瓶放置场所要求通风良好，温度不超过35o C；（2）高压气体钢瓶必须装有调节器（即减压器）时方可使用。
调节器分氢、氧、乙炔等三种，不准相互代用。
压力计、导管等也要专用；（3）安装高压气体钢瓶调节器应牢紧，不得漏气。
开瓶时，出气口处不准对人，缓慢开启，不得过猛，否则冲击气流会使温度升高，易引起燃烧或爆炸；（4）调节器卸下后，进气口切不可进入灰尘等脏物，并需置于干燥及通风的环境里保存；（5）在工作前应先将高压气体输入到调节器的高压室，然后缓慢旋转手柄（次级开关）调解气流，以保证安全。
实验结束后，及时关好气瓶阀门，同时将调节器的手柄旋松（即关的状态）；（6）调节器、阀门及管道应禁油；(7) 装高纯气体的钢瓶内的气体不能全部用完而应该保持钢瓶内的气体为正压，以免在气体用毕更换气体时重新洗瓶。
4.在计算萘的燃烧热时，没有用到3000mL 水的数据，为什么在实验中需要量准水的体积呢？若水体积量得不准，对测量结果有何影响？答：仪器常数值与水的量有关。
实验二 燃烧热测定
大学化学实验PUniversity Chemistry Experiment(P)，2018.03.150001实验一燃烧热测定摘要：燃烧热的测定无论在各个领域的应用都十分广泛，本实验采用体积确定的氧弹来测定样品(苯甲酸、萘)的燃烧热，利用氧弹热量计阻止系统与外界的热传递，将样品在氧气充足的条件下完全燃烧，由Pt-1000铂电阻温度计测量温差。
并用无纸记录仪记录实验中温度变化，最后透过雷诺曲线校正以求出样品的恒容燃烧热及恒压燃烧热，并与文献数据相比较以评估实验误差。
关键词：燃烧热的测定、恒容燃烧热、氧弹式热量计、雷诺曲线1 引言燃烧热是重要的热化学数据，可用于计算化合物的生成热、反应热、键能等，同时通过比对物质之间的燃烧热可以判断反应能否进行，进而设定需要的合理的实验途径。
因此燃烧热的测定不论在环境的的治理或食品开发、新能源的利用方面有十分显著的意义。
实验室测定燃烧热一般采用氧弹热量计测定，在测定方面已有许多研究。
黄成[1]等即在压片技术、点火丝安装方法和直线加曲线拟合的雷诺温度校正法等三方面进行了改进。
在本次实验操作中，采用恒温式氧弹热量计来进行测量，其中面对点火丝容易短路的问题，本实验中采用将点火丝缠成螺旋状置于药片上表面来测定，并配合无纸记录仪自动记录燃烧过程中温度的时变率，并直接将数据传输到计算机中，以减少实言误差。
并且未避免漏热影响实验数据的准确性，数据的测量值将用雷诺作图法进行校正。
2 实验部分2.1 实验原理1mole物质完全燃烧产生的热效应称作燃烧热(△c H m)，燃烧热的测定在各个领域都有着极大的应用。
而理想气体的恒容燃烧热(Qv)和恒压燃烧热(Qp)间存在关系式Qp = Qv +△nRT (式1.1)本实验中采取环境恒温室氧弹测量器(图一)及Pt铂电阻温度计，通过无纸记录仪自动记录燃烧过程中温度随时间变化的燃烧曲线。
本实验用已知燃烧热的苯甲酸标定氧弹式热量气仪器参数(苯甲酸的恒容燃烧热Qv=-26460J/g)。
实验二燃烧热的测定
（7）停止搅拌，拿出传感器，打开水筒盖（注意：先拿出传感器，再打开水筒盖），取出内筒和氧弹，用放气阀放掉氧弹内的氧气，打开氧弹，观察氧弹内部，若试样燃烧完全，实验有效，取出未烧完的点火丝称重。 若有试样燃烧不完全，则此次实验作废。 （8）用蒸馏水洗涤氧弹内部及坩埚并擦拭干净。 3.萘的燃烧热的测定 按上法称取0.6克左右的萘，进行压片，称重。用上述方法测萘的燃烧热。 六、数据记录和处理 1. 记录下列数据： 室 温： ℃ ； 实验温度： ℃ 苯甲酸重： g ； Ni-Cr合金丝或质量： cm 剩余Ni-Cr合金丝长： cm 萘的质量： g
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
它交折线FHIDG于I点。过I点作垂直于时间轴的ab线。然后将FH线外延交ab线于A点。将GD线外延，交ab线于C点。则AC两点间的距离即为ΔT。图中AA′为开始燃烧到温度升至室温这一段时间Δt1内，由环境辐射进来以及搅拌所引进的能量而造成量热计的温度升高。它应予以扣除之。CC′为温度由室温升高到最高点D这一段时间Δt2内，量热计向环境辐射而造成本身温度的降低。它应予以补偿之。因此AC可较客观的反应出由于燃烧反应所引起量热计的温升。在某些情况下，量热计的绝热性能良好，热漏很小，而搅拌器的功率较大，不断引进能量使得曲线不出现极高温度点，如图4-2，校正方法相似。必须注意，应用这种作图法进行校正时，卡计的温度与外界环境的温度不宜相差太大（最好不超过2-3℃），否则会引入大的误差。
单击此处添加大标题内容
装置氧弹：拧开氧弹盖，将氧弹内壁擦干净，特别是电极下端的不锈钢接线柱更应擦干净。在氧弹中加10毫升蒸馏水。把苯甲酸放入坩埚中，用直尺量取长度约为15cm的细Ni-Cr合金丝一根，并用分析天平准确称重。将其两端固定在两个电极柱上，并让其与苯甲酸有良好的接触。然后，拧紧氧弹盖，并用进气管缓慢地冲入氧气直至弹内压力为MPa大气压为止，氧弹不应漏气。 把上述氧弹放入内筒中的氧弹座架上，再向内桶中加入3000克蒸馏水（温度已调制比外桶低℃左右），水面应至氧弹进气阀螺帽高度的约2/3处，每次用水量应相同。 接上点火导线，并连好控制箱上的所有电路，盖上胶木盖，将测温传感器插入内筒，打开电源和搅拌开关，仪器开始显示内筒水温，每隔半分钟蜂鸣器报时一次。 当内筒水温均匀上升后，每次报时时，记下显示的温度。当记下第十次时，同时按“点火”键，测量次数自动复零。以后每隔半分钟储存测温数据共31个，当测温次数达到31次后，按“结束”键表示实验结束（若温度到达最大值后记录的温度值不满十次，需人工记录几次）。
实验二燃烧热测定
触良好，防止松动。 实验结束后，一定要把未燃烧的铁丝质量从
公式中减掉。 在测定过程中，应该避免卡计周围的温度大
幅度波动。
第十四页，编辑于星期日：二十三点 十二分。
实验二 燃烧热的测定—实验拓展
量热法是物理化学中的一个重要实验技术，主要用 来测定反应的热效应（包括燃烧热、物质生成焓、 中和热、反应热等）、相变热和热容等。
第十一页，编辑于星期日：二十三点 十二分。
实验二 燃烧热的测定—实验步骤
1测定氧弹卡计和水的总热容C 1）样品压片 2）装置氧弹、充氧气 3）燃烧温度的测量 2 萘燃烧热的测定
第十二页，编辑于星期日：二十三点 十二分。
实验二 燃烧热的测定—数据处理
1 用图解法求出苯甲酸燃烧引起卡计温度变 化的差值T，计算卡计的热容C。
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T1、T2，则此样品的恒容摩尔燃烧热为:
式（中mo，l)Q；vmC为为样仪Q 品器V的的,m总恒热容容C摩((TJ尔·2Kn-燃1T或1烧)J 热/ oC(J)·。mo上l-1述)；（公n为2式）样是品最的理摩想尔、数
等于这个燃烧反应过程的热力学能的变化；
7.
恒压条件下测得燃烧热称为恒压摩尔燃烧热，
等于这个燃烧热反应过程的摩尔焓变，化学反应热Βιβλιοθήκη 效应通常是用恒压热效应来表示。
第三页，编辑于星期日：二十三点 十二分。
实验二 燃烧热的测定--实验原理
3、两者关系
Q P ,m Q V ,m ( B ) RT（1）
实验二 燃烧热的测定--实验原理
燃烧热的测定
实验二燃烧热的测定一、实验目的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1.燃烧热测量原理燃烧热是指1mol物质在等温、等压下与氧化合时的反应热效应。
“完全氧化”的意思是化合物中的元素生成较高级的稳定氧化物，如在碳被氧化成CO2（气），氢被氧化成H2O（液），硫被氧化成SO2（气）等。
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，在不做非膨胀功的情况下，恒容过程的热效应Q V，即∆U。
恒压过程的热效应Q P，即∆H。
它们之间的相互关系如下：Q P=Q V+∆n(RT) (1)∆H=∆U+∆n(RT)其中∆n为反前后气态物质的物质的量之差；R为摩尔气体常数；T为反应的绝对温度(T)。
本实验通过测定萘完全燃烧时的恒容燃烧热，然后再计算出萘的恒压燃烧∆H。
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ΔT，就能计算出该样品的燃烧热。
在盛有水的容器中，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。
若已知水量Wg，水的比热为c，仪器的水当量为Wˊ（量热计每升高一度所需的热量），燃烧前后的温度变化为ΔT，则mg物质的燃烧热为：错误！未找到引用源。
-m样Q v/M- l·Q l=（c·W+W’）ΔT (2)式中：M为样品的相对分子质量；QV为样品的恒容燃烧热；l和Ql是引燃用金属丝的长度和单位长度燃烧热。
水当量W’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ΔT，便可据式(2)求出Wˊ。
2燃烧热的测定
六、数据处理
由计算机软件处理得到萘的恒容燃烧热Qv，根据
QP= QV+△nRT 求出萘的恒压燃烧热QP。 萘的燃烧反应式为：
C10 H8 (s) 12O2 ( g ) 4H 2O(l ) 10CO2 ( g )
(T为氧弹式热量计外筒水温，Δn=-2)
六、数据处理
文献值：
蔗糖C12H22O11（s） （101.325KPa,298K) c H m
七、实验讨论
3.本实验装置也可用来测定可燃液体样品的燃烧热。以 药用胶囊作为样品管，并用内径比胶囊外径大0.5～1.0 mm的薄壁软玻璃管套住。胶囊的平均燃烧热值应预先标 定以便扣除。
八、思考题
1.固体样品为什么要压成片状？ 2.如何用萘的燃烧热数据来计算萘的标准生成热？ 3.在本实验中，哪些是系统，哪些是环境？系统和环境 间有无热交换，这些热交换对实验结果有何影响，如何 校正？ 4.使用氧气钢瓶和减压器要注意哪些事项？
七、实验讨论
2.热量计热交换校正值Δt用奔特公式计算， m t (V V1 ) V1r 2 V-初期温度速度；V1-末期温度速度；m-在主期中每半分钟 温度上升不小于0.3℃的间隔数，第一个间隔计入m中。 r-主期每半分钟温度上升小于0.3℃的间隔数。 温度改变值ΔＴ=（t2-t1+Δt) t2-主期最后一个温度；t1-初期最后一个温度。
操作Байду номын сангаас骤
2. 蔗糖的燃烧热测量
称取1.7~1.8g左右的蔗糖，压片后,同上述方 法测定。
五、注意事项
镍铬丝紧压苯甲酸片，但不能接触坩埚。 充氧时注意氧气钢瓶和减压阀的正确使用顺 序，注意开关的方向和压力。实验结束后要关 上钢瓶总阀，注意排净余气，使指针回零。 要求内筒水温比外筒低 1℃左右，外筒水温与 室温相差不得超过 0.5℃，每次实验内筒水要更 换且需调温。
实验二 燃烧热的测定
实验二燃烧热的测定1.实验原理燃烧热是指为完全燃烧1摩尔物质所放出的热量。
燃烧热与反应物的热值和反应的化学方程式有关。
对于库伦定律成立的物体，它的内能由位能和动能构成，为E=U+K，对于不成立库伦定律的物体，还有电能，内能则为E=U+K+E(electric)，其中U为物体中分子之间的相互吸引和排斥力的势能；K为物体中分子的热运动所具有的动能；E(electric)为分子中电子的电能。
燃烧实验是测定化学物质燃烧放热的方法之一。
燃烧实验是将燃料和氧气混合，然后点燃，使燃料发生完全燃烧，从而放出热量。
根据热力学原理，燃料的燃烧热等于燃料燃烧后发生的放热量。
2.实验过程（1）实验器材：燃烧热测定装置、枯草燃料、恒量器、电子天平、电磁搅拌器、玻璃水浴器、试管等。
（2）将恒量器和卤素灯置于燃烧热测定装置内，用电子天平称出质量为m的枯草燃料，写下精确数值。
将枯草燃料放入燃烧热测定装置内。
（3）用玻璃水浴器热水预热恒量器，使恒量器内的温度达到与水浴器中热水相同，恒量器内装满熟化脱水高分子，测定高分子的温度，并记录下来。
（4）用火机将灯头点火，点燃枯草燃料，使其燃烧水浴器加热转动保证燃烧充分。
（5）根据恒量器内高分子的温度变化计算出枯草燃料的燃烧热。
3.注意事项（1）实验操作过程中淀粉储罐中必须有丝头粘合物在加热状态下，以供测定燃烧热。
（2）灯头点火之前必须保持恒量器处于一定温度下，以便后续计算。
4.结论通过本实验可知，在实验过程中，枯草燃料的的燃烧热可以通过恒量器对燃料进行热量测量、测温以及热能转化等方式计算得出。
5.实验结果根据本实验得出的燃烧热实验结果，我们可以通过对实验结果进行分析来评估更多物质的燃烧性能。
同时，对燃烧过程和燃烧物质的能量传递和转化过程的探究，也有助于我们更好地设计燃料和能源的利用方式，推进能源领域的可持续发展。
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实验二 燃烧热的测定
一、实验目的
1. 学会用氧弹量热计测定萘的燃烧热;
2. 掌握用雷诺法校正温差的方法;
3. 掌握用氧弹式量热计测定燃烧热的实验技术.
二、实验原理
燃烧热的定义是：1mol 物质完全燃烧时的热效应. 萘完全燃烧的方程式为：
108222()12()10()4()C H s O g CO g H O l +=+ (2-1)
恒压条件下的热效应为P Q , 恒容条件下的热效应为V Q , 将反应前后的各气
体物质视为理想气体, 并忽略凝聚相的体积, 则二者之间的关系是：
P V g =+Q Q RT ν∑ (2-2)
或 c m c m =+g H U RT ν∆∆∑ (2-3)
g ν为反应式中气体物质的化学计量系数; R 为摩尔气体常数; T 为夹套中水的绝对温度. 本实验通过测定萘完全燃烧时的恒容燃烧热c m U ∆, 然后再计算出萘的恒压燃烧热c m H ∆. 因
c m / 4.0U m M l C T -∆+=∆总 (2-4)
m 为被测物的质量; M 为被测物的摩尔质量; 4.0 为镍丝的燃烧系数(单位J·cm -1); l 为燃烧镍丝长度; C 总为量热系统(包括内水桶, 氧弹、测温器件, 搅拌器和水)的
总热容量(量热系统每升高1K 所需的热量). 其值由已知燃烧热值的苯甲酸(∆c H m 苯甲酸 = -3226.7 kJ/mol, 298 K)确定, 求出量热系统的总热容量 C 总后, 再用
相同方法对其它物质进行测定, 测出温升∆T , 代入上式, 即可求得其燃烧热.
苯甲酸完全燃烧的方程式为：
6522215(s)+O (g)=7CO (g)+3H O(l)2
C H COOH (2-5)
由于氧热量计不是严格的绝热系统, 热量计与周围环境的热交换无法完全避免, 因而从温度计上读的温差就不是真实的温差∆T, 需对测量温差进行校正, 常用雷诺(Renolds)作图法校正温度变化值. 具体方法为：称取适量待测物质, 估计其燃烧后可使水温上升1.5～2.0°C. 预先调节水温低于室温1.00°C左右. 按操作步骤进行测定, 将燃烧前、后观察所得的一系列水温和时间关系作图. 得一曲线如图2.1(a). 图中H点相当于燃烧开始时出现升温点, 温度为T1, 热传入介质; D点为读数中的最高温度点, 在T =(T1+T2)/2处作平行于横轴的直线交曲线于I 点, 过I点作垂直于横轴的直线ab, 然后将FH线和GD线外延长交ab线于A和C两点. A点与F点的温差, 即为校正后的温度升高值∆T. 图中AA′为开始燃烧到温度上升至室温这一段时间∆t1内, 由环境辐射和搅拌引进的能量所造成的升温, 故应予扣除. CC′为由室温升高到最高点D这一段时间∆t2内, 热量计向环境的热漏造成的温度降低, 计算时必须考虑在内. 故可认为, AC两点的差值较客观地表示了样品燃烧引起的升温数值. 即为苯甲酸燃烧所引起的温度升高值; 用同样处理方法求萘燃烧的T
.
, 苯甲酸实验数据代入式(2-4), 即可求得C
总在某些情况下, 有时量热计绝热情况良好, 而搅拌器功率较大, 不断引进的能量使得曲线不出现极高温度点, 如图2.1(b) 所示, 这时仍可按相同原理校正.
(a) 绝热较差的系统(b) 绝热较好的系统
图2-1 温度校正图
三、预习要求
1. 了解绝热式量热计的原理、构造及使用方法;
2. 了解有关高压钢瓶知识及使用方法;
3. 熟悉热力学第一定律、燃烧热、摩尔燃烧热等实验相关的理论知识;
4. 了解雷诺校正图的含义及相关计算.
四、仪器和药品
燃烧热测定装置1套; 氧弹量热计1套; 温差测量仪1台; 氧气钢瓶(附氧气表)1个; 压片机(公用); 电子天平1台; 万用表(公用); 小镊子1个; 容量瓶(1000 ml)1个; 镍丝若干; 尺子1把; 水桶1只.
苯甲酸(分析纯); 萘(分析纯).
五、实验步骤
(一) 量热系统的总热容量C总
1. 样品制作粗称大约0.8 g苯甲酸(切勿超过1.0g), 在压片机上压成圆片(在标有苯甲酸的压片机上压制, 不能与萘的共用). 不要过于用力, 也不要太松. 样片压得太紧, 点火时不易全部燃烧; 压得太松, 样品容易脱落. 将样品在干净的滤纸上轻击二、三次, 再精称, 记录质量.
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擦干净. 取洁净的燃烧皿, 底部平放1个陶瓷套管, 小心将样品片放置在陶瓷套管上, 然后放在氧弹下端的金属托架上. 取一引燃用镍丝, 用直尺量取其长度, 并记录. 按图2-2将镍丝两端固定在氧弹电极上. 镍丝与药片充分接触, 但与燃烧皿切不可相碰, 以免造成短路. 用万用电表检查两极间电阻值, 一般不应大于10 Ω, 保证线路连接良好.
图2.2 氧弹内部示意图
1. 电极;
2. 燃烧皿;
3. 镍丝;
4. 药片
旋紧氧弹盖, 然后充氧. 首先顺次打开氧气钢瓶总阀门和减压阀门, 充氧前先用氧气置换氧弹中的空气, 即充入0.5 MPa的氧气然后放掉. 再使氧弹中充入1.5～2 MPa的氧气(要1min左右, 勿超过2.5 MPa). 关闭氧气瓶总阀门, 放掉氧气表中的余气. 再次用万用表检查两电极间的电阻. 如阻值过大, 表明接触不好, 则应放出氧气, 开盖检查并连接好后重新充气, 待用.
3. 测量
(1) 用温差测量仪测定夹套水温, 记录其温度值.
(2) 先在水桶中调节自来水的温度低于夹套水温1.0°C左右, 再用1L大容量瓶准确量取已被调好水温的自来水3 L于内桶中. 将充好气的氧弹垂直、缓慢放入水桶中央, 放稳(水面盖过氧弹端面, 如内有气泡逸出, 则表明氧弹漏气, 需要查找漏气原因并排除);
(3) 点火电极插头插在氧弹的两电极上, 盖上盖子, 将温差测量仪探头从夹套中取出插入内盛水桶中, 在面板上按下搅拌按钮,开始搅拌.
(4) 搅拌几分钟, 待温度变化基本稳定后, 开始读点火前最初阶段的温度, 每间隔20 s读取一次, 共读取10次. 自开始读取温度到点火, 称为前期. 读数完毕, 立即按电钮点火, 指示灯熄灭表示着火, 点火成功后, 此时系统温度迅速上升, 进入反应期. 在反应期, 继续每20 s读取一次温度. 当温度变化缓慢, 进入了末期, 再记录10次末期温度变化, 目的是为了观察在末期温度下, 量热系统与环境的热交换情况. 如果点火后2 min内温度变化很小, 温度也不见迅速上升, 说明样品未燃烧, 点火失败, 则应重新操作.
(5) 小心取出温差测量仪探头, 插入夹套水中, 再打开桶盖, 拔去电极插头, 取出氧弹, 放出余气, 然后旋开氧弹盖, 检查样品燃烧是否完全. 氧弹中应没有明显的燃烧残渣. 若发现较多的黑色残渣(说明什么? ), 则应重做实验. 测量燃烧剩下的镍丝长度, 以计算镍丝实际燃烧长度l. 倾出水桶中的自来水, 最后擦干氧弹和盛水桶. 待用.
(二) 萘的燃烧热Q V 测量
称取0.5～0.6 g左右切勿超过(0.8g)的片剂萘, 压片(在标有萘的压片机上压
制, 不能与苯甲酸的共用!). 萘燃烧热Q V 的测定方法和操作步骤与C
值测定完
总
全相同.
【注意事项】
1. 样品点燃及燃烧完全与否, 是本实验最重要的一步. 应该小心仔细地压片, 装样, 绑镍丝和充气.
2. 氧弹充气时要注意安全, 人应站在侧面, 减压阀指针不可超过2 MPa.
3. 在实验过程中测量夹套水温时(用于升温曲线的中点作垂直线用), 应注意观察夹套初始温度是否和室温一致, 如不一致, 则应该启用恒温槽来稳定夹套水温, 以减少测量误差.
4. 雷诺曲线的校正要准确.
5. 注意压片前后应将压片机擦干净.
【思考题】
1. 在本实验中, 哪些是系统? 哪些是环境? 系统和环境间有无热交换? 这些热交换对实验结果有何影响? 如何校正?
2. 固体样品为什么要压成片状? 萘和苯甲酸的用量是如何确定的?
3. 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些?
4. 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些? 本实验成功的关键因素是什么?
5. 使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事项?
六、数据记录与处理
1.列表记录数据
室温; 大气压;
苯甲酸质量; 萘的质量;
燃烧前点火镍丝的长度; 燃烧前点火镍丝的长度;
燃烧后点火镍丝的长度; 燃烧后点火镍丝的长度;
夹套水温; 夹套水温;
盛水桶水温; 盛水桶水温;
2. 作萘燃烧的雷诺校正曲线图.
3. 计算萘在恒容下完全燃烧的∆c U m, T 和萘的燃烧热∆c H m, T, 并与文献值比较.
七、参考文献
1. 金丽萍, 邬时清, 陈大勇编, 物理化学实验(第二版), 上海：华东理工大学出版社出版社, 1999
2. 郑传明, 吕桂琴编, 物理化学实验, 北京：北京理工大学出版社, 2005。