燃烧热的测定学习课件.ppt

1、精1一、实验目的一、实验目的1.通过萘的燃烧热测定，了解燃烧热实验装置各主要部通过萘的燃烧热测定，了解燃烧热实验装置各主要部件的作用，掌握燃烧热的测定技术。件的作用，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。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。学会应用图解法校正温度改变值。首页实验目的 实验原理 预习问题 仪器试剂 实验步骤 数据处理 注意事项 思考题精2二、实验原理二、实验原理 燃烧热是指燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。若把参摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。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

2、恒加反应的气体和反应生成的气体作为理想气体处理，则恒容燃烧热（容燃烧热（QVm）与恒压燃烧热（）与恒压燃烧热（QPm），），有下列关系式：有下列关系式：QPm=QVm+nRT （1）式中：式中：n为产物与反应物中气体物质的量之差；为产物与反应物中气体物质的量之差；R为气体为气体常数；常数；T为反应的热力学温度。为反应的热力学温度。首页实验目的 实验原理 预习问题 仪器试剂 实验步骤 数据处理 注意事项 思考题精3本实验采用氧弹式量热计（卡计）测量萘的燃烧热，本实验采用氧弹式量热计（卡计）测量萘的燃烧热，下面是下面是SHR-15燃烧热实验装置示意图。燃烧热实验装置示意图。搅拌棒搅拌棒 外筒外筒

3、内筒内筒 垫脚垫脚 氧弹氧弹 传感器传感器 点火按键点火按键 电源开关电源开关 搅拌开搅拌开关关 点火输出负极点火输出负极 点火输出正极点火输出正极 搅拌指示灯搅拌指示灯 电源指示灯电源指示灯点火指示灯点火指示灯精4 用氧弹卡计测定物质的燃烧热是在恒容条件下进行的，所用氧弹卡计测定物质的燃烧热是在恒容条件下进行的，所以测得的为恒容燃烧热（以测得的为恒容燃烧热（QVm）。当一定量待测物质样品）。当一定量待测物质样品在氧弹中完全燃烧时放出的热量使卡计本身及氧弹周围介在氧弹中完全燃烧时放出的热量使卡计本身及氧弹周围介质（本实验用水）的温度升高。通过测定燃烧前后卡计质（本实验用水）的温度升高。通过测定

4、燃烧前后卡计（包括氧弹周围介质）温度的变化值，就可以求算出该样（包括氧弹周围介质）温度的变化值，就可以求算出该样品的燃烧热。品的燃烧热。精5 其关系式如下：其关系式如下：（2）式中：式中：m为待测物质的质量为待测物质的质量(g)；Mr为待测物质的相对分子为待测物质的相对分子质量。质量。QVm为待测物质的摩尔燃烧热；为待测物质的摩尔燃烧热；Q点火丝点火丝为点火丝的为点火丝的燃烧热（如果点火丝用镍丝，则燃烧热（如果点火丝用镍丝，则Q点火丝点火丝=3.245kJ/g）；）；m点火丝点火丝为点火丝的质量；为点火丝的质量；T为样品燃烧前后量热计温度的变为样品燃烧前后量热计温度的变化值；化值；W卡卡为量热

5、计的水当量，它可以通过已知燃烧热的为量热计的水当量，它可以通过已知燃烧热的标准物（如苯甲酸，它的恒容燃烧热标准物（如苯甲酸，它的恒容燃烧热QV=26460kJ/g）来）来标定。测得标定。测得W卡卡后，就可以利用（后，就可以利用（2）式通过实验测定其他）式通过实验测定其他物质的燃烧热物质的燃烧热。mQWQMTmVmr点火丝点火丝卡精6 氧弹氧弹是一个特制的不锈钢容器，为了保证样品完全燃烧，是一个特制的不锈钢容器，为了保证样品完全燃烧，氧弹中须充以高压氧气或其它氧化剂。因此氧弹应有很好氧弹中须充以高压氧气或其它氧化剂。因此氧弹应有很好的密封性，能耐高温且耐腐蚀。氧弹放在一个与室温一致的密封性，能耐

6、高温且耐腐蚀。氧弹放在一个与室温一致的恒温套壳中。盛水桶与套壳之间有一个高度抛光的挡板，的恒温套壳中。盛水桶与套壳之间有一个高度抛光的挡板，以减少热辐射和空气的对流。热量计与周围环境的热交换以减少热辐射和空气的对流。热量计与周围环境的热交换无法完全避免，它对温度测量值的影响可用雷诺无法完全避免，它对温度测量值的影响可用雷诺（Renolds）温度校正图温度校正图校正。校正。必须注意，这种作图法必须注意，这种作图法进行校正时量热计的温度和外界环境的温度不宜相差太大进行校正时量热计的温度和外界环境的温度不宜相差太大（最好不超过（最好不超过23），否则会引进误差。），否则会引进误差。精7雷诺温度校正图

7、雷诺温度校正图绝热较差时温度校正图绝热较差时温度校正图 绝热良好时温度校正图绝热良好时温度校正图返回精8预习提问预习提问1.实验原理中公式（实验原理中公式（1）中的）中的n，对于燃烧萘而言是多少？，对于燃烧萘而言是多少？2.公式（公式（1）中的）中的T指的是什么温度？指的是什么温度？3.若某同学实验后，发现氧弹中有少量黑色物质，这对他若某同学实验后，发现氧弹中有少量黑色物质，这对他的实验结果会有什么影响？为什么？的实验结果会有什么影响？为什么？首页实验目的 实验原理 预习问题 仪器试剂 实验步骤 数据处理 注意事项 思考题精9三、仪器和试剂三、仪器和试剂 燃烧热实验装置燃烧热实验装置1套套;压

8、片机压片机1台台;台秤台秤1台（公用）；台（公用）；电子分析天平电子分析天平1台（公用）；台（公用）；SWC-D精密数字温差精密数字温差仪仪1台台;氧气钢瓶及减压阀氧气钢瓶及减压阀 1只（公用）只（公用）容量瓶（容量瓶（1000 m L）l只只 萘（萘（AR）；苯甲酸（）；苯甲酸（AR）；点火丝。）；点火丝。首页实验目的 实验原理 预习问题 仪器试剂 实验步骤 数据处理 注意事项 思考题精10分体式分体式 SHR-15燃烧热实验装置实物图燃烧热实验装置实物图 SHR15氧弹式量热计氧弹式量热计恒温套桶恒温套桶氧弹氧弹充气机充气机压片机压片机SWC-D精密温度精密温度温差仪温差仪返回精11四、实

9、验步骤四、实验步骤 1.量热计的水当量（量热计的水当量（W水水）测定）测定 （1）样品压片：擦净压片机（见右图）钢模，）样品压片：擦净压片机（见右图）钢模，用台称称取约用台称称取约0.6g苯甲酸，将钢模底板装进苯甲酸，将钢模底板装进模子中，从上面倒入已称好的苯甲酸样品，模子中，从上面倒入已称好的苯甲酸样品，徐徐旋紧压片机的螺杆，直到将样品压成片徐徐旋紧压片机的螺杆，直到将样品压成片状为止。抽去模底的托板，再继续向下压，状为止。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，在分析天平上的准确称量后即可供屑除去，在分析天平上的准确

10、称量后即可供燃烧热测定用。燃烧热测定用。底模托板底模托板钢模钢模螺杆螺杆首页实验目的 实验原理 预习问题 仪器试剂 实验步骤 数据处理 注意事项 思考题精12（2）装置氧弹装置氧弹：用分析天平准确称量一段点火丝（约：用分析天平准确称量一段点火丝（约15cm）的质量，拧开氧弹，）的质量，拧开氧弹，将氧弹头放在其架子上将氧弹头放在其架子上。将。将氧弹内壁擦干净，特别是电极下端的不锈钢接线柱更应擦氧弹内壁擦干净，特别是电极下端的不锈钢接线柱更应擦干净干净,挂上放入压好的片状试样金属小杯。小心地将点火挂上放入压好的片状试样金属小杯。小心地将点火丝二端分别在电极的固定下端。将点火丝弯成如图形状丝二端分别

11、在电极的固定下端。将点火丝弯成如图形状。然后在弹杯中注入然后在弹杯中注入10ml水，旋紧氧弹盖。将水，旋紧氧弹盖。将SHR15燃烧热实验装置燃烧热实验装置电极插头插在氧弹两电极上电极插头插在氧弹两电极上。打开电。打开电源，若源，若“点火点火”指示指示红灯亮了，说明通路，就可以充红灯亮了，说明通路，就可以充氧气了。否则应重新装置氧弹氧气了。否则应重新装置氧弹。点火丝点火丝片状试样片状试样精13装置氧弹装置氧弹：正极正极负极负极坩埚坩埚进出进出气孔气孔氧弹头架在它的架子上氧弹头架在它的架子上氧弹头架氧弹头架SHR15氧弹式量热计电氧弹式量热计电极插头插在氧弹两电极上极插头插在氧弹两电极上返回精14

12、 返回SHR15燃烧热实验装置面版图燃烧热实验装置面版图精15把氧弹至于充气机底座上，氧弹进出气口对准充气机出气口，把氧弹至于充气机底座上，氧弹进出气口对准充气机出气口，按下充气机手柄，先充入少量氧气（约按下充气机手柄，先充入少量氧气（约0.5MPa）,然后开启然后开启氧弹进出气口，借以赶出弹中空气，再充入约氧弹进出气口，借以赶出弹中空气，再充入约2MPa的氧气。的氧气。低压表低压表高压表高压表减压阀调节杆减压阀调节杆底坐底坐手柄手柄充气压力充气压力显示表显示表充气机出气口充气机出气口精16（3）燃烧和测量温度：）燃烧和测量温度：将充好氧气的氧弹放入将充好氧气的氧弹放入量热计的内桶，将量热计的

13、内桶，将SHR15氧弹式量热计氧弹式量热计电极插头插在氧弹两电电极插头插在氧弹两电极上。极上。用容量瓶准确取自来水用容量瓶准确取自来水3000mL，倒入内捅中。，倒入内捅中。水面应没过氧弹。如氧水面应没过氧弹。如氧弹有气泡逸出，说明氧弹有气泡逸出，说明氧弹漏气，寻找原因并排弹漏气，寻找原因并排除。除。精17将电极线嵌入桶盖将电极线嵌入桶盖的槽中，盖上盖子。的槽中，盖上盖子。打开打开SHR15氧弹式氧弹式量热计的电源，开启量热计的电源，开启“搅拌搅拌”开关，进行开关，进行搅拌。搅拌。将将SWC-D精密温精密温度温差仪传感器插入度温差仪传感器插入内桶水中。内桶水中。精18打开打开SWC-D精密数字

14、温差仪，待水温基本稳定后，将精密数字温差仪，待水温基本稳定后，将SWC-D精密数字温差仪精密数字温差仪“采零采零”并并“锁定锁定”。SWC-D精密数字温差仪面板精密数字温差仪面板精19打开电脑，进行打开电脑，进行数据记录与处理数据记录与处理。当电脑记录十分钟数据后，按下当电脑记录十分钟数据后，按下SHR15氧弹式量热计的氧弹式量热计的“点火点火”按钮，约按钮，约30秒后秒后“点火灯点火灯”熄灭，熄灭，SWC-D精精密数字温差仪显示温度迅速上升。说明点火成功。否则说密数字温差仪显示温度迅速上升。说明点火成功。否则说明点火失败。明点火失败。实验停止后，关闭电源，将传感器放入外桶。取出氧弹，实验停止

15、后，关闭电源，将传感器放入外桶。取出氧弹，放出氧弹内的余气。旋下氧弹盖，检查样品燃烧情况。样放出氧弹内的余气。旋下氧弹盖，检查样品燃烧情况。样品没完全燃烧，实验失败，须重做。反之，说明实验成功。品没完全燃烧，实验失败，须重做。反之，说明实验成功。取出取出燃烧后剩下的点火丝称重燃烧后剩下的点火丝称重，自点火丝质量中减去。，自点火丝质量中减去。精20 2萘的燃烧热测定萘的燃烧热测定 称取称取0.5g左右萘，按上述法进行压片、燃烧等实验操作。左右萘，按上述法进行压片、燃烧等实验操作。实验完毕后，洗净氧弹，倒出卡计盛水桶中的自来水，并实验完毕后，洗净氧弹，倒出卡计盛水桶中的自来水，并擦干待下次实验用。

16、擦干待下次实验用。精21五、实验数据的电脑记录与处理五、实验数据的电脑记录与处理1水当量测定实验数据的记录水当量测定实验数据的记录 实验前开启微机，进入操作系统后双击实验前开启微机，进入操作系统后双击“燃烧热燃烧热”图标启动燃烧热测图标启动燃烧热测定应用程序，出现如下画面。按下图进行数据输入定应用程序，出现如下画面。按下图进行数据输入,单击确定。单击确定。返回首页实验目的 实验原理 预习问题 仪器试剂 实验步骤 数据处理 注意事项 思考题精22在出现的如下画面中，通讯串口选择为在出现的如下画面中，通讯串口选择为“COM1”，采样时间选择为，采样时间选择为“15秒秒”。精23 单击单击“开始绘图

17、开始绘图”按钮，微机开始记录实验数据，并绘制温度按钮，微机开始记录实验数据，并绘制温度时间时间曲线图，（如下图）。点火前记录数据曲线图，（如下图）。点火前记录数据10分钟，点火后再记录约分钟，点火后再记录约60个数据。若实验失败，单击个数据。若实验失败，单击“停止绘图停止绘图”按钮停止绘图，再单击按钮停止绘图，再单击“清清除除”按钮。按钮。精242.水的当量计算：水的当量计算：在计算之前，根据记录的实验数据和曲线图找出温度校正在计算之前，根据记录的实验数据和曲线图找出温度校正图中点火前温度变化比较均匀线段图中点火前温度变化比较均匀线段ab和点火后温度变化比和点火后温度变化比较均匀线段较均匀线段

18、cd。以及点。以及点abcd 的编号。根据的编号。根据b点和点和c点的点的温度计算出中间温度值后单击温度计算出中间温度值后单击“水当量计算水当量计算”按纽。开始按纽。开始计算水的当量。计算水的当量。精25在在“提示信息提示信息”“”“请输入燃烧丝长度（请输入燃烧丝长度（cm）”中输入燃烧丝质量中输入燃烧丝质量（g），然后单击），然后单击“确定确定”。精26在在“提示信息提示信息”“”“请输入样品重量（请输入样品重量（g）”中输入苯甲酸的质量（中输入苯甲酸的质量（g），），然后单击然后单击“确定确定”。在在“提示信息提示信息”“”“请输入燃烧丝系数（请输入燃烧丝系数（-J/cm）”中输入点火丝的

19、燃中输入点火丝的燃烧热（烧热（-J/cm或或-J/g），），然然后单击后单击“确定确定”。精27在在“提示信息提示信息”“”“请输入棉线质量（请输入棉线质量（g）”和和“提示信息提示信息”“”“请输入请输入棉线热系数（棉线热系数（-J/g）”中输入中输入“0”后单击后单击“确定确定”。精28在在“提示信息提示信息”“”“请输入样品恒容燃烧热（请输入样品恒容燃烧热（-J/g）”中输入苯甲酸的中输入苯甲酸的恒容燃烧热（恒容燃烧热（-J/g），），然然后单击后单击“确定确定”。在在“提示信息提示信息”“”“请输入第一段校正曲线的起始点的编号请输入第一段校正曲线的起始点的编号”中输入中输入a点的编号，

20、后单击点的编号，后单击“确定确定”；在；在“提示信息提示信息”“”“请输入第一段校正请输入第一段校正曲线的终止点的编号曲线的终止点的编号”中输入中输入b点的编号，点的编号，然然后单击后单击“确定确定”。精29在在“是否需要进行重新校正是否需要进行重新校正”的对话框中，单击的对话框中，单击“否否”，若需要重新，若需要重新校正则单击校正则单击“是是”，重新输值。，重新输值。精30在在“提示信息提示信息”“”“请输入中间温度值请输入中间温度值”中根据中根据b点和点和c点计算的中间温度点计算的中间温度值后单击值后单击“确定确定”。精31在在“是否需要重新输入中间温度值？是否需要重新输入中间温度值？”的

21、对话框中单击的对话框中单击“否（否（N）”。否则单击否则单击“是（是（Y）”后重新输入。后重新输入。精32在在“提示信息提示信息”“”“请输入第二段校正曲线的起始点的编号请输入第二段校正曲线的起始点的编号”中输入中输入c点点的编号，然后单击的编号，然后单击“确定确定”。在在“提示信息提示信息”“”“请输入第二段校正曲线的终止点的编号请输入第二段校正曲线的终止点的编号”中输入中输入d点的编点的编号，然后单击号，然后单击“确定确定”。精33如以上两项输入无误，在如以上两项输入无误，在“是否需要进行重新校正？是否需要进行重新校正？”的对话框中单击的对话框中单击“否（否（N）”。否则单击。否则单击“是

22、（是（Y）”后重新输入。后重新输入。精34至此微机计算出温度变化的校正值至此微机计算出温度变化的校正值T和水当量和水当量W卡卡。精35单击单击“保存保存”按钮保存实验数据，文件名为按钮保存实验数据，文件名为“姓名姓名+水当水当量量”。按电脑键盘上的。按电脑键盘上的“Print Screen”按键，全屏拷贝按键，全屏拷贝屏幕，得到实验的曲线图。打开屏幕，得到实验的曲线图。打开“Word”程序，建立新文程序，建立新文件，输入曲线图名称件，输入曲线图名称“水当量测定曲线图水当量测定曲线图”，将其粘贴到，将其粘贴到新文件中，以新文件中，以“姓名姓名+水当量水当量”将其保存。将其保存。精36 3.被测物

23、测定实验数据的记录：被测物测定实验数据的记录：同测定水当量记录实验数据一样记录被测物的实验数据。同测定水当量记录实验数据一样记录被测物的实验数据。4.被测物恒压燃烧热计算：被测物恒压燃烧热计算：同水的当量计算略有不同。同水的当量计算略有不同。在第在第步中按步中按“燃烧热计算燃烧热计算”按纽。按纽。在第在第步后出现的步后出现的“提示信息提示信息”“”“请输入燃烧物质的分请输入燃烧物质的分子量子量”中输入萘的分子量，输入正确后单击中输入萘的分子量，输入正确后单击“确定确定”；在在“请输入（请输入（N）的值）的值”中输入燃烧物萘在燃烧反应中输入燃烧物萘在燃烧反应中气体摩尔变化值，输入正确后单击中气体

24、摩尔变化值，输入正确后单击“确定确定”。其余步骤均相同。其余步骤均相同。精37六、实验注意事项：六、实验注意事项：1、待测样品需干燥，受潮样品不易燃烧且称量有误。、待测样品需干燥，受潮样品不易燃烧且称量有误。2、注意压片的紧实程度，太紧不易燃烧，太松容易裂、注意压片的紧实程度，太紧不易燃烧，太松容易裂碎。碎。3、点火丝应紧贴样品，点火后样品才能充分燃烧。、点火丝应紧贴样品，点火后样品才能充分燃烧。4、点火后，温度急速上升，说明点火成功。若温度不、点火后，温度急速上升，说明点火成功。若温度不变或有微小变化，说明点火没有成功或样品没充分燃烧。变或有微小变化，说明点火没有成功或样品没充分燃烧。应检查

25、原因并排除。应检查原因并排除。5、精密温度温差仪、精密温度温差仪“采零采零”后必须后必须“锁定锁定”。否则影。否则影响电脑作图。响电脑作图。首页实验目的 实验原理 预习问题 仪器试剂 实验步骤 数据处理 注意事项 思考题精38七、思考讨论题七、思考讨论题 1说明摩尔恒容热效应说明摩尔恒容热效应（QVm）和摩尔恒压热效应）和摩尔恒压热效应（QPm）的差别和相互关系。）的差别和相互关系。2简述装置氧弹和拆开氧弹的操作过程。简述装置氧弹和拆开氧弹的操作过程。3为什么实验测量得到的温度差值要经过作图法校正？为什么实验测量得到的温度差值要经过作图法校正？4使用氧气钢瓶和减压阀时有哪些注意事项？使用氧气钢瓶和减压阀时有哪些注意事项？5.实验中应如何避免不完全燃烧。实验中应如何避免不完全燃烧。首页实验目的 实验原理 预习问题 仪器试剂 实验步骤 数据处理 注意事项 思考题返回目录精39