相同質量的兩份硫,分別在純氧和空氣中完全燃燒,所釋放的熱量哪個更多?

時間 2021-05-05 16:54:21

1樓:

實名反對教參,實名反對樓上全部答主(至少是到我回答問題的時候)

@任浩@佘炤灼 你們都在糾結光能的問題,但是卻忘記了純氧本身的體系能量就比空氣中(相對低壓的氧)能量更高!

@Zhangwei Wu 你的回答純屬抖機靈,和題目沒有什麼關係,按照你的這個說法這個題目出的沒有任何意義了就。這不是回答問題的好方式。

@蕭璘 二氧化硫氧化為三氧化硫是個放熱反應,如果沒有放熱的焓驅動這個熵減反應根本就不可能發生,而且這個知識點高中化學講硫的部分是有提及的吧我記得

假定如下前提:

1.充分反應;2.不生成三氧化硫,並且生成的二氧化硫狀態相同;3。

不發生其它副反應;4.熱量不考慮光能轉化而來的;5.純氧的壓力與大氣壓力相等,且可以視為標準氣體;6.

標準溫度(298.15K)

以下分析:

從純粹化學能角度,純氧的化學勢比之空氣中的氧氣略高,因此從反應總能量釋放的角度,與純氧反應釋放的能量更多(含熱能,光能等).

具體來說,由於這個原因導致的能量差在4千焦每摩爾的量級。

精確計算的話,每摩爾硫(2mol氧氣)的能量差為約7.08千焦(前文誤差較大,已更正)

從釋放光能角度考慮,太Sunny的亮度為***流明,功率不超過2kw每平方公尺,月光是太Sunny的約10^-5量級。硫的燃燒亮度和遠遠低於月光,假設比太Sunny低六個數量級,單位摩爾的燃燒時間不超過10^3秒的量級情況下總光能釋放能量大約在幾焦耳到幾十焦耳的量級比之燃燒熱相差兩個數量級,可以認為微不足道。

所以結論是,純氧高。

2樓:Zhangwei Wu

僅考慮:S + O2 = SO2 反應。

初始狀態:兩份相同的硫,充足的空氣/充足的氧氣結束狀態:兩份相同的硫產生的同樣多的二氧化硫釋放的能量 = 初始狀態能量 - 結束狀態能量可以看到,兩個因子都是一樣的,所以釋放的能量是一樣的。

批判:純氧中燃燒是亮度更大消耗光能更多這句話是純粹的隔行如隔山的人說的話! 因為根據熱力學第一定律和第二定律,光能(咱們暫且稱呼他叫光能吧,汗汗汗)最後也會變成熱能,而且其最終形態只會是熱能,即:

宇宙的熵總是在不斷的增加。一切能量的最終歸宿都是熵,即無序的熱能。 (當然啦,這部分光最終變成熱能可能需要花很長時間,比如他有可能被你周圍的物體捕獲了,將乙個電子激發到高位,等很長時間之後才又會被釋放出來)

3樓:

反對樓上一切答案!(這句話好爽)

1、介於這是高中階段的問題,按照課本知識暫且認為在不存在催化劑的情況下二氧化硫不會繼續氧化為三氧化硫,也就是兩種情況的最終產物都是二氧化硫。

2、可以聯絡物理來看待化學,化學能可以看做是一種勢能,化學反應釋放或吸收多少能量只和反應產物的種類和多少來決定,和反應速度沒有關係。

3、硫的燃燒,釋放能量會轉變為熱量和,電磁輻射兩種。就像教參上說的,在氧氣燃燒時中發出的光更亮光色偏白光頻率更高,但是這個對應的是單位時間內的電磁輻射值較高,而總的電磁輻射量是要乘以時間的。由於在氧氣中反應劇烈,燃燒時間相對會短很多。

所以這兩個的乘積未必高。

結論:教參給的可能是正確的結論,卻肯定不是正確的理由。到底哪個燃燒放熱多,還是得去實驗室去精密測試一下才知道。

4樓:任浩

個人感覺教參上的答案可能是對的

我們不去糾結那些可能產生影響的條件,假設兩個反應都是在孤立體系裡面,裡面的氧氣都足夠燃燒,沒有其他產物;由於反應速率不同,反應時間也不同。

首先看這個氧化反應中的光是怎麼產生的。硫被引燃後開始燃燒,放熱。這部分熱量可能會導致部分硫氣化,同時還會激發周圍分子(或原子、自由基、etc)。

這些物種被激發後處於不穩定的狀態,會掉下來,同時發光。也就是說,用於激發電子的熱變成了光。

然後我們看光。發出的光的能量跟電子被激發的高度有關,觀察起來就是光的顏色不同。越紫說明那些東西被激發的越高,耗費的熱也越多。

通常來說,空氣中燃燒發出的光更暗,更紅;而純氧中燃燒發光更亮,更白(或更偏藍紫)。這裡暗和亮跟發出光子的密度有關,這方面的影響在考慮到反應時間不同後,對放熱的影響應該很小,我們這裡忽略掉這部分的貢獻。這樣就只剩發光頻率(顏色)的影響了。

之所以在純氧環境中電子被激發的更高,有乙個因素可能起主要作用,就是反應速率快了後產生的熱不能快速有效的耗散掉。

因此這個問題或許可以這樣解釋,在純氧中燃燒發光頻率更高(顏色更白?或藍??),而這部分能量是通過消耗掉燃燒放出的熱為代價的。總體看來,純氧中燃燒放熱更少。

5樓:萬有達

看了一下(高中的忘得差不多了),現在不確定這是不是乙個可逆反應。如果是,那麼增加O2(反應物)的濃度,有利於平衡向正方向移動,因此在純氧氣中生成SO2更多,放出熱量更多,因此Q純氧》Q空氣。

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