71 实验七十一 燃烧热的测定.doc

第一部分：思考题 实验七十一 燃烧热的测定 1. 简述燃烧热测定的实验原理。 2. 在使用氧气钢瓶及氧气减压阀时，应注意哪些事项？ 3. 测定非挥发性可燃液体的热值时，能否直接放在氧弹中的不锈钢杯里测定？挥发性的可燃液体情况又怎样？ 4. 在燃烧热的测定实验中，标定量热计热容后，测定试样时忘记换铁桶中的水对实验有无影响？为何要严格控制样品的称量范围？ 5. 在燃烧热的测定实验中，为什么要测真实温差？怎样测定？ 6. 燃烧热测定实验成败的关键是什么？怎样提高点火效率？ 7. 在氧弹式量热计中，哪些部件属于体系？哪些属于环境？实验过程中有无热损耗?这些热损耗对实验结果有何影响? 8. 氧弹充气后，用万用表检查两电极，导电不良应如何处理？ 9. 在燃烧热的测定实验中，哪些因素容易造成误差？提高本实验的准确度应该从哪些方面考虑？ 10. 燃烧热的定义是什么？恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系是什么？ 11. 在燃烧热的测定实验中，所测温差值为什么要进行雷诺图的校正。 12. 在燃烧热的测定实验中，如何用雷诺图解法校正温度改变值? 13. 在燃烧热的测定实验中，直接测量的物理量是什么?用氧弹式量热计所测得的燃烧热是Qv还是Qp? 14. 测定燃烧热成败的关键在哪里?点火失败的可能原因有哪些? 15. 在燃烧热的测定实验中，使用定量的已知燃烧热的标准物质苯甲酸做什么? 16. 固体样品为什么要压成片状?如何测定液体样品的燃烧热? 17. 在量热测定中，还有哪些情况可能需要用到雷诺温度校正方法？ 18. 在燃烧热的测定实验中，在实验中是否每次都必须准确量取3000 mL水？ 19. 在燃烧热的测定实验中，如何快捷、合理地消除氧弹中氮气对测量结果的影响？ 第二部分：参考答案 实验七十一 燃烧热的测定 1. 简述燃烧热测定的实验原理。 答：1mol的物质完全燃烧时所放出的热量称为燃烧热。所谓完全燃烧是指该化合物中的C变为CO2(气)，H变为H2O(液)，S变为SO2(气)，N变为N2(气)，Cl成为HCl(水溶液)，其它元素转变为氧化物或游离态。 燃烧热可在恒压或恒容条件下测定。由热力学第一定律可知：在不做非膨胀功情况下，恒容燃烧热Qv等于内能变化ΔU，恒压燃烧热Qp等于焓变化ΔH。在氧弹式热量计中测得燃烧热为Qv，而一般热化学计算用的值为Qp，两者可通过下式进行换算： Qp＝Qv十ΔnRT (1) 式中：Δn为燃烧反应前后生成物和反应物中气体的物质的量之差；R为摩尔气体常数；T为反应热力学温度。 测量燃烧热的仪器称为热量计。本实验采用氧弹式热量计，如图71-1所示。在盛有定量水的容器中，放入内装有一定量样品和氧气的密闭氧弹（图71-2），然后使样品完全燃烧，放出的热量传给盛水桶内的水和氧弹，引起温度上升。 氧弹热量计的基本原理是能量守恒定律，样品完全燃烧所释放出的热量使氧弹本身及其周围的介质（实验用水）和热量计有关的附件温度升高，测量介质在燃烧前后体系温度的变化值ΔT，就可求算出该样品的恒容燃烧热，其关系式如下： m Qv + lQ点火丝 + qV = (C计 + C水m水) ΔT (2) 式中：Qv为物质的恒容燃烧热(J·g-1)；m为燃烧物质的质量(g)；Q点火丝为点火丝的燃烧热(J·g-1)；l为燃烧了的点火丝的质量(g)；q为空气中的氮氧化为二氧化氮的生成热(用0.1mol/L NaOH滴定生成的硝酸时，每毫升碱相当于5.98J)，V为滴定硝酸耗用的NaOH的体积(mL)；C计为氧弹、水桶、温度计、搅拌器的热容(J·k-1)；C水为水的比热(J·g-1·k-1)；m水为水的质量(g)；ΔT为燃烧前后的水温的变化值（K）。 如在实验过程中，每次的用水量保持一定，把式(2)中的常数合并，即令 k = C计 + C水m水 则： m Qv + lQ点火丝 + qV = k ΔT (3) k为仪器常数。可以通过用已知燃烧热的标准物质(如苯甲酸)放在量热计中燃烧，测出燃烧前后温度变化，则： k = (m Qv + lQ点火丝 + qv )/ΔT (4) 用同样的方法把待测物质置于氧弹中燃烧，由温度的升高和仪器的热容，即可测定待测物质的恒容燃烧热Qv，从(1)式计算恒压燃烧热Qp。实验中常忽略qV的影响，因为氧弹中的N2相对于高压O2而言可以忽略，其次