燃燒熱

燃燒熱

燃燒熱(ΔcH0)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、水並放熱的反應。燃燒熱可以用彈式量熱計測量,也可以直接查表獲得反應物、產物的生成焓(ΔfH0)再相減求得。在25℃,101kPa時,1mol純物質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。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)。

定義


在25℃,101 kPa時,1 mol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 Mg(s)在 O2(g)和 Mg(s)在 Cl2(g)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:H2S(g)+1/2O2(g)===H20(l
燃燒熱
燃燒熱
)+S↓; ΔH1,由於生成的S沒有燃燒完全,所以這個反應放出的熱量ΔH1不能作為H2S的燃燒熱,當H2S(g)+3/2O2(g)===H20(l)+SO2(g);ΔH2,這時水的狀態為穩定的液態,而也生成穩定的氧化物SO2,所以這時的ΔH2就是H2S的燃燒熱。另外,對於水來說,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H2的燃燒熱是多少時,應說H2的燃燒熱是285.8kJ/mol,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H2(g)+ 1/2O2(g)====H2O(l);ΔH=-285.8 kJ·mol-1 這時的分數是代表摩爾數(即為參加反應的物質的量)而不是分子個數所以是合理的。
註:化學方程式係數只為整數,而熱化學方程式可以有分數。
2.熱化學方程式中ΔH表示生成物總焓與反應物總焓之差
3.反應熱中ΔH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ΔH為負值
4. 反應熱 化學方程式中ΔH為負值 而在敘述時
用正值描述可以記憶為燃燒熱無負值,△H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,並包括在燃燒之前存在於燃料中的水。這個值對於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 相等於燃燒熱,因為反應中焓變化假設化合物在燃燒前後都保持在常溫之下,在這種情況燃燒所產生的水為液態水。

燃燒熱值


燃燒熱
燃料百萬焦/千克BTU/磅千焦/摩爾
141.661,000-285.8
汽油47.320,400---
柴油44.819,300---
乙醇29.712,800-1366.8
丁烷48.620,900-2,800
木材156,500---
15-278,000 - 14,000---
天然氣---------
石墨-393.5

大小比較


含相同碳原子數的烷烴異構體中,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),那麼相應的燃燒熱就越大。例如烷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,這裡要強調的是僅限於比較相同碳原子數的有機物。而對於烴的衍生物,同樣的道理例如乙醇的燃燒熱比等物質的量的乙醛,乙酸都要大。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,那麼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。
當然有機物的分子量越大,那麼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,即可燃物的計量係數一定是1,其他物質的計量係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C→CO2,H2→H2O(液),S→SO2(氣)等。若C不完全燃燒生成CO則不叫做燃燒熱。
3.這裡的燃燒指可燃物與O2反應的燃燒熱。