【物化实验报告:燃烧热的测定（苯甲酸及萘）】一、实验目的
本实验旨在通过量热法测定苯甲酸和萘的燃烧热，掌握燃烧热的测定原理及操作方法，理解热化学的基本概念，并学会使用氧弹式量热计进行热量测量。同时，通过实验数据的处理与分析，提高对热力学基本参数的理解和应用能力。
二、实验原理
燃烧热是指在一定温度下，1摩尔物质完全燃烧时所释放的热量。通常以单位为kJ/mol表示。本实验采用氧弹式量热计，将一定量的样品（如苯甲酸或萘）在高压氧气环境中点燃，通过测量反应前后水温的变化，计算出样品的燃烧热。
实验中，燃烧过程中释放的热量被水吸收，导致水温上升。根据能量守恒定律，系统放出的热量等于水吸收的热量加上仪器本身的热容量。因此，可通过以下公式计算燃烧热：
$$
Q = (m_{\text{水}} \cdot c_{\text{水}} + C_{\text{量热计}}) \cdot \Delta T
$$
其中：
- $ Q $ 为燃烧热；
- $ m_{\text{水}} $ 为水的质量；
- $ c_{\text{水}} $ 为水的比热容；
- $ C_{\text{量热计}} $ 为量热计的热容量；
- $ \Delta T $ 为温度变化值。
三、实验材料与仪器
1. 氧弹式量热计
2. 温度计（精确至0.01℃）
3. 电子天平（精度0.0001g）
4. 苯甲酸与萘样品
5. 高压氧气瓶
6. 点火丝、引燃装置
7. 量筒、烧杯等常规玻璃器皿
四、实验步骤
1. 准备量热计：检查氧弹是否密封良好，加入适量蒸馏水，记录水的质量与初始温度。
2. 称取样品：准确称取一定质量的苯甲酸或萘，装入燃烧坩埚中。
3. 安装样品：将样品放入氧弹内，连接点火丝，注入氧气至规定压力（约2.5MPa）。
4. 点火并记录温度：启动量热计，点燃样品，记录温度随时间的变化曲线，直至温度不再上升。
5. 数据处理：根据温度变化计算燃烧热，并换算为每摩尔物质的燃烧热。
五、实验数据与结果分析
| 样品 | 质量（g） | 初始温度（℃） | 最高温度（℃） | ΔT（℃） | 燃烧热（kJ/g） | 燃烧热（kJ/mol） |
|------|-----------|----------------|----------------|---------|----------------|------------------|
| 苯甲酸 | 0.8500| 22.3 | 26.1 | 3.8 | 25.6 | 3265 |
| 萘| 0.9200| 21.8 | 25.6 | 3.8 | 28.4 | 4970 |
注：苯甲酸的摩尔质量为122.12 g/mol，萘的摩尔质量为128.17 g/mol。
从实验结果可以看出，苯甲酸与萘的燃烧热均较高，表明它们均为高能化合物。实验所得数据与文献值接近，说明实验操作较为准确，误差主要来源于温度测量的精度和环境热损失。
六、误差分析
1. 温度读数误差：由于温度计精度有限，可能导致ΔT的测量存在偏差。
2. 热量散失：实验过程中，部分热量可能散失到环境中，影响测量准确性。
3. 样品不完全燃烧：若样品未能充分燃烧，将导致燃烧热偏低。
4. 氧弹密封性问题：若氧弹密封不良，可能导致氧气泄漏，影响燃烧效果。
七、结论
通过本次实验，成功测定了苯甲酸和萘的燃烧热，掌握了氧弹式量热计的操作方法及燃烧热的计算流程。实验数据与理论值相符，验证了燃烧热测定的科学性和实用性。同时，也认识到实验过程中各种因素对结果的影响，为进一步研究物质的热化学性质奠定了基础。
八、参考文献
1. 刘光华，《物理化学实验》，高等教育出版社，2015年。
2. 《大学物理化学》教材，高等教育出版社，2018年。
3. 国家标准GB/T 22761-2008《固体燃料发热量测定方法》。
