【doc】氧炔焰的温度为什么比较高
氧炔焰的温度为什么比较高
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12?中学化学2005年第4期
氧炔焰的温度为什么比较高
山东省莱芜职业技术学院信息
系271100吕效波
乙炔在纯氧气中燃烧形成的氧炔焰的温度可
达3000?以上,因此,可用氧炔焰来焊接或切割
金属.为什么用氧炔焰来焊接或切割金属而不用
氧烯焰或氧烷焰呢?原因是氧烯焰或氧烷焰的温
度不如氧炔烯的温度高.但十分有趣的是乙炔的
燃烧热却比乙烯,乙烷的燃烧热低.即:
C2H2(g)+oz一2c02(g)+H20(1);
?H=一1300kJ/mol
H4(g)+302—2C02(g)+2H20(1);
?H=一1411kl/mol
1
C2rt6(g)+o2—2co2(g)+3H2O(1);’-
?H=一1561kJ/mol
那么,如何解释氧炔焰的温度最高呢?很多
资料解释如下:因为等物质的量的乙炔,乙烯,乙
烷燃烧时,乙炔完全燃烧所需氧气的物质的量最
少,生成水的物质的量也最少,因此用来提高氧气
温度和使水气化所需热量最少,总的结果,还是乙
炔燃烧放出的热量最多,所以其火焰温度最高.
果真是这样吗?让我们来分析一下这两个因素对
燃烧热的影响.
首先分析氧气的影响.我们知道化学反应的
实质就是旧的化学键的断裂和新的化学键的形
成,化学键的断裂需要吸收能量,化学键的形成则
放出能量,二者的差值就是一个化学反应放出或
吸收的热量.由此可知,乙炔,乙烯,乙烷的燃烧
热中已经包含着使氧气分子中的化学键断裂所需
的能量,当然也包含着提高氧气温度所需热量.
因此,氧炔焰的温度最高不是所需氧气的物质的
量最少的缘故.
再分析水的影响.我们知道水由液态变为气
态需要吸收热量:
H2O(1)一H2O(g);AH=44kJ/tool
假定反应生成的是气态水,则上述三个热化
学方程式可用下面的式子来
示:
C2H2(g)+普O2—2c02(g)+H2O(g);
?H=一1256ld/mol
C2H4(g)+302—2C02(g)+2H2O(g);
?H=一1323kJ/mol
2NaHC03——Na2Co3+C02十+H2O
?
Cu2(OH)2C03—2CuO+H20+Co2十
2.氧化还原反应型的分解反应
(1)较不稳定的氢化物,氧化物的分解,如:
?
H2S—S+H2
?
2?一I2+H2
?
2Hgo一2Hg+02十
(2)除硫酸之外的强氧化性酸及其盐的分
解,如:
4HN03塞4N02十+02十+2H20
2HC102Ha+02十
如:
2AgN032Ag+02十+2N02十
?
2KMnO4——Mn04+Mn02+02十
MnO,
2KC1032KC1+302十
(3)稳定的化合物通过电解发生分解反应.
2H2o2H2十+o2十
2Naa(熔)2Na+十
2o34Al+3o2十
M(熔)Mg+a2十
(收稿日期:2004—12—25)
中学化学2005年第4期
影响加成反应的因素
浙江省东阳中学322100贾立斌
烯,炔等不饱和烃及其衍生物能发生加成反
应.醛,酮等饱和烃的衍生物,因为分子中存在
C=0的不饱和键,所以也能发生加成反应.有机
物的反应与有机物的官能团联系密切,加成反应
也一样,它总是发生在有机物的不饱和键上,反应
时有机物的不饱和键断裂,在含有不饱和键的两
个原子上加入其它原子或原子团,生成新的物质.
如:
C:CH2+Br2—一CBr—CBr
+3H2<=>
0
cc
//
+}{2cc}{2oH
,?
H
影响加成反应的因素有以下几方面.
1.分子结构是影响加成反应的主要因素
分子结构中含有的碳碳双键或叁键.具有不
饱和性.加成反应的过程首先是有机物中的双键
或叁键断裂.而共价键断裂需要提供能量,因此
分子中共价键的键能大小是决定能否发生加成反
应的主要因素.以乙烷,乙烯,乙炔为例,C_C,
C=C,C;C的键能分别为348kJ/mol,615kJ/mol,
812kJ/tool,乙烯分子中的碳碳双键的键能小于乙
烷中的碳碳单键键能的两倍;同理,乙炔分子中的
碳碳叁键的键能小于乙烷分子中的碳碳单键键能
的三倍.所以乙烯,乙炔分子中的碳碳键要比乙
烷分子中的碳碳键容易断裂,这是烯烃与炔烃能
?
l3?
发生加成反应的本质.
但不能说有机物分子中含有双键或叁键便能
发生加成反应.并且具有不饱和性的不同有机物
发生加成反应的难易程度是不同的,如苯具有较
大的不饱和性,但它不能与溴水发生加成反应,只
能在催化剂存在下与H2发生加成反应,醛也如
此.羧酸,酯与醛的分子结构中都有碳氧双键,但
醛能在催化剂存在下与H2发生加成反应,而羧
酸,酯却不能.
2.与参与加成反应的物质的性质有关
.如乙烯分别与Br2,H2,H20,HX等发生加成
反应的难易程度不同,乙烯通入溴水中即能发生
加成反应,这是因为乙烯分子在极性溶剂中发生
分子极化所致.但与H2,H20,HX的加成需要催
化剂的作用,且在加热下进行,这说明烯烃在极性
溶剂里的反应比在气态时容易发生.
不同有机物与同一物质发生加成反应.所用
的催化剂相同,如乙烯,苯,乙醛分别跟H’的加
成,都用镍作催化剂,这体现了催化剂具有选择
性.
3.有机物的加成反应程度还与加成物质的
用量有关
乙炔的加成反应可根据加成物质的用量分步
进行,如与H2加成可先生成H4再生成H6;
乙炔与HCI的加成,在氯化汞作催化剂条件下控
制HCI的用量,可生成制聚氯乙烯的单体一氯乙
烯.(收稿日期:加05—01—2o)
(g)+?o2—2co2(g)+3H20(g);
?H:一1429kJ/mol
比较乙炔,乙烯,乙烷与氧气反应生成气态水
时所放出的热量,仍然是乙炔的最少,也就是说氧
炔焰的温度最高不是生成水的物质的量最少的缘
故.总之,上述对氧炔焰温度最高的原因所作的
解释是不合适的.
那么,氧炔焰温度最高的原因是什么呢?要
想回答这个问
,不能单纯从乙炔,乙烯,乙烷的
燃烧热数值来分析,我们应该从这三种物质跟氧
气反应时的化学反应速率来分析,乙炔与氧气反
应的化学反应速率要比乙烯,乙烷与氧气反应的
化学反应速率大,也就是说乙炔与氧气反应要比
乙烯,乙烷与氧气反应剧烈的多,尽管乙炔的燃烧
热比乙烯,乙烷的燃烧热低,但是由于其化学反应
速率大,单位时间内放出的热量最多,所以其火焰
温度最高.(收稿日期:zb05—01—05)