3、量热测量是热力学的最基本最重要的研究方法之一，也是热力学学科的重要组成 部分。量热法可测定的物理量包括燃烧热、中和热、溶解热、蒸发热、熔化热、离解热
等。量热测量可以在等容条件下进行（如燃烧热），也可以在等压条件下进行（如中和热、
蒸发热、融化热等）。燃烧热一般在氧弹量热计中进行测量。许多稳定态单质在氧中的氧
各项数据后，点击操作，选择“计算水当量”，点击文件，保存数据，不要退出，点击
窗口，选择“待测物曲线图”。 3、萘的燃烧热的测定 用水冲洗氧弹及坩埚，倒掉内筒的水，并用纱布擦干。粗称萘 0.5-0.8 g，压片后，精
称质量，同苯甲酸一样装氧弹，重复以上操作测量萘的燃烧热，计算时点击操作，选择 “燃烧热计算”，其它与水当量计算相同，打印图表。
热系统温度升高（T）。实验测得温度升高，再根据量热计的水当量 K，就可以计算燃烧
反应的摩尔反应热 QV,m。即 QV,m = K•Δ T
Байду номын сангаас
（3-2）
量热计的水当量用已知燃烧热的标准物质（如基准试剂苯甲酸）来标定。若量热系统与
环境（外筒及其中的水）无热交换，可用下式计算水当量：
K
=
Q V ,1
m 1
+Q V ,2
图 3-1 量热计构造简图
1.外筒；2.内筒；3.氧弹；4.内筒搅 拌器；5.外筒温度计；6.控制箱； 7.外筒搅拌器；8.内筒贝克曼温度 计；9.温度温差仪
图 3-2 氧弹构造简图
1.弹体；2.坩埚；3.点火丝；4、5. 电极；6.弹盖；7.进/排气孔
1、首先打开控制箱和计算机电源的开关，双击计算机桌面上的“燃烧热 1.0”就可 以进入“燃烧热测定实验数据采集系统”。
4、实验结束后，把内桶的水再倒回容量瓶中，把内桶和氧弹擦干，仪器恢复原样。
数据处理
1、 用雷诺法确定苯甲酸、萘在燃烧前后的温差Δ T。 2、 代入相关公式，写出水当量计算和萘的定容燃烧热的具体计算过程，并与计算机
所给数值对比，计算萘的定压燃烧热。
注意事项
压片时既不能压的太紧也不能太松，点火丝一定要和样品片接触上，否则都可能 导致点火失败。
仪器和药品
仪器：SHR-15 型氧弹式量热计，微机，氧气钢瓶，电子天平，万用表，电子分析 天平，压片机，容量瓶，滴定管，移液管，锥形瓶，镍丝。
药品：苯甲酸（基准试剂），萘（A.R.），NaOH 溶液（0.1 mol·L-1）,酚酞指示剂。 量热计及氧弹的结构示意图如图 3-1 和图 3-2。
实验步骤
第三章 物理化学量的测定
实验 24 燃烧热的测定
预习要求
1． 了解气体钢瓶的使用方法和注意事项。 2． 了解氧弹式量热计的构造和工作原理。 3． 明确物质的定压燃烧热与定容燃烧热的关系。
实验目的
1． 用氧弹量热计测定萘的燃烧热，明确燃烧热的定义。 2． 学习用微机自动监控量热测量全过程。 3． 熟悉氧弹量热计的构造、工作原理及测量方法。 4． 掌握热化学实验中温差校正的方法。
指示灯亮。
坐标设置：点击设置，选择“设置坐标系”，输入温度坐标（1℃- 5℃），时间为
30 min，然后确定。 点击操作，选择“开始绘图”，5 min 后可以点火。点火灯亮一下就会灭掉，此时
注意观察温度的变化，温度上升很快说明点火成功，如果温度变化缓慢说明点火失败， 应查明原因后重做。30 min 后点击“停止绘图”，保存数据。
Qp,m，二者可以用下式换算：
Qp,m = QV,m + B（g）RT
（3-1）
其中B（g）指燃烧反应计量方程式中气体物质 B 的计量系数之代数和。
本实验用 SHR-15 型氧弹式量热计测定萘的燃烧热。样品在氧弹中燃烧放出的热、点
火丝燃烧放出的热、空气中少量氮气氧化成硝酸的生成热，全部被量热系统吸收，使量
m 2
+
nf Hm
T
S
（3-3）
式中：m1、m2、n——苯甲酸、已燃烧的镍丝的质量及生成硝酸的物质的量。
Qv，1、Qv，2 和Δ fHm——苯甲酸、镍的质量燃烧热及硝酸的摩尔生成焓。
Δ Ts——量热系统温度的升高。
为了保证样品完全燃烧，氧弹中充以 1.5 MPa 的纯氧。为防止粉末样品因飞散而造
成燃烧不完全，将粉末样品压片。
2、水当量的测定 （1）准备工作 称样：用天平粗称苯甲酸 0.8-1.0 g，压片。再用电子天平精确称出其质量。 安装点火丝：取一根点火丝在中间部分绕成螺旋状，先把圆环套向上抬起，再把 点火丝的两端缠在电极柱的缺口上，点火丝的螺旋部分一定要镶嵌在样品槽里，然后把 圆环套压下来，注意样品必须接触到点火丝，但点火丝不能碰到坩埚壁，坩埚和另一电 极柱也不能接触。向氧弹内装入 10 mL 去离子水，把氧弹拧紧。用万用表测量两电极间 的电阻。 充氧：用氧气钢瓶通过氧弹的进气孔慢慢向氧弹内充入氧气，使氧弹内压力缓慢 增加到 1.5 MPa，关闭氧弹的进气孔。再测一次电阻，前后阻值相差不大可继续实验，否 则打开检查。 内桶的水：用容量瓶量出 3000 mL 去离子水，调节其温度比外桶水温低约 0.3~0.5℃。 （2）反应过程 先把氧弹放入内桶合适的位置上（不要碰到搅拌器），再把 3000 mL 已调好温度 的去离子水倒入内桶中。先安装带有螺旋头的电极，再插上另一个电极，装好贝克曼温 度计的探头（注意温度计不能碰到氧弹和内桶的壁）。打开控制箱上的搅拌，5 min 后按 温度温差仪上的 采零 键，看到温差指示为零后（若不为零多按几次），按 锁定 键，锁定
（3）水当量的计算 关闭搅拌器，取出温度计的探头，用放气阀把氧弹内气体放尽后，打开氧弹，把 弹盖放到架子上。检查试样是否燃烧完全。小心取下剩余的点火丝，测量其长度，计算 出烧掉点火丝的长度。
点击操作，选择“温差校正”，在第一段曲线上取两个点做切线，第二段曲线上取 温度中间值，第三段曲线上取两个点做切线，程序就可以自动算出温差值；按要求输入
化反应 如：-Fe + ½ O2（g）= FeO（s），C（石墨）+ O2（g）= CO2（g），该类燃烧热 的测定亦即相应氧化产物的生成热的测定。因而，量热测量是热化学数据的重要来源之
一。
思考题
1．本实验中，什么是系统？什么是环境？ 2． 实验中向氧弹中加去离子水的目的是什么？ 3． 实验中的误差主要由哪些因素引起的？怎样改进才能提高实验的准确度？
知识拓展
1、本实验是在近似绝热系统内进行的。实 际上，系统与环境间的热交换不可避免。用雷诺 图（温度-时间曲线）可对温差测量值进行校正。 图 3-3 中，b 点相当于开始燃烧的点，c 点对应 于燃烧过程温度最高点。若此两点对应的温度分 别为 T1 和 T2，作环境温度下横坐标的平行线， 与温度-时间曲线交于 O 点。过 O 点做垂线 AB， 该垂线与 ab 线和 cd 线的延长线分别交于 E、F 两点，则此两点间的温度差即为燃烧前后的温度 变化值。图中 EE´表示在开始燃烧到系统温度升 高到环境温度这一段时间内，由环境辐射和搅拌 造成系统的温度升高，应该扣除；FF´表示系统
实验原理
单位物质的量的物质在氧气中完全燃烧时放出的热量，称为该物质的燃烧热。由热
力学第一定律可知，燃烧反应若在定温、定容且不做非体积功条件下进行，则定容燃烧
热 QV,m =rUm（T）；若在定温、定压且不做非体积功条件下进行，则定压燃烧热 Qp,m=rHm
（T）。在氧弹式量热计中测得的是定容燃烧热 QV,m，一般热化学计算采用定压燃烧热
图 3-3 雷诺校正图
由环境温度升至最高温度这一段时间内，系统向环境散热造成的温度下降，应该补偿。
2、在燃烧过程中，氧弹中存在着微量的空气，其中 N2 的氧化也会产生热效应，在 本实验中，对这部分影响忽略不计；但在精确测量燃烧热时，此热效应应予考虑。方法 是用去离子水洗涤弹内各部分，收集洗液，煮沸片刻。用 0.1000 mol·L1NaOH 水溶液滴 定洗液。每毫升 0.1000 mol·L1NaOH 水溶液相当于 5.983 J 的热量（放热）。