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反应热的定义权威发布_焓变的三种计算(2024年11月精准访谈)

内容来源：麦吉窗影视所属栏目：观点更新日期：2024-11-28

反应热的定义

【等效平衡】 1.定义：同一可逆反应，在相同条件下（恒TP，恒TV），不同投料方式，达到平衡时，各物质的百分含量相同，即为等效平衡。 2.与条件有关，与建立平衡的途径无关 3.判断方法：极限假设法，一边倒一边倒：要么都转化为反应物，要么都转化为生成物 4.结论恒温恒压：一边倒，比相同（投料成比例），则等效—等比平衡百分含量相同，c相同，n成比例恒温恒容，气体分子数=0：一边倒，比相同，则等效—等比平衡百分含量相同，c、n成比例恒温恒容，气体分子数≠0：一边倒，量相同，则等效—等同（全等）平衡百分含量、c、n相同 ⭐如果不等效，量多相当于加压，量少相当于减压 5.等同平衡，按系数比投料平衡转化率:正反应➕逆反应=1 正反应放出的热量➕逆反应生成的热量=反应热的绝对值

第一章燃烧。第一节燃烧的本质与条件。燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应。通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象，燃烧过程中，燃烧区的温度较高，使其中白炽的固体粒子和某些不稳定(或受激发)的中间物质分子内的电子发生能级跃迁，从而发出各种波长的光。发光的气相燃烧区就是火焰，它是燃过程中最明显的标志。由于燃烧不完全等原因，会使产物中产生一些小颗粒，这样就形成了烟。多数可燃物的燃烧是在蒸气或气体状态下进行的，而有的固体物质则不能成为气态，只发生了氧气与固体表面的氧化还原反应。这种只发生在固体表面的燃烧称为无焰燃烧，如木炭、焦炭、香火、高熔点的金属等。发生在气体状态下的燃烧称为有焰燃烧。气体、液体只会发生有焰燃烧;容易热解、升华或熔化蒸发的固体主要为有焰燃烧。一、燃烧条件。燃烧的发生和发展，必须具备三个必要条件: 可燃物、助燃物(氧化剂)、引火源(温度)，通常称为燃烧三要素。 (一）、可燃物—能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应的物质。例如：木材氢气汽油煤炭纸张硫等。按化学组成划分：无机可燃物和有机物可燃物两大类。按其所处的状态：可燃固体、可燃液体和可燃气体三大类。 (二)、助燃物——与可燃物结合能导致和支持的燃烧的氧化剂，称为助燃物。普通的燃烧在空气中进行，助燃物是空气中的氧气。在一定条件下，不同的可燃物在空气中发生燃烧，均有最低含氧量的要求。除氧气之外，还有氯气、硝酸铵、过氧化氢等助燃物。 (三)、引火源——使物质开始燃烧的外部热源，常见的引火源有明火焰、电弧、电火花、炽热物体、高温加热、化学反应热、雷击等。要导致燃烧的发生，不仅需要三要素共存，而目必须保证可燃物与助燃物混合浓度处于一定范国之内，同时，点火能量也须超过一定值即三者达到一定量的要求，并且存在相互作用的过程。因此，燃烧发生的充要条件可表述为:具备足够数量或浓度的可燃物、助燃物具备足够能量的引火源:三者相互作用。二、链式反应自由基。自由基是一种高度活泼的化学基团，容易自行结合或与其他物质的分子反应，生成稳定的分子或新的自由基，从而使燃烧按链式反应的形式扩展。链式反应过程经过链引发、链传递和链终止三个阶段。对于多数有焰燃烧而言，其燃烧过程中都存在自由基作为中间体，形成未受抑制的链式反应。因此可以用着火四面体来表示有焰燃烧的四个条件即可燃物、助燃物、引火源和未受抑制的链式反应。第二节、燃烧类型及其特点。一、按燃烧形成的条件和发生瞬间的特点分为着火和爆炸。（一）、着火。着火就是燃烧的开始，并且以出现火焰为特征，与是否由外部热源引发无关。着火是日常生活中常见的燃烧现象。可燃物的着火火方式般分为下列两类:点燃和自燃。 1.点燃(或称强迫着火）。可燃混合气因受外加点火热源加热，引发局部火焰，并相继发生火焰传播至整个可燃混合物的现象称点燃或称强迫着火。点火热源通常可以是电热线圈、电火花、炽热体和点火火焰等。 2.自燃。可燃物质在没有外部火源的作用时，因受热或自身发热并蓄热所产生的燃烧，称为自燃。即物质在无外界引火源条件下，由于其本身内部所发生的生物、物理或化学变化而产生热量并积蓄，使温度不断上升而自然燃烧的现象。自燃点是指可燃物发生自燃的最低温度。 (1)、化学自燃。这类着火现象通常不需要外界加热，而是在常温下依据自身的化学反应发生的，因此习惯上称为化学自燃。例如，火柴受摩擦而着火，炸药受撞击而爆炸，金属钠在空气中自燃，煤炭因堆积过高而自燃等。 (2)、热自燃。如果将可燃物和氧化剂的混合物预先均匀地加热，随着温度的升高，当混合物加热到某一温度时便会自动着火(这时着火发生在混合物的整个容积中)，这种着火方式习惯上称为热自燃。（二）、爆炸。爆炸是指物质由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间以机械功的形式释放出巨大的能量，或是气体、蒸气在瞬间发生剧烈膨胀等现象。爆炸最重要的一个特征是爆炸点周围发生剧烈的压力突变，这种压力突变就是爆炸产生破坏作用的原因。作为燃烧类型之一的爆炸主要是指化学爆炸。二、按燃烧物形态分类。可燃物质受热后，因其聚集状态的不同的变化。按燃烧物形态划分，燃烧分为气体燃烧、液体燃烧和固体燃烧。（一）、气体燃烧。可燃气体的燃烧一般经过受热、分解、氧化等过程，其所需热量仅用于氧化或分解，将气体加热到燃点。因此，相对于固体、液体需要经熔化、蒸发等过程，可燃气体一般更容易燃烧且燃烧速度更快。 1.气体的扩散燃烧。气体的扩散燃烧即可燃气体与氧化剂互相扩散，边混合边燃烧，如家用煤气燃烧。在扩散燃烧中，可燃气体与空气或氧气的混合是靠气体的扩散作用来实现的，混合过程要比燃烧反应过程慢得多，燃烧过程处于扩散区域内，整个燃烧速度的快慢由物理混合速度决定。扩散燃烧的特点为:燃烧比较稳定，火焰温度相对较低，扩散火焰不运动，可燃气体与气体氧化剂的混合在可燃气体喷口进行，燃烧过程不发生回火现象 (火焰缩入火孔内部的现象)。 2.气体的预混燃烧。气体的预混燃烧是指可燃气体预先同空气(或氧气)混合，遇引火源产生带有冲击力的燃烧，如氧乙炔焊。火焰在预混气中传播，存在正常火焰传播和爆轰两种方式。氧乙炔焊又叫气焊，它是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。预混燃烧的特点为:燃烧反应快，温度高，火焰传播速度快，反应混合气体不扩散，在可燃混合气体中引入一个火源即产生一个火焰中心，成为热量与化学活性粒子集中源。预混气体从管口喷出发生动力燃烧，若流速大于燃烧速度，则在管口中形成稳定的燃烧火焰，燃烧充分，燃烧速度快，燃烧区呈高温白炽状，如汽灯的燃烧;若可混合气体在管口流速小于燃烧速度，则会发生“回火”，如制气系统检修前不进行置换就烧焊，燃气系统于开车前不进行吹扫就点火，用气系统产生负压“回火”或漏气未被发现而用火时，往往形成动力燃烧，有可能造成设备损坏和人员伤亡。液体燃烧的特点主要体现在其燃烧过程及特殊的燃烧现象。 1.液体燃烧过程。液体可燃物燃烧时，火焰并不紧贴在液面上，而是在空间的某个位置。这表明在燃烧之前。液体可燃物先蒸发形或可燃蒸气，可燃蒸气发生扩散并与空气掺混形成可燃混合气，着火燃烧后在空间某处形成火焰。液体可燃物能否发生燃烧与液体的蒸气压、沸点，闪点和蒸发速率等化学参数密切相关，燃烧速率的快慢与液体可燃物的燃点和化学活性密切相关。 3.液体燃烧的特殊现象。 (1)、闪燃，闪燃是指可燃性液体挥发出来的燃气与空气混合达到一定的浓度或者可燃性固体加热到一定温度后，遇明火发生一闪即灭的燃烧。发生闪燃的原因是易燃或可燃液体在闪燃温度下蒸发的速度比较慢，蒸发出来的蒸气仅能堆持一刹那的燃烧，来不及补充新的蒸气维持稳定的燃绕，因而一闪就灭了。但闪燃却是引起火灾事故的先兆之一。闪点则是指易燃或可燃液体表面产生闪燃的最低温度。 (2)、沸溢。所谓沸溢是指热波特性的油品经一定时间燃烧后，油品中的乳化水、自由水或储罐的水垫层在热波的作用下发生沸腾汽化，形成大量的含有蒸汽的油泡，由容器中溢流出来的现象。产生沸溢的条件。 1、油罐底部有自由水（水垫层）或油中含有乳化水。 2、油品中含有沸点范围宽的组分，而且大部分组分的沸点超过水的沸点。 3)、油品有足够的黏度，能够形成稳定而黏稠的油-水气泡沫。通常原油、重油、渣油均能满足以上三个条件，它们在长时间燃烧后，往往发生沸溢。 (3)、喷溅。在重质油品燃烧过程中，随着热波温度的逐渐升高。热波向下传播的距离也不断加大。当热波达到水垫时，水垫的水大量蒸发，蒸汽体积迅速膨胀。以至把水垫上面的液体层抛向空中，向罐外喷射。这种现象叫喷溅。一般情况下，发生沸溢要比喷溅的时间早得多。发生沸溢的时间与原油的种类、水分含量有关。根据实验，含有1%水分的石油经45 - 60 min燃烧就会发生沸溢。喷溅发生的时间与油层厚度、热波移动速度及油的燃烧线速度有关。 (三)、固体燃烧。 1.蒸发燃烧。钾、钠、磷、硫、松香、蜡烛等可燃固体熔点较低，在受到火源加热时。先熔融蒸发，随后蒸气与氧气发生燃烧反应。这种形式的燃烧一般称为蒸发燃绕。樟脑、奈等易升华物质，在燃烧时不经过熔融过程，但其燃烧现象也可看作是一种蒸发燃绕。 2.表面燃烧。木炭、焦炭，铁、铜等可燃固体的燃烧，会在其表面由氧气和可燃物直接作用而发生，这种燃烧方式称为表面燃烧。表面燃烧是一种无火焰燃烧，有时又称为异相燃烧。 3.分解燃烧。可燃固体在受到火源加热时，先发生热解，气化反应，随后分解出的可燃性气体与氧气发生常燃烧反应。形成气相大焰，这种形式的燃烧一般称为分解燃烧。固体可燃物的热解，气化过程十分复杂。与可燃物种类，尺寸、加热速度、加热时间，最終温度，环境压力等多种参数有关。常见的天然物质，如木材、草、棉花、煤等。以及人工合成物质，如橡胶、塑料、纺织品等。都能发生分解燃绕。 4.阴燃。可燃固体在空气不流通、加热温度较低、分解出的可燃挥发分较少或逸散较快、含水分较多等条件下，往往发生只冒烟而无火焰的燃烧现象，称为阴燃。阴燃是固体材料特有的燃烧形式，但其能否发生主要取决于固体材料自身的理化性质及其所处的外部环境。很多固体材料(如纸张，锯末。纤维织物，胶乳橡胶等)都能发生阴燃。在适当的外界条件下，木材、棉、麻、纸张等的燃烧会明显地存在表面燃烧，分解燃烧、阴燃等形式。三、按可燃物与助燃物混合方式分类。按照可燃物与助燃物在燃烧前是否接触，充分混合，有焰燃烧可分为扩散燃烧和预混燃烧。 (一）、扩散燃烧。可燃物与助燃物分子在进人燃烧反应区之前没有充分接触、混合的燃烧称为扩散燃烧。家用煤气燃烧，固体燃烧、可燃液体液面燃烧等是最常见的扩散燃烧。扩散燃烧过程主要受扩散混合过程控制。 (二)、预混燃烧。可燃物与助燃物分子在进人燃烧反应区之前已经相互接触、充分混合的燃烧称为预混燃烧。密闭空间内，可燃气体泄露与空气混合后遇点火源发生的爆炸，属于预混燃烧。预混燃烧过程主要受反应动力学控制。四、燃烧性能参数。不同形态物质的燃烧各有特点。通常根据不同燃烧类型，用不同的燃烧性能参数分别衡量不同可燃物的燃烧特性。例如，可燃液体火灾危险性主要评价指标是闪点、自燃点，爆炸极限等，可燃固体火灾危险性主要评价指标是燃点，热分解温度、氧指数、自燃点，可燃气体则以自燃点、爆炸极限和最小点火能作为火灾危险性评价指标。（一）、闪点。 1.闪点的定义。闪点是指在规定的试验条件下，可燃性液体或固体表面产生的蒸气在试验火焰作用下发生闪燃的最低温度。 2.闪点的意义。闪点是可燃性液体性质的主要标志之一,是衡量液体大灾危险性大小的重要参数。闪点越低,火实危险性越大;反之则越小。闪点与可燃性液体的饱和蒸气压有关，饱和蒸气压越高闪点越低。在一定条件下，当液体的温度高于其闪点时，液体随时有可能被引火源引燃或发生自燃;若液体的温度低于闪点。则液体不会发生闪燃，更不会着火。饱和蒸汽压:当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽，但最初只是湿饱和蒸汽，待蒸汽中的液态水完全蒸发后才是干饱和蒸汽。蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的，干饱和之后继续加热则温度会上升，成为过热蒸汽。

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