量度物質的燃燒焓變時,可以將待測物質盛載於酒精燈中並用其加熱一定質量的水。然後,根據水溫的升幅就可以計算出燃燒時放出的熱,進而計算出物質的燃燒焓變。在下面的虛擬實驗中,我們將以測定乙醇的燃燒焓變為例,介紹如何使用非溶液反應的簡單熱量計測定反應的焓變。
\[\text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{C}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{OH}\left( \text{l} \right)\ +\ \frac{\text{7}}{\text{2}}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \to \ \text{2C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ +\ \text{3}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)\]
根據實驗數據計算燃燒焓變的一般步驟如下:
根據虛擬實驗獲得的數據(如下所示)並結合下面互動中的指引,完成圖表中的內容。
根據文獻數據,乙醇的標準燃燒焓變的數值為 \(-1\ 368 \ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)。而上述實驗測得的燃燒焓變則為 \(-1\ 040 \ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)。對比兩個數據,思考以下哪些描述是產生實驗誤差的原因?
忽略了反應過程中的熱量損失
測量儀器(溫度計)不夠精確
乙醇不是完全燃燒
水溫不均勻
使用簡單熱量計進行實驗時,測得的燃燒焓變較理論值低,這主要是由於一些假設造成的。其中包括:
實驗中,以下操作或措施可以提高實驗結果的準確性: