大学物理化学实验报告-燃烧热的测定

物理化学实验报告

院系化学化工学院

班级化学061

学号13

姓名沈建明

实验名称燃烧热的测定

日期 同组者姓名 史黄亮

室温 气压 成绩

一、目的和要求

1.用氧弹量热计测定蔗糖的燃烧热。

2.明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别。

3.了解量热计中主要部分的作用，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、基本原理

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 ），恒容燃烧热这个过程的内能变化(ΔU )。在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热（Q p ），恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化（ΔH ）。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：

本实验采用氧弹式量热计测量蔗糖的燃烧热。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热量计本身及氧弹周围介质(本实验用水)的温度升高。

通过测定燃烧前后热量计（包括氧弹周围介质）温度的变化值，就可以求出该样品的燃烧热。其关系如下：

1()v l m Q Q m C T M

--⨯=∆样

计水水＋C 其中，Q l 为点火丝的燃烧热（Q l ＝ J ﹒cm -1），C 水= J ·g -1·K -1，已知量热计的水当量以后，就可以利用上式通过实验测定其他物质的燃烧热。

氧弹是一个特制的不锈钢容器为了保证待测样品能够完全燃烧，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

()p V B Q Q g RT

ν=+∑

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，系统与环境之间的能量交换仍然无法完全避免，这可以是同于环境向量热计辐射进热量或做功（比如电功）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，而必须经过作图法进行校正。

试验装置剖面图：

1-氧弹；2-温度传感器；3-内筒；4-空气隔层；5-外筒；6-搅拌

三、仪器、试剂

氧弹卡计1台

分析天平1台

压片机1台

数字型贝克曼温度计1支

精密数字温度温差仪SWC-ⅡD 1台

点火丝3根

直尺1把

容量瓶（1000ml）1个

氧气钢瓶及减压阀1套

蔗糖（.）

苯甲酸（.）

萘（.）

四、实验步骤

1.量热计水当量Cm的测定

（1）称取～1g左右的苯甲酸（不得超过）；

（2）量取引火丝的长度，中间用细铁丝绕几圈做成弹簧形状；

（3）对称好的苯甲酸样品进行压片；

（4）再次称量压好片的苯甲酸样品；

（5）将样品上的引火丝两端固定在氧弹的两个电极上，引火丝不能与坩埚相碰；（6）将氧弹盖盖好。

2.氧弹充氧气

氧弹与氧气瓶连接：

①旋紧氧弹上出气孔的螺丝；

②将氧气表出气孔与氧弹进气孔用进气导管连通，此时氧气表减压阀处关闭状

态（逆时针旋松）；

③打开氧气瓶总阀（钢瓶内压不小于3MPa），沿顺时针旋紧减压阀至减压表压

为2MPa，充气1min，然后逆时针旋松螺杆停止充气；

④旋开氧弹上进气导管，关掉氧气瓶总阀，旋紧减压阀放气，再旋松减压阀复

原。

3.装置热量计

（1）看指示灯是否亮，确定仪器是否接通；

（2）用容量瓶准确量取已被调好的低于外桶水温℃的蒸馏水3000ml，装入量热计内桶；

（3）装好搅拌器，将点火装置的电极与氧弹的电极相连；

（4）盖好盖子，将数字型贝克曼温度计探头插入桶内，总电源开关打开，开始搅拌；

（5）电脑软件开始记录。

4.点火燃烧和升温的测量

（1）按振动点火开关开向振动，计时开始；

（2）按振动点火开关开向点火，点火指示灯亮后1 s左右又熄灭，而且量热计温度迅速上升，表示氧弹内样品已燃烧。可将振动点火开关开向振动，并每隔读取数字型贝克曼温度计温度一次；

（3）至温度不再上升（缓慢）而开始下降时，再每隔1min读取温度一次，共读取十次。

5.整理设备，准备下一步实验

（1）停止搅拌，关掉总电源开关；

（2）取出氧弹，并打开放气阀放气；

（3）观察燃烧情况，取出剩余的引火丝，并准确量取剩余长度；

（4）倒掉氧弹和量热计桶中的水，并擦干、吹干。

五、原始数据

室温= ℃

苯甲酸实际质量m= g 铁丝原长l= cm 剩余铁丝长l’= cm

采零点为t=[] ℃= ℃

蔗糖实际质量m= g 铁丝原长l= cm 剩余铁丝长l’= cm

采零点为t=[] ℃= ℃

萘实际质量 m= g 铁丝原长 l= cm 剩余铁丝长l ’= cm 采零点为 t=[] ℃= ℃

六、数据处理与分析

（一）求C 计：

J 点温度为（﹣）℃=﹣ ℃

l 铁丝=（﹣）cm =10 cm

30.9044

n 7.41310122

m M -=

=

=⨯苯甲酸苯甲酸苯甲酸

mol 苯甲酸的燃烧方程：

76222215

()()7()3()2

C H O s O g CO g H O l +

→+ 由文献值（p θ，20℃）知（近似忽略温度及压强的变化）： 苯甲酸的Q p =﹣ kJ/mol ，引燃铁丝的燃烧热值为﹣ J/cm , 根据 Q v = Q p ﹣ΔnRT

=﹣×103J/mol ﹣(7﹣15/2)×mol/K ×+K