怎样计算燃烧热

热化学这一章里的燃烧热题目，因为一个原因绊倒学生：你代入 Q = mcθ 的质量不是燃料，而是被加热的水的质量。一旦把这点弄对，计算就很短，分数也好拿。

这篇指南给你定义、方法、一道完整的乙醇例题，以及关于为什么学校实验得出的数字总是偏低的理论。

定义

燃烧热是一摩尔物质在过量氧气中完全燃烧时所释放的热量。 燃烧是放热的，所以火焰上方水的温度上升，ΔH 为负。

你在SPM遇到的燃料通常是醇；乙醇的完全燃烧是：

C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

你可以在我们的醇的燃烧页复习这个反应，在燃烧热页复习能量的概念。

实验怎样进行

已知体积的水盛在铜罐里。装燃料的酒精灯先称重、点燃，用来加热水。

你记录水的温度上升，以及燃烧掉的燃料质量（由酒精灯质量的减少得出）。两个量很重要：

• Q = mcθ 中的 m 是被加热的水的质量，不是燃料。用密度 1 g cm⁻³，所以水的体积（cm³）就是它的质量（g）。
• n 是燃烧掉的燃料的摩尔数 = 燃烧掉的燃料质量 ÷ 燃料的摩尔质量。

两条公式和方法

水吸收的热量： Q = mcθ，其中 c = 4.2 J g⁻¹ °C⁻¹。

每摩尔燃料： ΔH = −Q ÷ n，单位 kJ mol⁻¹，为负，因为燃烧放热。

步骤是：

1. m = 被加热的水的质量（由其体积得出）。
2. θ = 水的温度上升。
3. Q = mcθ，再除以 1000 得千焦。
4. n = 燃烧掉的燃料质量 ÷ 其摩尔质量。
5. ΔH = −Q ÷ n，带负号。

例题：乙醇

一盏乙醇酒精灯加热 250 cm³ 的水。温度从 30.0 °C 升到 58.0 °C。酒精灯的质量减少了 1.15 g。求乙醇的燃烧热。（乙醇 C₂H₅OH 的摩尔质量 = 46 g mol⁻¹。）

第一步，水的质量。 250 cm³ 水的质量 m = 250 g。

第二步，温度变化。 θ = 58.0 − 30.0 = 28.0 °C。

第三步，放给水的热量。

Q = mcθ = 250 × 4.2 × 28.0 = 29 400 J = 29.4 kJ

第四步，燃烧掉的乙醇摩尔数。

n = 1.15 ÷ 46 = 0.025 mol

第五步，燃烧热。

ΔH = −29.4 ÷ 0.025 = −1176 kJ mol⁻¹

所以实验得出的燃烧热约为 −1176 kJ mol⁻¹。

为什么实验值比数据手册值低

这是评卷员钟爱的解释题。简单的学校实验得出的值总是小于公认的（数据手册的）值。

原因都是各种能量损失：

• 热量散失到周围，散到空气、铜罐和三脚架，而不是全部进入水中。
• 不完全燃烧产生一些烟灰（碳），所以并非所有燃料都完全燃烧，释放的热量较少。
• 一部分燃料蒸发而没有燃烧。

因为热量逃逸，水升温比应有的少，Q 较小，算出的 ΔH 数值就比真实值小。哪怕只说出其中两种损失，通常也能拿到分。

沿醇系列的变化趋势

试卷二常见的一点：沿醇的同系列往上走（甲醇、乙醇、丙醇、丁醇），燃烧热增大，变得更负。每多一个 –CH₂– 基团就增加更多碳原子和氢原子，所以燃烧时与氧形成的键更多，每摩尔释放的热量也更多。

题目可能要你把它画成图并描述趋势，所以记住：分子越大，每摩尔释放的能量越多。

要避免的常见错误

• 在 Q = mcθ 里用燃料的质量作 m。 m 是水的质量。燃料的质量只用来求摩尔数。
• 在除以摩尔数之前忘了把 Q 换算成千焦。
• 丢掉负号，燃烧是放热的。
• 用「温度计不准」来解释偏低的值。 评卷员要的是热量损失、不完全燃烧或蒸发。

把整套方法练熟

角色一清楚，燃烧热就很快：水给你 m，燃料给你 n。把一道醇的题目从头到尾做一遍，连「为什么偏低」的解释一起，规律就记住了。

如果你的孩子总是把燃料质量代进 Q = mcθ，那是能和老师用两分钟解决的问题。我们的在线一对一课程以英文进行，每小时 RM50 起，附一小时付费试课，想用真实的热化学题目来练，请看运作方式。