燃烧焓的测定--

物 理 化 学 实 验 报 告

实 验 学 专 班 姓 指 导日 、

一、实验目的

名 称： 院： 业： 级： 名：教 师： 期：

化学工程学院 化学工程与工艺 学 号同 组 姓 名： 王婷婷、 邵丹凤 2014.04.03

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1.用氧弹量热计测定萘的摩尔燃烧焓。

2.了解热量计中主要部分的作用，掌握氧弹量热计的实验技术。

二、实验原理

在指定温度和压力下，一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变，称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓，记作ΔCHmΔCHm也就是该物质燃烧反应的等压热效应Qp。在实际测量中，燃烧反应常在恒容条件下进行(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QV

Qp=Qv+△n·R·T nB QvB+lQl+K△T=0

nBQvB为药片燃烧的热量，lQl为铁丝燃烧产生的热，K为仪器常数

n和l可以直接由实验测得，△T可由对实验温差进行修正获得，测得K后，可计算QvB, ΔCHm

最后得到摩尔燃烧焓

三、实验仪器、试剂

仪器：氧弹量热器，压片机，万用表，贝克曼温度计，温度计（0℃—100℃），一支点火丝，量筒（2000ml），氧气钢瓶及减压阀一只

试剂：萘，苯甲酸

四、实验步骤

1.热容量K的测定

① 准确截取15 cm引燃丝，然后将引燃丝中部绕成环状 ② 苯甲酸称取0.75g—0.85g 左右，在压片机上压成片状

③ 拧开氧弹盖放在专用支架上，将弹内洗净擦干，将引燃丝两端固定在氧弹两电极

柱上，药品置于不锈钢坩埚中，使引燃丝接触药品表面，盖上氧弹盖并拧紧 。 ④ 打开氧气瓶阀门，调节减压阀，使压力达到1 MPa，使进气口对准充氧器的出

气口，充氧至压力表值约1.0MPa，充氧时保证不能漏气。

⑤ 将充有氧气的氧弹放入内桶内底座上，检查搅拌叶片是否正常工作。用量筒量取

低于室温的3000ml自来水倒入内桶中，将数字贝克曼温度计的传感器竖直插入热量计盖上的孔中，其末端应处于氧弹的1/2处。将点火插头插在氧弹电极上，装好搅拌器。打开控制箱的电源开关，按下“搅拌”键，搅动内桶火，仪表开始显示内桶水温。

⑥ 待温度稳定，每隔半分钟读数一次，先读10个数据，然后立即按电钮点火。仍

每隔半分钟读一次数据，直至两次温度读数差值小于0.002℃。

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⑦ 继续每半分钟读数，直至十次，所有温度的读数均精确到0.001℃，

⑧ 停止搅拌，取出温度计传感器，拔出引火导线，放掉其中的氧气，打开氧弹盖，

检查燃烧是否完全。取出未烧完的点火丝，测量其长度，停止实验。

2.萘的恒容燃烧值的测定

① 称取0.80g—0.85g左右的萘，实验步骤如上 ② 实验完毕，清洗仪器，关闭电源，整理实验台。

五、数据记录与处理

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六、结果与讨论

图1. 苯甲酸 (室温21.6℃，压强101.405 KPa）

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图2. 萘 (室温21.6℃，压强101.405 KPa）

（一） 按作图法苯甲酸燃烧所引起的温度的变化值，计算量热计的热容量: 已知苯甲酸的标准摩尔燃烧焓 ∆cHm(苯甲酸，s，298.15K)= -3226.7KJ/mol;

mB=0.855，MA=122g/mol；

l=10.2cm=0.102m,nB=6.424×10-3 mol； T=16.3+273.15=298.45K；

引燃丝的燃烧热值Ql= -6.699J/cm= -0.6699KJ/m。 根据苯甲酸的燃烧方程：C8H8O2(s)+9O2(g) = 8CO2(g)+4H2O(l)

由QVB=∆cHm和∆cHm =∆cUm +∆nRT可求出标准摩尔反应热力学能变； QV B=（-3226.7-0.855/122*8.3145*298.45*10-3）/122 KJ/mol = -26.45 KJ/mol 由图1可以得到其苯甲酸的修正后的∆T=18.1℃-16.4℃=1.7K由方程mB Qv,B+l Ql+K△T=0，mB=0.855，MA=122g/mol；

l=1.7cm=0.017m,nB=6.424×10-3 mol，

0.855*(-26.45)* 103+0.102*(-0.6699)* 103+K*1.7K=0 从而算出K=13.27*103

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（二）按作图法萘燃烧所引起的温度的变化值，计算萘的恒容燃烧热： 已知萘的修正后的∆T=19.7℃-18.43℃=1.4K；mB=0.580g ；MB=128g/mol ∆T=1.4K，T=18.2+273.15=291.35K，l=10.6cm=0.106m; Ql= -6.699J/cm= -0.6699KJ/m 根据mBQV B+lQl+K∆T =0 (K=13.27*103) 0.580*QV B-0.106*0.6699+13.27*103*1.4=0

得：QV B= -32.03*103J/g= -32.03*103J/g *128g/mol= -250.23KJ/mol

根据∆cHm = Qp 和Qp=Qv+∆nRT得：

Qp= -250.23+0.580/128*8.3145*1.4*10-3 KJ/mol= -250.23KJ/mol 同理可以求得奈的△cUθm为 -5385.5 kJ/K，

根据

可以求得奈的△cHθm为 -5358.7 kJ/mol

实际奈的标准摩尔燃烧焓 △cHθm = -5153.9 kJ/mol 相对误差=（-5358.7-（-5153.9））/-5153.9=3.97%

六、结果与讨论

实验压片时应尽量用力压紧，不会散开，以免压不成片，影响实验速率。

实验所测得的萘的恒压燃烧热与其标准值相比偏小，可能是由于铁丝与药片接触不够，使铁丝燃烧不完全，导致结果偏小。

还应注意实验重做的话，应把氧弹取出，排清里面的氧气，再重做，防止爆炸。

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