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2.2 : 焓和反应热

燃烧是一种物质与氧化剂(大多数情况下是分子氧)发生反应,以热、光或声音形式释放能量的反应。 燃烧热也称为燃烧焓。 一摩尔物质在恒压下完全燃烧时释放的能量称为摩尔燃烧热。 燃烧反应是放热反应; 也就是说,它们释放能量,并且它们的 ΔH 符号约定为负。

1772年,法国化学家安托万·拉瓦锡发现硫磺燃烧后的产物比反应物的初始质量还要重。 他推测硫与空气结合,导致重量增加。 后来,约瑟夫·普里斯特利 (Joseph Priestley) 于 1774 年发现了“氧”是空气的组成部分,使拉瓦锡相信硫与空气中的氧结合,导致其质量增加。 他得出的结论是,燃烧意味着与氧气结合。 换句话说,硫磺发生了燃烧。

燃烧反应的例子包括天然气和煤等碳氢化合物燃料的燃烧。 在涉及碳氢化合物的燃烧反应的情况下,释放的能量根据燃烧的燃料类型而变化。

例如,天然气、甲烷 (CH4)的燃烧,由以下反应给出:

Eq2

产生的热能比丁烷 (C4H10) 少,由以下反应给出:

Eq1

因此,燃烧碳氢化合物所需的氧分子数和形成的每种产物的分子数取决于碳氢化合物的组成。

燃烧热决定了具有相同分子式的支链烃的相对稳定性。 结构上的差异是由于甲基连接在烃链上的不同位置造成的。 释放的热能随着支化度的增加而减少,其中高度支化的 2,2-二甲基己烷与辛烷相比产生的能量较低。 因此,无支链辛烷不如其支链辛烷稳定。

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