燃燒熱是指物質與氧氣進行完全燃燒反應時放出的熱量。它一般用單位物質的量、單位質量或單位體積的燃料燃燒時放出的能量計量。燃燒反應通常是烴類在氧氣中燃燒生成二氧化碳、水并放熱的反應。燃燒熱的測定需確保生成物為穩定形態(如液態水、SO?氣體),可通過彈式量熱計直接測量恒容熱效應,再換算成摩爾燃燒焓。通常采用氧彈式量熱儀依據能量守恒定律測定物質的燃燒熱,燃燒熱的計算公式是:。國際上規定苯甲酸為標定氧彈式熱量計的“標準量熱物質”。燃燒熱的測定,除了有實用價值外,還用來計算化合物的生成熱、化學反應的反應熱和鍵能等,具有重要的理論意義。
對有機化合物而言,能利用燃燒熱的基本數據獲得反應熱。燃燒熱可在恒容或恒壓條件下測定,試樣在充有過量氧氣的氧彈內燃燒,根據試樣燃燒前后量熱系統的溫度升高值,對點火熱等附加熱進行校正即可計算試樣的發熱量。量熱儀的熱容量通過在相似條件下燃燒一定量的基準物質苯甲酸來確定。
定義
在25℃,101 kPa時,1 摩爾可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱.單位為kJ/mol
要點
1.規定在101 kPa壓強,測出反應所放出的熱量,因為壓強不定,反應熱數值不相同.
2.規定可燃物物質的量為1 mol.(具有可比性)
3.規定必須生成氧化物的原因是,即使是等量的純物質在等壓強情況下,與不同氣體燃燒釋放出的熱量不同,例如 在 和 Mg(s)在燃燒釋放的熱量不同。為了統一標準,規定生成氧化物。
4.規定可燃物完全燃燒生成穩定化合物所放出的熱量為標準.
(例如: ,由于生成的S沒有燃燒完全,所以這個反應放出的熱量不能作為的燃燒熱,當;,這時水的狀態為穩定的液態,而也生成穩定的氧化物,所以這時的就是的燃燒熱。另外,對于水來說,1mol可燃物完全燃燒必須生成液態水時放出的熱量才能稱為燃燒熱,氣態水不可以。)
5.當說的燃燒熱是多少時,應說的燃燒熱是285.8kJ/摩爾,是正值,不能說是-285.8kJ/mol。()
注意點
1.燃燒熱是以1 mol可燃物作為標準來進行測定的,因此在計算燃燒熱時,熱化學方程式里其他物質的化學計量數常出現分數:如; 這時的分數是代表摩爾(即為參加反應的物質的量)而不是分子個數所以是合理的。
注:化學方程式系數只為整數,而熱化學方程式可以有分數。
2.熱化學方程式中表示生成物總與反應物總焓之差
3.反應熱中為負,則為放熱反應;為正,則為吸熱反應,燃燒熱為反應熱的一種,其為負值
4. 反應熱 化學方程式中為負值 而在敘述時
用正值描述可以記憶為燃燒熱無負值,有正負,+為吸,-為放,強化記憶有幫助
5.反應物一般為純凈物。
熱值
有時燃料的燃燒熱可以被表示成 HHV (高熱值), LHV (低熱值), 或是 GHV (總熱值)。
低熱值 跟以氣態形式被排放出來的水有關,因此那些被用來汽化水的能量不能被視為熱。
總熱值 跟以氣態形式被排放出來的水有關,并包括在燃燒之前存在于燃料中的水。這個值對于像是木材或是煤等燃料來說非常重要,因為這些燃料通常在燃燒之前都包含一定量的水。
高熱值 相等于燃燒熱,因為反應中焓變化假設化合物在燃燒前后都保持在常溫之下,在這種情況燃燒所產生的水為液態水。
燃燒熱值
大小比較
含相同碳數的烷烴異構體中,直鏈烷烴的燃燒熱最大,支鏈越多燃燒熱越小。
最基本的一點是在有機化合物中,如果化合物的飽和程度越高(換句話說就是氫原子數目越多),那么相應的燃燒熱就越大。例如烴比同碳數的烯烴和炔烴或者芳香烴燃燒熱都要大,就是這個道理。當然,這里要強調的是僅限于比較相同碳原子數的有機物。而對于烴的衍生物,同樣的道理例如乙醇的燃燒熱比等物質的量的乙醛,冰醋都要大。乙烷的燃燒熱比溴乙烷的大。
如果是比較同分異構體的燃燒熱,那么就要看具體的情況了,通常是越不穩定的異構體的燃燒熱越大。
當然有機化合物的分子量越大,那么它的燃燒熱就相應越大。在飽和程度相同的情況下,含碳量越大,有機物的燃燒熱也越大。而在含碳量相同時,含氫量越大的有機物燃燒熱越大。
點撥
1.書寫燃燒反應的熱化學方程式時可燃物一定是1mol,即可燃物的計量系數一定是1,其他物質的計量系數可以用分數或小數表示(建議用分數)。
2.單質或化合物必須是完全燃燒,如反應物中,,等。若C不完全燃燒生成則不叫做燃燒熱。
3.這里的燃燒指可燃物與反應的燃燒熱。
參考資料 >