燃烧热

燃烧热是一摩尔物质在过量氧气中完全燃烧时放出的热。燃烧强烈放热，这正是燃料能释放能量的原因，中五热化学一章用醇作为研究的标准燃料。

考试会考配平方程式、定义、由温度升高来计算、沿同系物往下的趋势，以及实验值为何低于理论值的原因。

配平方程式

完全燃烧把每个碳原子变成二氧化碳，每个氢原子变成水。对乙醇：

C₂H₅OH(l) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(l)

其他燃料遵循同样的模式，例如甲醇和丙-1-醇：

2CH₃OH(l) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 4H₂O(l)

2C₃H₇OH(l) + 9O₂(g) → 6CO₂(g) + 8H₂O(l)

作为燃烧热引用的数值总是每一摩尔被燃烧的燃料，所以方程式尽量按一摩尔燃料来写。

所需条件

• 燃料在过量（充足）氧气中完全燃烧，使二氧化碳和水成为仅有的产物。
• 放出的热被导向金属容器（例如铜罐）里已知质量的水，测量它的温度升高。
• 仪器要挡住气流，以减少热损失。

现象

• 水的温度升高，表明反应是放热的。
• 火焰应是洁净的蓝色火焰；黄色、有烟灰的火焰表示不完全燃烧，会减少所传递的热。
• 通过在燃烧前后称量燃烧器，求出所燃烧燃料的质量。

如何计算数值

水获得的热是 Q = mcθ，其中 m 是水的质量，c 是它的比热容（4.2 J 每克每摄氏度），θ 是温度升高。把这个热除以所燃烧燃料的摩尔数，就得到每摩尔的燃烧热。

最常丢分的一步是用摩尔质量把燃料的质量换算成摩尔，所以要把燃料的摩尔数和放出的热清楚地连起来。

沿醇同系物往下的趋势

当你从甲醇到乙醇再到丙醇时，每种燃料都多出一个 -CH₂⁻ 单元，于是有更多的碳原子和氢原子被燃烧，每摩尔放出的能量也更多。因此燃烧热沿同系物往下稳步增大。

把燃烧热对碳原子数作图会得到一条上升的直线，这是考试喜欢出的一种图。

为什么实验低于理论

测得的燃烧热通常低于理论值，有三个原因：热损失到周围环境和仪器上，而不是全部到达水中；燃料可能不完全燃烧，放出较少的热；还有部分燃料蒸气可能未燃就逸出。说出这些损失，并建议用隔热或挡风的装置来减少它们，是常见的评价题。

常见错误

按每一摩尔燃料完全燃烧来定义这个量。在 Q = mcθ 里用水的质量，而不是燃料的质量，然后除以燃料的摩尔数。

给出完全燃烧的产物（二氧化碳和水），并记得状态符号。用热损失和不完全燃烧来解释偏低的实验值，而不是用”温度计出错”。

在 SPM 考试中的出现方式

在 试卷二 (4541/2) 里，你可能要写出燃烧方程式、定义燃烧热、用 Q = mcθ 由数据计算它、解读沿同系物往下的趋势，并评价热损失的来源。在 试卷三 (4541/3) 里，用燃烧的燃料加热水并记录温度升高是一项规定的操作。

把一摩尔燃料和水的温度升高放在中心，每一道燃烧热题都能应付自如。