高中化学 68 物质的燃烧热

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定义

在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位一般为kJ/mol。

要点解读

研究条件：燃烧热的测定是在101 kPa的压强下进行的，这是一个标准的压力条件，确保实验数据的一致性和可比性。

物质的量：规定是1 mol纯物质进行完全燃烧。这里强调纯物质是为了保证反应的准确性和可重复性，避免杂质对燃烧热的影响。

完全燃烧：指物质中的碳元素转化为二氧化碳气体，氢元素转化为液态水，硫元素转化为二氧化硫气体等稳定氧化物的过程。例如，对于碳氢化合物，完全燃烧时碳要生成\(CO_{2}\)，氢要生成\(H_{2}O(l)\)，而不是\(CO\)或水蒸气等其他不稳定的物质。

表示方法：燃烧热通常用\(\Delta H\)表示，且\(\Delta H\lt0\)，因为燃烧反应是放热反应，放出热量则\(\Delta H\)为负值。例如，氢气的燃烧热为\(-285.8 kJ/mol\)，表示\(1 mol H_{2}\)完全燃烧生成液态水时放出\(285.8 kJ\)的热量，热化学方程式为\(H_{2}(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)=H_{2}O(l)\ \Delta H=-285.8 kJ/mol\)。

测定方法

实验原理：通过测量一定量的物质在氧气中完全燃烧时所释放的热量，来计算该物质的燃烧热。通常使用的仪器是弹式量热计，其原理是根据热量守恒定律，即物质燃烧放出的热量等于量热计吸收的热量。

实验步骤：首先准确称取一定质量的待测物质，放入弹式量热计的燃烧室内，密封后充入一定量的氧气。然后通过电火花等方式引发燃烧反应，反应放出的热量使量热计及其中的水温度升高。通过测量反应前后量热计内水的温度变化，并根据量热计的热容以及水的比热容等数据，就可以计算出燃烧反应所放出的热量，进而求得该物质的燃烧热。

燃烧热的应用

能源领域：燃烧热数据对于评估燃料的能量价值具有重要意义。例如，在比较不同燃料的优劣时，燃烧热越大的燃料，通常在燃烧时能够释放出更多的能量，其作为能源的价值相对较高。常见的化石燃料如煤、石油、天然气等，其燃烧热的大小决定了它们在能源供应中的重要地位以及在不同应用场景中的适用性。

热化学计算：燃烧热是热化学计算中的重要数据之一。利用燃烧热可以计算化学反应的反应热，特别是对于一些复杂的有机化学反应，通过已知物质的燃烧热，可以根据盖斯定律间接求出反应的\(\Delta H\)。例如，已知\(C(s)\)、\(H_{2}(g)\)和\(CH_{4}(g)\)的燃烧热分别为\(a kJ/mol\)、\(b kJ/mol\)和\(c kJ/mol\)，则可根据盖斯定律计算\(C(s)+2H_{2}(g)=CH_{4}(g)\)的反应热\(\Delta H\)。

与中和热的区别

定义对象：燃烧热是针对1 mol纯物质完全燃烧的热效应；而中和热是指在稀溶液中，强酸强碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量。

反应类型：燃烧热对应的是氧化还原反应，物质与氧气发生剧烈的氧化反应；中和热对应的是酸碱中和反应，是酸和碱在水溶液中发生的复分解反应。

能量变化：一般来说，燃烧热的数值要比中和热大得多，因为燃烧反应涉及到物质的完全氧化，释放的能量较多；而中和反应只是氢离子和氢氧根离子结合生成水的过程，释放的能量相对较少。

热化学方程式表示：燃烧热的热化学方程式中，反应物是1 mol纯物质和足量氧气；中和热的热化学方程式中，反应物是强酸和强碱的稀溶液，且生成的水为1 mol。