燃烧热

化学概念之一

燃烧热是指物质与氧气进行完全燃烧反应时放出的热量。它一般用单位物质的量、单位质量或单位体积的燃料燃烧时放出的能量计量。燃烧反应通常是烃类在氧气中燃烧生成二氧化碳、水并放热的反应。燃烧热的测定需确保生成物为稳定形态(如液态水、SO₂气体),可通过弹式量热计直接测量恒容热效应,再换算成摩尔燃烧焓。通常采用氧弹式 量热仪 依据 能量守恒定律 测定物质的燃烧热 ,燃烧热的计算公式是: 。国际上规定 苯甲酸 为标定氧弹式热量计的“标准量热物质”。燃烧热的测定,除了有实用价值外,还用来计算化合物的生成热、化学反应的反应热和 键能 等,具有重要的理论意义 。

对 有机化合物 而言,能利用燃烧热的基本数据获得反应热。燃烧热可在恒容或恒压条件下测定,试样在充有过量 氧气 的氧弹内燃烧,根据试样燃烧前后量热系统的温度升高值,对点火热等附加热进行校正即可计算试样的发热量。 量热仪 的热容量通过在相似条件下燃烧一定量的 基准物质 苯甲酸来确定 。

定义

在25℃,101 kPa时,1 摩尔 可燃物 完全燃烧生成稳定的 氧化物 时所放出的 热量 ,叫做该物质的燃烧热.单位为kJ/mol

要点

1.规定在101 kPa 压强 ,测出反应所放出的热量,因为压强不定,反应热数值不相同.

2.规定可燃物物质的量为1 mol.(具有可比性)

3.规定必须生成氧化物的原因是,即使是等量的纯物质在等压强情况下,与不同气体燃烧释放出的热量不同,例如 在 和 Mg(s)在 燃烧释放的热量不同。为了统一标准,规定生成 氧化物 。

4.规定 可燃物 完全燃烧生成 稳定化合物 所放出的热量为标准.

(例如: ,由于生成的S没有燃烧完全,所以这个反应放出的热量 不能作为 的燃烧热,当 ; ,这时水的状态为稳定的液态,而也生成稳定的 氧化物 ,所以这时的 就是 的燃烧热。另外,对于水来说,1mol 可燃物 完全燃烧必须生成 液态水 时放出的热量才能称为燃烧热,气态水不可以。)

5.当说 的燃烧热是多少时,应说 的燃烧热是285.8kJ/ 摩尔 ,是正值,不能说是-285.8kJ/mol。()

注意点

1.燃烧热是以1 mol可燃物作为标准来进行测定的,因此在计算燃烧热时,热 化学 方程式里其他物质的化学计量数常出现分数:如 ; 这时的分数是代表 摩尔 (即为参加反应的物质的量)而不是分子个数所以是合理的。

注: 化学方程式 系数只为整数,而热化学方程式可以有分数。

2. 热化学 方程式中 表示生成物总 与反应物总焓之差

3.反应热中 为负,则为 放热反应 ;为正,则为 吸热反应 ,燃烧热为反应热的一种,其 为负值

4. 反应热 化学方程式中 为负值 而在叙述时

用正值描述可以记忆为燃烧热无负值, 有正负,+为吸,-为放,强化记忆有帮助

5.反应物一般为 纯净物 。

热值

有时燃料的燃烧热可以被表示成 HHV (高热值), LHV (低热值), 或是 GHV (总热值)。

低热值 跟以气态形式被排放出来的水有关,因此那些被用来 汽化 水的能量不能被视为热。

总热值 跟以气态形式被排放出来的水有关,并包括在燃烧之前存在于燃料中的水。这个值对于像是木材或是煤等燃料来说非常重要,因为这些燃料通常在燃烧之前都包含一定量的水。

高热值 相等于燃烧热,因为反应中焓变化假设化合物在燃烧前后都保持在常温之下,在这种情况燃烧所产生的水为 液态水 。

燃烧热值

大小比较

含相同 碳 数的 烷烃 异构体中, 直链烷烃 的燃烧热最大,支链越多燃烧热越小。

最基本的一点是在 有机化合物 中,如果化合物的饱和程度越高(换句话说就是氢原子数目越多),那么相应的燃烧热就越大。例如 烃比同碳数的 烯烃 和 炔烃 或者 芳香烃 燃烧热都要大,就是这个道理。当然,这里要强调的是仅限于比较相同碳原子数的有机物。而对于烃的 衍生物 ,同样的道理例如 乙醇 的燃烧热比等物质的量的 乙醛 , 冰醋 都要大。 乙烷 的燃烧热比 溴乙烷 的大。

如果是比较同分异构体的燃烧热,那么就要看具体的情况了,通常是越不稳定的异构体的燃烧热越大。

当然 有机化合物 的分子量越大,那么它的燃烧热就相应越大。在饱和程度相同的情况下,含碳量越大,有机物的燃烧热也越大。而在含碳量相同时,含氢量越大的有机物燃烧热越大。

点拨

1.书写燃烧反应的 热化学 方程式时 可燃物 一定是1mol,即可燃物的计量系数一定是1,其他物质的计量系数可以用分数或 小数 表示(建议用分数)。

2. 单质 或化合物必须是完全燃烧,如反应物中 , , 等。若C不完全燃烧生成 则不叫做燃烧热。

3.这里的燃烧指可燃物与 反应的燃烧热。

参考资料