2）参与反应的气体均视为理想气体，则Qp=QV+ΔnRT。
QV为恒容燃烧热，Qp为恒压燃烧热，Δn为反应前后产物与反应物中气体的物质的量之差，R为摩尔气体常量，T为反应的热力学温度。
3）化学反应的热效应（包括燃烧热）通常用恒压热效应ΔH来表示。
2.氧弹热量计和装置原理
1）本实验采用恒温式氧弹热量计。在下面的氧弹热量计装置图中，贝克曼温度计和外筒温度计在本实验中采用精密温差测定仪来代替。 2）测燃烧热原理：
样品在纯氧气氛中完全燃烧放出的热量使氧弹周围介质温度升高，若已知仪器常数，测量其温差即可求算样品的恒容燃烧热。
燃烧热计算式：QVW + q1x + q2 ≈ QVW + q1x = KΔh
装 式中QV（J/g）为萘（被测物质）的恒容燃烧热；W（g）为萘的质量；x（g）为烧掉点火丝（铜丝）的质量；已知铜丝的燃烧热q1=-2510J/g，此实验中由于q2（即氧弹内的N2生成时放出的热量）太小则可以忽略。一般用已知燃烧热的标准物质苯甲酸来标定氧弹热量计的仪器常数K（J/mm），已知苯甲酸的恒容燃烧热QV=-3231.3KJ/mol。Δh（mm）为记录纸上曲线的峰高。
设苯甲酸和萘的恒容燃烧热分别为QV1和QV2，烧掉铜丝的质量分别为x1和x2，消耗样品质量分别为W1和W2，曲线记录的峰值分别为Δh1和Δh2，则萘的恒容燃烧热可由下式计算得：
QV2
QV1W1+q1x1 ∆h2−q1x2∆h1= ∆h1W2
订 线 此处燃烧热的单位为KJ/g，注意单位的换算。
3）为了保证样品完全燃烧，氧弹中必须充足高压氧气（本实验要求在1.2-1.4MPa之间）。因此要求氧弹必须耐高压、密封、耐腐蚀，同时粉末样品必须压成片状，以免充气时冲散样品，使样品燃烧不完全。必须使燃烧后放出的热量尽可能传递给介质，使水温升高，因此应尽量避免和减小由于辐射、对流以及传导等引起的能量散失。 4）装置结构图
氧弹卡计安装示意图 氧弹的构造
左图中，内筒C以内的部分为仪器的主体，即为本实验研究的体系，体系C与外界以空气层B绝热，
装 下方有绝缘的垫片4架起，上方有绝热胶板5敷盖。为了减少对流和蒸发，减少热辐射及控制环境温度恒定，体系外围包有温度与体系相近的水套A。为了使体系温度很快达到均匀，还装有搅拌器2，由马达6带动。为了准确测量温度的变化，我们由精密的温差测定仪来实现。实验中把温差测定仪的热敏探头插入研究体系内，便可直接准确读出反应过程中每一时刻体系温度的相对值。样品燃烧的点火由一拨动开关接入一可调变压器来实现，设定电压在50V以内进行点火燃烧。
右图是氧弹的构造。氧弹是用不锈钢制成的，主要部分有厚壁圆筒1、弹盖2和螺帽3紧密相连；在弹盖2上装有用来充入氧气的进气孔4、排气孔5和电极6。电极直通弹体内部，同时做为燃烧皿7的支架；另一电极8同时也是进气管。
三、仪器和试剂 1.仪器
氢弹量热计1套；精密电子温差测量仪1台；点火器1台；接触调压器（0.5kW）1台； 实验数据分析记录仪1台；工业天平和电子天平各1台；
氧气钢瓶1只，充气装置1台，压片机1台；铜丝；万用电表1只； 2000mL、1000mL容量瓶各1只。 2.试剂
订 线 苯甲酸（AR）；萘（AR）。
四、实验步骤 1.压片
工业天平上称取0.8-0.9g苯甲酸 → 压片机压片 → 除去粉末 → 电子天平准确称量并记录 2.装样
取一根铜丝准确称量并记录 → 将铜丝中部绕成螺圈型，两端缚牢于电极，螺圈部分置于燃烧皿中间 → 用万用表检查电极是否接通 → 若电极通路则把已准确称量的苯甲酸片放入燃烧皿中紧贴点火丝下面 → 盖上弹盖并拧紧 3.充氧
往氧弹中细心充入1.2MPa氧气 → 再次检查电极是否通路 → 若通路则将氧弹放入内水桶
装
4.样品燃烧和温度测量
用容量瓶量取已被调节到低于室温0.5~1.0℃的自来水3000mL，倒入内水桶中，装好搅拌马达及铂电阻温度计 → 将连接点火器电路两端的夹子与氧弹的两个电极相连 → 开动马达，打开记录仪 → 待基线走成直线约3min → 点燃样品 → 记录仪立即自动画出升温曲线，待升温曲线升至最高且走一段直线 → 停止搅拌 → 按stop停止记录 → 读取原始数据并保存 → 观察曲线趋势图是否合理 → 打印出曲线图
5.重复上述操作，称取0.5-0.6g萘，测量其燃烧热。实验应重新换水。并打印出曲线图。
五、实验数据结果与处理 室温：17℃（290.15K） 大气压：101kPa
测量的苯甲酸和萘的升温曲线图已附。
称量样品 苯甲酸 萘
样品质量/g 0.71 0.5850 铜丝质量/mg 30.5 30.5 剩余铜丝质量/mg 24.0 13.3 峰高/mm 1.666 1.665 订 线 计算得萘的恒容燃烧热QV=-5192.1KJ/mol。
萘的恒压燃烧热Qp = QV + ΔnRT = -（5192.1 + 2×8.3145×290.15×10-3）= -5196.9KJ/mol。 查文献得萘的恒压燃烧热Qp(298.15K)=-5157KJ/mol。 在实验温度范围内假设其不随温度的变化而改变。 所以绝对误差Ea = 5196.9 - 5157 = 39.9KJ/mol 相对误差Er = Ea/xT×100% = +0.7737%
（因为此处负号仅表示放热意义，故按其绝对值计算）
六、思考与讨论 1.思考题
1）燃烧热测定中什么是系统？什么是环境？
答：实验过程中外水套保持恒温，内水桶与外水套之间以空气隔热。内水桶连同其中的氧弹、测温器件、
装 搅拌器和水可近似看成绝热系统。氧弹则是一个恒容系统。其余部分均为环境。
2）实验中引起系统和环境进行热交换的因素有哪些？如何避免热损失？
答：因素与体系、环境的材质有关；与体系、环境的接触界面积大小有关；与体系、环境的温差有关。还包括搅拌器的转速快慢，氧弹上是否有未擦净的水，系统密封性是否完好等等。避免热损失可以通过减小系统与环境的温差，提高系统绝热性和密封性，待测物及铜丝尽量完全燃烧，调节转速至适当速度等来实现。
3）应如何正确使用氧气钢瓶？
答：使用前要检查连接部位是否漏气，确认不漏气后才进行实验。在确认减压阀处于关闭状态后，逆时针打开钢瓶总阀，并观察高压表读数，然后逆时针打开减压阀左边的一个小开关，再顺时针慢慢转动减压阀调节螺杆（T字旋杆），使其压缩主弹簧将活门打开。使减压表上的压力处于所需压力，记录减压表上的压力数值。使用结束后，先顺时针关闭钢瓶总开关，再逆时针旋松减压阀。切忌使用油脂类物质。
4）在计算萘的燃烧热时，没有用到3000mL水的数据，为什么在实验中需要量准水的体积呢？若水的体积量得不准，对测量结果有怎样的影响？
答：因为水的体积直接影响到仪器常数K值的大小。如果量得不准，将导致测定苯甲酸和萘时的K值大小
订 线 不一样，计算出来的结果会有较大的误差。
5）如何判断氧弹内的样品已点燃？如何判断样品已经燃烧完全？
答：当看见温差记录仪的曲线有较大的上升幅度时，表示氧弹内样品已点燃。待升温曲线升至最高且走一段直线后，有所下降，打开氧弹，弹内无灰烬等物质剩余，说明样品已经燃烧完全。
6）如果内水桶的水温不加以调整，则有什么影响？
答：若第二次内水桶的水初温相比第一次偏高，则测得的结果中Δh偏大，会造成计算得的燃烧热值比真值偏大。若偏低，则结果可能会偏小。且可能导致系统散热量的增加。
7）该实验引起误差的主要因素有哪些？为什么？
答：一是系统与环境的热交换。因为这个因素直接导致升温曲线峰值的误差。二是铜丝和物质是否完全燃烧，若未完全燃烧则会导致测得的燃烧热偏小。三是两次实验条件的一致性，比如水的初温、水的体积、
装 水是否擦干，充氧的压力等等，它是保证两次实验计算式中常量一致的必要条件。
8）如何测定挥发性液体样品的燃烧热？
答：应盛于药用胶囊中，再用小玻璃泡密封，置于引燃物如铁丝或棉线上点燃测定。也可将液体密封于玻璃泡内，点燃时用先打破再燃烧的方法，来测定液体的燃烧热。采用塑料袋代替玻璃泡盛装液体适用范围较广，操作也简便。
9）若期望通过燃烧热测定获取苯的共振能，那应该如何安排实验？
答：首先测定环己烷的燃烧热、环己烯的燃烧热、1、4环己二烯的燃烧热量，由环己烯与环己烷燃烧热差和1、4环己二烯与环己烯燃烧热差的平均值加上1、4环己二烯的燃烧热量估算出预测的没有共振的苯的燃烧热，这个预测的燃烧热的值与实际得到的苯的燃烧热的差值就是苯的共振能。 2.讨论
1）在本实验中采用的是恒容方法先测量恒容燃烧热，然后再换算得到恒压燃烧热。如果使用恒压燃烧方法，就需要有一个无摩擦的活塞，这是机械摩擦的理想境界，是做不到的。而且做燃烧热实验需要尽可能达到完全燃烧，恒压燃烧方法难于使另一反应物即氧气的压力（或浓度）达到高压，会造成燃烧不完全，带来实验测定的实验误差。
订 线 2）氧弹、量热容器、搅拌器等，在使用完毕后应用干布擦去水迹，保持表面清洁干燥。恒温外套（即外筒）内的水，应采用软水。长期不使用时应将水倒掉。氧弹以及氧气通过的各个部件，各联接部分不允许有油污，更不允许使用润滑油，因为容易燃烧，不安全。
3）点火丝与电极接触电阻要尽可能小，注意电极松动和铁丝碰杯短路问题。如果点火丝有折痕则往往无法点燃，点火丝在压片前预先在圆珠笔芯上缠绕几圈再与药品压片则有助于点燃。
装 订 线
