大學實驗報告
一、實驗目的
1.明確燃燒熱的定義，了解恆壓燃燒熱和恆容燃燒熱的差別和聯絡；
2.掌握量熱技術的基本原理，學會測定萘的燃燒熱；
3.了解氧彈卡計主要部件的作用，掌握卡計的實驗技術；
4.學會用雷諾**法校正溫度變化。
二、實驗原理
燃燒熱是指1摩爾物質完全燃燒時所放出的熱量。在恆容條件下測得的燃燒熱稱為恆容燃燒熱（qv），恆容燃燒熱這個過程的內能變化（δu）。在恆壓條件下測得的燃燒熱稱為恆壓燃燒熱（qp），恆壓燃燒熱等於這個過程的熱焓變化（δh）。
若把參加反應的氣體和反應生成的氣體作為理想氣體處理，則有下列關係式：chm = qp＝qv ＋δnrt。
量熱反應測量的基本原理為能量守恆定律。熱是乙個很難測定的物理量，熱量的傳遞往往表現為溫度的改變，而溫度卻很容易測量。本實驗採用氧彈熱量計為測量儀器。
氧彈是乙個特製的不鏽鋼容器，為了保證樣品完全燃燒，氧彈中應充以高壓氧氣（或者其他氧化劑），還必須使燃燒後放出的熱量盡可能全部傳遞給量熱計本身和其中盛放的水，而幾乎不與周圍環境發生熱交換。
在盛有定水的容器中，樣品物質的量為n摩爾，放入密閉氧彈充氧，使樣品完全燃燒，放出的熱量傳給水及儀器各部件，引起溫度上公升。設系統（包括內水桶，氧彈本身、測溫器件、攪拌器和水）的總熱容為c（通常稱為儀器的水當量，即量熱計及水每公升高1k所需吸收的熱量），假設系統與環境之間沒有熱交換，燃燒前、後的溫度分別為t1、t2，則此樣品的恆容摩爾燃燒熱為:
式中，qvm為樣品的恆容摩爾燃燒熱(j·mol-1)；n為樣品的摩爾數（mol)；c為儀器的總熱容(j·k-1或j / ℃)。上述公式是最理想、最簡單的情況。
但是，由於氧彈量熱計不可能完全絕熱，熱漏在所難免。因此，燃燒前後溫度的變化不能直接用測到的燃燒前後的溫度差來計算，必須經過合理的雷諾校正才能得到準確的溫差變化。此外多數物質不能自燃，如本實驗所用萘，必須借助電流引燃點火絲，再引起萘的燃燒，因此，必須把點火絲燃燒所放熱量考慮進去就下式
式中：m點火絲為點火絲的質量，q點火絲為點火絲的燃燒熱，為-6694.4 j / g，t為校正後的溫度公升高值。
儀器熱容的求法是用已知燃燒焓的物質(如本實驗用苯甲酸)，放在量熱計中燃燒，測其始、末溫度，經雷諾校正後，按上式即可求出c。
雷諾校正：消除體系與環境間存在熱交換造成的對體系溫度變化的影響。
方法：將燃燒前後歷次觀察的貝氏溫度計讀數對時間作圖，聯成fhdg線如圖２-1-2。圖中h相當於開始燃燒之點，d點為觀察到最高溫度讀數點，將h所對應的溫度t1，d所對應的溫度t2，計算其平均溫度，過ｔ點作橫座標的平行線，交fhdg線於一點，過該點作橫座標的垂線a,然後將fh線和gd線外延交a線於a、c兩點,a點與c點所表示的溫度差即為欲求溫度的公升高t。
圖中aa』表示由環境輻射進來的熱量和攪拌引進的能量而造成卡計溫度的公升高，必須扣除之。cc』表示卡計向環境輻射出熱量和攪拌而造成卡計溫度的降低，因此，需要加上，由此可見，ac兩點的溫度差是客觀地表示了由於樣品燃燒使卡計溫度公升高的數值
有時卡計的絕熱情況良好，熱漏小，而攪拌器功率大，不斷稍微引進熱量，使得燃燒後的最高點不出現，如下方右圖，這種情況下t仍可以按同法校正之。
三、實驗儀器和試劑
儀器：外槽恆溫式氧彈卡計(乙個)；氧氣鋼瓶(一瓶)；壓片機 (2臺)；數字式貝克曼溫度計(一台)；0～100℃溫度計(一支)；萬用電表（乙個）；扳手（一把）；
試劑:萘（a .r）；苯甲酸（或燃燒熱專用）；鐵絲（10cm長）；
四、實驗步驟
1.氧彈卡計和水的總熱容c測定
①樣品壓片
稱取苯甲酸約0.8g，準確稱取約10cm長的點火絲，壓片，將點火絲綁在樣品上，準確稱取其質量。
②裝置氧彈，充氧氣
把盛有苯甲酸片的坩堝放於氧彈內的坩堝架上，連線好點火絲。蓋好氧彈，與減壓閥相連，充氣到彈內壓力為10mpa為止。
③燃燒熱溫度的測定
把氧彈放入量熱容器中，加入3000ml水。插入數顯貝克曼溫度計的溫度探頭。接好電路，計時開關指向「半分」，點火開關到向「振動」，開啟電源。
約10min後，若溫度變化均勻，開始讀取溫度。讀數前5s振動器自動振動，兩次振動間隔1min，每次振動結束讀數。在第10min讀數後按下「點火」開關，同時將計時開關倒向「半分」，點火指示燈亮。
加大點火電流使點火指示燈熄滅，樣品燃燒。燈滅時讀取溫度。溫度變化率降為0.
05°c·min-1後，在記錄10個資料，關閉電源。先取出貝克曼溫度計，再取氧彈，旋鬆放氣口排除廢氣。稱量剩餘點火絲質量。
清洗氧彈內部及坩堝。
2.萘的恆容燃燒熱的測定
取萘0.5g壓片，重複上述步驟進行實驗，記錄燃燒過程中溫度隨時間變化的資料。
五、實驗資料與處理
1.文獻值
2.實驗原始資料
室溫：25.00℃
2.雷諾校正圖
t=27.125℃
f點對應的溫度為：27.884℃ e1點對應的溫度為：26.367℃
所以△t=1.517℃
t=26.4945℃
f點對應的溫度為：27.194℃ e1點對應的溫度為：25.815℃
所以△t=1.379℃
3.計算卡計熱容c
苯甲酸的燃燒反應方程式為：
當室溫為25.0℃ 時苯甲酸的燃燒焓為：△chm（25.0℃）＝-3226.9 kj/mol
∴苯甲酸的恆容摩爾燃燒熱為：
qv ＝ △cum＝△chm－ rt∑bvb(g)
＝-3226.9－8.314×298.15×(7－7.5) ×10-3
3225.66 kj/mol
∵∴苯甲酸燃燒的資料處理：
qv點火絲·m點火絲＝ -6694.4×10-3×3.5×10-3 ＝-0.02343 kj
＝＝13.879 kj/℃
4.萘的恆容摩爾燃燒熱qv，m
根據公式：
nqv＝-c△t -qv點火線·m點火線
萘燃燒的資料處理：
qv點火絲·m點火絲＝ -6694.4×10-3×1.8×10-3 ＝-0.01205 kj
qv，m＝（-c△t -qv點火線·m點火線）/n
＝＝－5210.789 kj/mol
5.萘的恆壓摩爾燃燒熱qp，m（即△chm）
萘燃燒的化學方程式為：
，∴25.0℃ 時萘的燃燒焓為：
△chm（26.0℃）＝△cum ＋ rt∑bvb(g)
5210.789＋8.314×298.15×（－2）×10-3
5215.747 kj/mol
6.將萘△chm （298.15k）與文獻比較
相對誤差： =1.2%
六、實驗結果與討論
1.實驗誤差**分析
實驗求得萘的燃燒熱qp,實與文獻值的誤差為1.2%（小於3%），實驗結果較為準確。產生誤差的原因除了儀器誤差之外，主要還有以下幾個方面：
①使用雷諾**法時，要做切線，切線分別表示正常溫度上公升和量熱系統溫度降低，切線擬合的結果對δt的影響很大，此次實驗結果很大程度上取決於這一步資料處理。
②萘為易揮發性物質，壓片稱量後應該迅速放入氧彈中，以免因揮發而損失過多的質量，給實驗帶來誤差，使實驗結果偏大。
③氧彈內可能存在少量空氣，空氣中n2氧化生成硝酸會產生熱量，精確測量時要減去這部分熱量。
④若試樣未完全燃燒，造成的影響很大，若有明顯的黑色殘渣，實驗應重做。
⑥量取3000ml水使用的2000ml量筒的稱量誤差很大，兩次量水的體積可能不同，從而造成系統的總熱容c不一樣。
⑦水溫改變帶來的誤差：由於此次實驗是測量的內桶的水溫，且總的波動不超過3℃，所以水溫的改變會對實驗結果造成較大影響。
2.本實驗採用標準物質標定法測萘燃燒熱原因：
熱量交換很難測量，溫度或溫度變化卻很容易測量。本實驗中採用標準物質標定法，根據能量守恆原理，標準物質苯甲酸燃燒放出的熱量全部被氧彈及周圍的介質等吸收，使得測量體系的溫度變化，標定出氧彈卡計的熱容。再進行萘的燃燒熱測量和計算。
測量體系與環境之間有熱量的交換，因為理想的絕熱條件是不可能達到的。同時影響熱量的交換量大小的因素也比較多，①與體系、環境的材質有關；②與體系、環境的接觸界面積大小有關；③與體系、環境的溫差有關，所以要定量準確地測量出體系與環境交換的熱量是比較困難的。如果有淨的熱量交換的話，將會增大實驗的測量誤差。
3.本實驗測量恆容燃燒熱而不直接測恆壓燃燒熱原因：
在本實驗中採用的是恆容方法先測量恆容燃燒熱，然後再換算得到恆壓燃燒熱。原因為：①如果是使用恆壓燃燒方法，就需要有乙個無摩擦的活塞，這是機械摩擦的理想境界，是做不到的；②做燃燒熱實驗需要盡可能達到完全燃燒，恆壓燃燒方法難於使另一反應物——「氧氣」的壓力（或濃度）達到高壓，會造成燃燒不完全，帶來實驗測定的實驗誤差。
七、實驗評注與拓展
1.實驗成功關鍵：
①保證樣品完全燃燒，是實驗成功的關鍵之一，所以樣品壓片須力度適中；
②氧彈點火要迅速而果斷點火絲與電極要接觸良好，防止鬆動；
③實驗結束要將未燃燒的鐵絲重量從公式中減去；
燃燒熱的測定實驗報告
華南師範大學實驗報告 一 實驗目的 1.明確燃燒熱的定義，了解恆壓燃燒熱和恆容燃燒熱的差別和聯絡 2.掌握量熱技術的基本原理，學會測定萘的燃燒熱 3.了解氧彈卡計主要部件的作用，掌握卡計的實驗技術 4.學會用雷諾 法校正溫度變化。二 實驗原理 燃燒熱是指1摩爾物質完全燃燒時所放出的熱量。在恆容條件下...
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