燃烧热的测定实验报告

nQV ,m m点火丝Q点火丝 CΔT
式中：m 点火丝为点火丝的质量，Q 点火丝为点火丝的燃烧热，为 J / g， T 为校正后的温度升高值。
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贝氏温度计读数对时间作图，联成 FHDG 线如图２ -1-2。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
燃烧的点火丝质量/g
系统温度 /℃
t / 温度/℃ t / 温度/℃
t/ 温度/℃ t / min 温度/℃
min
min
min
第二次测量萘样品
Байду номын сангаас
燃烧后剩下
点火丝的质量
点火丝的质
m 铁/g 压片质量 m 压/g
量 m 铁 1/g 萘 2 质量 m 样/g
燃烧的点火丝质量/g
系统温度 /℃
t / 温度/℃ t / 温度/℃
2、实验过程等讨论
（1） 注意事项 i. 把苯甲酸在压片机上压成圆片时，压得太紧,点火时不易全部燃烧；压得太
松,样品容易脱落；要压得恰到好处。样品的质量过大或者过小也会造成误 差。 ii. 将压片制成的样品放在干净的滤纸上,小心除掉有污染和易脱落部分,然后 在分析天平上精确称量。 iii. 安装热量计时，插入精密电子温差测量仪上的测温探头,注意既不要和氧 弹接触,又不要和内筒壁接触,使导线从盖孔中出来，接触了对测温造成误差。 防止电极短路，保证电流通过点火线。 iv. 氧弹充气不离人，一只手始终抓住充气阀，以免意外情况下弹盖或阀门向外 冲出。 v. 热量计的绝热性能应该良好,但如果存在有热漏,漏入的热量造成误差；搅拌 器功率较大,搅拌器不断引进的能量形成误差。 （2） 实验心得 充分体会到计算机程序的强大，数据的原始记录和进一步的处理，若有人工 完成，一方面计算繁琐，另一方面误差较大。而计算机程序则迅速精确的实现数 据的处理，无论对于实验者还是实验质量的提高都相当有益。
燃烧后的最高点不出现，如图 2-1-3，这种情况下 T 仍可以按同法校正之。
三、仪器药品 外槽恒温式氧弹卡计(一个) 氧气钢瓶(一瓶) 压片机 (2 台) 数字式贝克曼温度计(一台) 0～100℃温度计(一支) 万用电表（一个） 扳手（一把） 萘（A .R） 苯甲酸（或燃烧热专用） 铁丝（10cm 长）
2、什么是卡计和水的热当量如何测得 答：卡计和水的比热容 C 就是热当量。本实验通过样品苯甲酸可以测得。 3、测量燃烧热两个关键要求是什么如何达到 答：1、实验系统绝热 2、样品完全燃烧以及放出的热完全被吸收。保证系统 绝热良好效果采用本实验外槽恒温式氧弹卡计，而样品完全燃烧需要保证样品的 压片质量要高，以及充氧要充分。
m苯甲酸 ——为苯甲酸的质量，g。
利用雷诺作图法处理结果如下图：
图一：苯甲酸 1
图二：苯甲酸 2
由图一、二可得苯甲酸燃烧引起卡计温度变化差值分别为
△T1= K
△T1= K
现将计算 C 值所需数据及计算结果整理如下：
样品
温差
点火丝 苯 甲 酸 恒 容 点 火 丝 燃 苯 甲 酸
C/
△T1/ K 质量/g 燃 烧 热 烧
点火丝的质量
点火丝的质
m 铁/g 压片质量 m 压
/g
量 m 铁 1/g 苯甲酸 1 质 量 m 样/g
燃烧的点火丝质量/g
系统温度 /℃
t / 温度/℃ t / 温度/℃ t / 温度/℃ t / min 温度/℃
min
min
min
点火丝的质量 m 铁/g
压片质量 m 压
第二次测量苯甲酸样品
燃烧后剩下
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
五、注意事项 1、为避免腐蚀，必须清洗氧弹。 2、点火成败是实验关键，实验前应仔细安装点火丝。点火丝不应与弹体内壁接 触，避免点火后发生短路。 3、实验结束后，一定要把未燃烧的铁丝重量从公式中减掉。 4、样品压片力度须适中。
六、数据处理 1.数据记录 （1）、数据整理如下：
第一次测量苯甲酸样品
燃烧后剩下
平均值 KJ / mol
（3）萘的恒压摩尔燃烧热 由（2）可得萘的恒容摩尔燃烧热 故根据燃烧方程式：
C8H10 (s) 10.5O2 (g) 8CO2 (g) 5H2O(l)
可得萘的燃烧焓：
Qp,m Qv,m △nRT
两次实验其系统温度分别为℃和℃
计算后取平均值得萘在时其摩尔燃烧热为
Hc m
八、结论
cHm
（
萘
，
）
= KJ / mol
九、思考题 1、实验测量得到的温度差值为何要经过雷诺作图校正，还有那些误差来源 会影响测量结果。
答：内水桶不是完全绝热，体系和环境之间的热交换途径有：传导、对流、 辐射、蒸发和机械搅拌。为了校正这部分损失，用雷诺图解法进行校正。其他误 差来源在结果讨论中已讨论。
=Qp,m
=
—
KJ / mol 如果不考虑温度的变化对标准燃烧热的影响，我们将这次该实验条件下（）萘的 恒压燃烧热近似认为恒压摩尔燃烧热。
七、讨论分析 1、实验结果讨论分析 （1） 实验误差计算
查表得， Qp, m (萘，25℃ )=— kJ/mol
相对误差=
|
Q p,m 测量 Q p.m理论值 Q p.m理论值
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
QV ,m
C(T2 T1 ) n
式中，Qv,m 为样品的恒容摩尔燃烧热(J·mol-1)；n 为样品的摩尔数（mol)；C 为 仪器的总热容(J·K-1 或 J /℃)。上述公式是最理想、最简单的情况。
但是，由于（1）：氧弹量热计不可能完全绝热，热漏在所难免。因此，燃 烧前后温度的变化不能直接用测到的燃烧前后的温度差来计算，必须经过合理的 雷诺校正才能得到准确的温差变化。（2）多数物质不能自燃，如本实验所用萘， 必须借助电流引燃点火丝，再引起萘的燃烧，因此，等式（2）左边必须把点火 丝燃烧所放热量考虑进去就如等式（3）：
热称为恒容燃烧热（Qv,m），恒容燃烧热这个过程的内能变化（ΔrUm）。在恒压条
件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热（Qp,m），恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化 （ΔrHm）。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：
cHm = Qp,m＝Qv,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
四、实验步骤
（1）称取约左右的苯甲酸和点火丝质量，记录 m 苯甲酸和 m 铁，将称取的苯甲酸和 点火丝一起压片，再将压成的样品称重，记录 m 样+铁。
（2）将样品点火丝分别绑在氧弹卡记的两极上，旋紧氧弹盖，用万用表检查电 路是否通路，充氧气，反复充放 3 次。 （3）将氧弹插上电极，放入水桶内，加入水 3000mL，盖上盖子，打开搅拌器， 用温度计测定环境温度 T。 （4）插上贝克曼温度计探头，待温度稳定后，每隔 30s 读贝克曼温度计一次， 记录 10 个数据，迅速按下点火键，仍 30s 读数一次，直到温度出现最高点，此 阶段的温度作为燃烧期间的温度，当温度升到最高点并开始下降后仍每隔 30s 记录一次数据，记录 10 个数据。 （5）关闭电源，取下贝克曼温度计，拿出氧弹，放气，旋开氧弹盖，检查样品 燃烧结果。若燃烧安全，称量剩下的铁丝，倒去铜水桶的水并用毛巾擦干。 （6）称取左右萘，重复（2）-（5）操作。
点火丝的质
量 m 铁 1/g 苯甲酸 2 质
燃烧的点火丝质量/g
系统温度 /℃
/g
量 m 样/g
t / 温度/℃ t / 温度/℃ t / 温度/℃
min
min
min
t / min 温度/℃
第一次测量萘样品
燃烧后剩下
点火丝的质量
点火丝的质
m 铁/g 压片质量 m 压
/g
量 m 铁 1/g 萘 1 质量 m 样/g
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， 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:
| 100%
0.325%
（2）实验误差来源分析 i. 药片质量：压片后称重总质量，通过简单计算得到药片质量。在固定药片至
电极的过程中以及转移的过程中，可能有药片粉末的脱落。此外，考虑到实 验中是徒手操作，手上的油脂等杂物可能粘附在药片上，导致实际燃烧的物 质并不是理论质量的物质，使得测量结果不准确。因此，要药片要压实，且 最好戴着手套操作。 ii. 系统绝热效果：系统并不是理想的绝对绝热，可能引入误差。 iii. 搅拌器功率较大,搅拌器不断引进的能量引入误差。 iv. 处理恒容摩尔燃烧热和恒压摩尔燃烧热时，没有找到苯甲酸和萘的比热，所 以不能算得出时的值，本实验结果是近似处理。
t/ 温度/℃ t / min 温度/℃
min
min
min
2.数据处理
（1）、计算仪器常数的计算
查表可得苯甲酸标准状况下其摩尔燃烧焓为△cHm= —mol
苯甲酸燃烧反应方程式为：
C7H6O2(s) + 7.5O2(g)
3H2O(l) + 7CO2(g)
由
△ rHm
=
Hc m
=
Q ＝ Q p,m
v,m
热 用量
KJ / mol KJ / g
/g
KJ / K
苯甲酸 1 苯甲酸 2
C 平均值 KJ / K
(2)计算萘的燃烧热 由公式可得，萘的恒容燃烧热：
Q萘 （ C△T m点火丝 • Q点火丝）128.18 m萘
式中： Qv萘 ——为萘恒容摩尔燃烧热， KJ / mol ；
K ——仪器常数，kJ·K－1 ； T ——样品燃烧前后量热计温度的变化值；
＋Δ
nRT
（1）
得苯甲酸标准状况下其恒压摩尔燃烧热为
Qv, m c H m nRT 3226 .9KJ / mol 0.5 8.314 J /(K mol ) 298 .15K 10 3 KJ / J 3228 .14 KJ / mol
如果不考虑温度的变化对标准燃烧热的影响，我们将这次该实验条件下苯甲酸的 恒容燃烧热近似认为恒容摩尔燃烧热。
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
有时卡计的绝热情况良好，热漏小，而搅拌器功率大，不断稍微引进热量，使得
计算仪器常数 C
C
( m苯甲酸Qv苯甲酸)
/122.12
m • Q 点火丝
点火丝
△T
（2）
式中： Qv苯甲酸 ——为苯甲酸恒容摩尔燃烧热， KJ / mol ；
C——仪器常数，kJ·K－1 ；
T ——样品燃烧前后量热计温度的变化值；
QV 点火丝 ——为点火丝的恒容燃烧热（－·g-1）
m点火丝 ——为点火丝的质量，g；
QV点火丝 ——为点火丝的恒容燃烧热（－·g-1）
m点火丝 ——为点火丝的质量，g；
m萘 ——为萘的质量，g
利用雷诺作图法处理结果如下图：
图三：萘 1
样品 温 差 △ T1/ K
萘1 萘2
点火丝 质量/g
图四：萘 2
点火丝 萘用量/g
C
恒容摩尔
燃烧热
KJ / mol 燃烧热
KJ / g
KJ / mol