• 煤炭量熱儀檢測驗算熱量-例題

  將0.500gN2H4（l）①2t000048_0007_0在盛有1210gH2O的彈式熱量計的鋼彈內（通入氧氣）完全燃燒盡。系統的熱力學溫度由293.18K上升至294.82K。已知鋼彈組件在實驗溫度時的總熱容Cb為848J·K-1。試計算在此條件下聯氨完全燃燒所放出的熱量。 　　解：聯氨在空氣或氧氣中完全燃燒的反應為 　　N2H4（l）＋O2（g）＝N2（g）＋2H2O（l） 　　已知水的比熱容為4.18J·g-1·K-1，根據式（1.2），對于 0.500gN2H4來說， 　　q＝－｛C（H2O）△T＋Cb△T｝＝－｛C（H2O） ＋Cb｝△T 　�。剑�（4.18J·g-1·K-1× 1210g＋848J·K-1）（294.82K－293.18K） 　�。剑�9690Ｊ＝－9.69kJ②2t000048_0007_1 　　注意：式（1.2）中的q是指一定量反應物在給定條件下的反應熱；顯然，此熱量與所用反應物的質量有關。上例所測得的熱量（量熱儀/熱量計/熱值儀均可檢測出煤炭的發熱量大卡）-9.69kJ是對0.500 gN2H4而言的，也可用-9.69kJ/0.500g（N2H4）表示。若要以1molN2H4計，則可乘以N2H4的摩爾質量M（N2H4）=32.0g·mol-1，即 　　化學反應與熱效應的關系常用熱化學方程式表示之。由于反應的熱效應與反應時的溫度、壓力以及反應物、生成物的量和聚集狀態有關，所以在寫熱化學方程式時，通常應標明反應的溫度、壓力以及反應物、生成物的量和聚集狀態。應當指出，同一反應可以在定容或定壓條件下進行；前者如在上述彈式熱量計內進行，后者如在敞口容器中進行，此時反應的熱效應可分為等容（或定容）熱效應與等壓（或定壓）熱效應，分別以qv與qp表示。例如，上述聯氨在彈式熱量計內完全燃燒的熱化學方程式為 　　N2H4（l）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（l）； 　　qv=－620kJ·mol-1 （量熱儀/熱量計不但可用于煤炭更廣泛的運用于測定煤炭、石油、秸稈、煤矸石、頁巖、粉煤灰、爐渣、淤泥、尾礦、食料、垃圾等物質的發熱量。）它表明在實驗溫度和定容條件下，聯氨完全燃燒時每摩爾[N2H2（1）＋O2（g）→N2（g）＋2H2O（1）]①放出620kJ的熱。

中科三博技術人員提供