燃烧热
化学术语
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。燃烧热可以用弹式量热计测量,也可以直接查表获得反应物、产物的生成焓再相减求得。
定义
在25℃,100kPa时,(旧的标准态压力为1 atm=101 kPa,即1标准大气压,新的标准态压力改为1 bar=100 kPa。北京大学出版社,《普通化学原理(第四版)》85页注解1)1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,单位为kJ/mol。
要点
1.规定在100kPa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.规定必须生成稳定的化合物的原因是,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 Mg(s) 在 O2(g)和 Mg(s)在 Cl2(g)燃烧释放的热量不同。为了统一标准,规定生成化合物。
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:H2S(g)+1/2O2(g)===H2O(l)+S↓; ΔH1,由于生成的S没有燃烧完全,所以这个反应放出的热量ΔH1不能作为H2S的燃烧热,当H2S(g)+3/2O2(g)===H2O(l)+SO2(g);ΔH2,这时水的状态为稳定的液态,而也生成稳定的氧化物SO2,所以这时的ΔH2就是H2S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。
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H2(g)+ 1/2O2(g)====H2O(l);ΔH=-285.8 kJ·mol-1 这时的分数是代表摩尔数(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ΔH表示生成物总焓与反应物总焓之差。
3.反应热中ΔH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ΔH为负值。
4. 反应热化学方程式中ΔH为负值。而在叙述时:
用正值描述可以记忆为燃烧热为负值,△H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
大小比较
含相同碳原子数的烷烃异构体中,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。例如烷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,乙酸都要大。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。
细节
1.书写燃烧反应的热化学方程式时可燃物不一定是1mol,但最后的反应热单位仍为kJ/mol。
2.单质或化合物必须是完全燃烧,如反应物中C→CO2,H2→H2O(液),S→SO2(气),N—N2(气),Cl—HCl(aq)等。若C不完全燃烧生成CO则不叫做燃烧热。
3.这里的燃烧指可燃物与O2反应的燃烧热。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 14:27
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概述
定义
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