1、实验 4 燃烧热的测定实验报告学生： 王千 学号: * 班级: 2010 级化学(1)班 成绩: 实验时间： 2012 年 11 月 13 日 室温： 21.5 气压: 101.325 kPa 一、实验目的1通过萘的燃烧热测定，了解氧弹量热计的工作原理，掌握燃烧热的测定技术。2了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系。3学会应用图解法校正温度改变值。二、基本原理Qp=Qv+ nRT (1)式中 n 为产物与反应物中气体物质的量之差, R 为气体常数, T 为热力学温度。若测得某物质恒容燃烧热或恒压燃烧热中的任何一个，就可根据(1)式计算另一个数据。(2)TWmQMv0式中 m 为待测物质的质
2、量(g)；M 为待测物质的相对分子质量； Qv为待测物质的摩尔燃烧热；Q 0为点火丝的燃烧热 (如用铁丝，则 Q0 =6.694 kJg1 )；m 0为点火丝的质量（已燃烧部分） ； T 为样品燃烧前后量热计温度的变化值；W 为量热计 (包括量热计中的水) 的水当量，它表示量热计 (包括介质)温度每升高一度所需要吸收的热量，量热计的水当量可以通过已知燃烧热的标准物 (如苯甲酸，它的恒容燃烧热 Qy =26.460 kJg1 ) 来标定。已知量热计的水当量以后，就可以利用(2) 式通过实验测定其他物质的燃烧热。三、仪器和试剂XRY-1A 数显氧弹量热计（含数字式精密温度计）1 套；氧气钢瓶及减压
3、阀；压片机 1 台；苯甲酸(AR ) ；萘(AR ) ；点火丝四、操作步骤 1量热计的水当量(W)测定(1) 样品压片：用台称称取约 0.7 g 苯甲酸，将其放在压片机上压成片状，抽去模底的托板，再继续向下压，使模底和样品一起脱落。将此样品表面的碎屑除去，在分析天平上准确称量后放入坩埚中。(2) 取一根点火丝，用分析天平准确称量后待用。(3) 把盛有苯甲酸的坩埚固定在坩埚架上，将称量的点火丝的两端固定在两个电极柱缺口内用导电套圈套上 (两电极及点火丝与燃烧杯不能相碰或短路)，并让其与苯甲酸有良好的接触。拧紧氧弹盖，充入氧气至弹内压力为 1.5MPa 为止。(4) 把上述氧弹放入内筒中的氧弹座架
4、上，再向内筒中加入水，水面应至氧弹进气阀螺帽 O 型密封圈以下平台处，每次用水量应相同。(5) 接上点火导线，并将点火线连接到氧弹的点火电极（气阀柄和筒盖小孔）上，盖上氧弹卡计盖，将温度插入内筒，打开电源和搅拌开关，仪器开始显示内筒水温，每隔半分钟报时（显示并鸣响）一次。(6) 当内筒水温均匀上升后，每次报时，记下显示温度，当记下第 10 次时，同时按“点火”键，测量次数自动复零，以后每隔半分钟记录温度, 直至温度上升到最高点（与前一个读书仅相差 0.002）时再继续读 10 次数据即可按结束键（当测温次数达到 3l 后，测温次数会自动复零，表示试验结束，若此时温度还未达到最大值后的 10次记
5、录，需人工记录几次)。(7) 停止搅拌，取出内筒和氧弹，用放气阀放掉氧弹内的氧气，打开氧弹，观察氧弹内的燃烧情况（内有试样燃烧不完全，试验作废） ，取出未烧完的点火丝精确称重。2萘的燃烧热测定称取 0.7g 萘，代替苯甲酸，重复上述实验，记录相关数据。实验完毕后，洗净氧弹，并擦干待下次实验用。五、数据记录表 1. 苯甲酸、萘和点火丝燃烧前后的质量质量 /g压片后样品 点火前点火丝 点火后点火丝 点火丝燃烧的质量萘 0.7399 0.0090 0.0050 0.0040笨甲酸 0.7454 0.0084 0.0042 0.0042表 2. 燃烧热测定的温度随时间的变化温度/温度记录次数 萘 笨甲
6、酸1 11.182 13.4632 11.184 13.4713 11.186 13.4764 11.188 13.4835 11.190 13.4866 11.192 13.497 11.194 13.4948 11.196 13.4989 11.198 13.50110 11.200 13.50411 11.205 13.51512 11.261 13.65713 11.432 13.92914 11.623 14.19515 11.827 14.38616 12.049 14.55317 12.275 14.6418 12.486 14.71719 12.678 14.78520 12.
7、868 14.83821 12.989 14.88222 13.104 14.91923 13.198 14.95224 13.276 14.98225 13.344 15.0126 13.402 15.03327 13.450 15.05628 13.496 15.07829 13.535 15.09730 13.573 15.11631 13.606 15.133六、数据处理1. 将苯甲酸和萘燃烧系统的量热计温度对时间作图，得到温度随时间的变化曲线（图 1、2）。然后分别进行雷若校正，得苯甲酸和萘燃烧系统量热计的温度升高值分别为：T 苯甲酸 = 1.267 T 萘 = 1.838 2. 量
8、热计水当量的计算将苯甲酸的质量 m 苯甲酸 = 0.7454 g、已燃烧点火丝的质量 m 点火丝 = 0.0042 g、苯甲酸系统图 1.苯甲酸燃烧系统量热计的温度随时间的变化图 2.萘燃烧系统量热计的温度随时间的变化0510152025303513.413.613.814.014.214.14.614.815.015.2PhCOH (oC)order13.50414.98214.23Tmax=14.71Tmin=13.526051015202530351.01.512.012.513.013.514.0Tmin=1.206Tmax=13.04CH8 (oC)order1.2013.40212
9、.301量热计的T 苯甲酸 = 1.267 、苯甲酸的定容燃烧热 Qv(苯甲酸) = -26460 J/g、点火丝的燃烧热Qv(点火丝 ) = -6694 J/g 代入公式 (2) 式: - (Q v(苯甲酸) m 苯甲酸 + Qv(点火丝) m 点火丝 1) = W T苯甲酸可计算得量热计水当量 W = 15589.11 J/K。3. 萘摩尔定容燃烧热的计算将萘的质量 m 萘 = 0.7399 g、点火丝已燃烧的质量 m 点火丝 = 0.0040 g、萘系统量热计的 T萘 = 1.838 、点火丝的燃烧热 Qv(点火丝) = -6694 J/g、量热计水当量 W = 15589.11 J/K
10、 代入公式(2)式:-(Qv(萘) m 萘 + Qv(点火丝) m 点火丝 2) = W T 萘可计算得萘的恒容燃烧热: Q v(萘) = -38689.02 J/g。4. 萘摩尔定压燃烧热的计算萘的摩尔定容燃烧热是: Q v(萘) M 萘 = -38689.02 128 = -4952194.06 J/mol。萘燃烧化学反应方程式: C10H8 (s) + 12 O2 (g) = 10 CO2 (g) + 4 H2O (l)反应前后气体摩尔数的变化 n = -2。计算 25时的萘的摩尔定压燃烧热:Qp(萘) = Qv(萘 ) + nRT= -4952194.06 + (-2) 8.314 (273.15 + 25)= -4957151.7 J/mol= -4957.15 kJ/mol。5. 相对误差的计算查文献得 25的萘的恒压燃烧热 Qp(萘,25) = -5153.8 kJ/mol。相对误差 = (测量值 - 标准值 ) 标准值 100%= -4957.15 - (-5153.8) (-5153.8) 100 %= -3.82 %
