东北师范大学物理化学实验思考题

1、本实验用的是电热法标定反应体系C，能否改用其他方法？请设计出一个实验方案来。

测定量热计热容C´的方法一般有两种：化学标定法和电热标定法。

前者是将已知热效应的标准样品放在量热计中反应；后者是往溶液中输入一定的电能使之转化为热能，然后根据已知热量和温升，算出量热计热容C´。

方案：将已知热效应的标准溶液HCl和过量的NaOH溶液放在量热计中反应，使之放出一定热量，根据在体系中实际测得的温度升高值（ΔT），由下式计算出量热计热容C´。

n(HCl)·△rHmθ＋(Vρc＋C´) ΔT=0 （2）式中n(HCl)为参加反应溶液的物质的量；V为反应体系中溶液的总体积，单位为L；ρ为溶液的密度；c 为溶液的比热容，即每千克溶液温度升高1K所吸收的热量，单位为kJ·L －1·kg－1。

一般当溶液的密度不是太大或太小的情况下，溶液的密度与比热容的乘积可视为常数。

因此实验中如果控制反应物体积相同，则 (Vρc＋C´)亦为一常数，它就是反应体系（包括反应液和量热器）的总热容，以C表示。

代入（2）式可得。

由C变可方便地在相同条件下，测得任一中和反应的中和热。

2、试分析影响本实验结果的因素有哪些？CH3COOH与NAOH在298K时中和热的文献值为—52.9*103J/mol，同学们可将测量结果与此对比，分析产生误差的原因。

3、本实验装置同样适用于熔解热和稀释热的测量。

请你设计一个实验方案，测定硫酸铜水和反应：C U SO4+H2O==C U SO4.5H2O的焓变。

1、在本实验装置中哪些是体系？哪些是环境？体系和环境通过哪些方式进行热交换？如何校正？盛水桶内部物质及空间为体系，除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境。

体系和环境之间有热交换，热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值，可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响。

2、燃烧焓测定实验中哪些因素容易造成误差？在燃烧热的测定实验中以下因素容易造成误差：（1）样品压片过程中混入污染物、称重后脱落、造成称重误差；（2）如果样品燃烧后残留了不易观测到的试样残留物、而又把它当作没有残留完全充分燃烧处理数据，势必造成较大误差；（3) 搅拌器功率较大，搅拌器不断引进的能量形成误差；（4）热量计的绝热性能应该良好，如果存在有热漏，漏入的热量造成误差；（5）数据处理中用直接测量的温差当成真实温差进行计算；提高本实验的准确度应该从以下几方面考虑：（1）待测样品需干燥，受潮样品不易燃烧且称量有误差；（2）严格控制样品的称量范围；（3）压片机要专用，清洁干净；（4）将压片制成的样品放在干净的称量纸上，小心除掉易脱落部分，然后在分析天平上精确称量；（5）用用雷诺法校法得到真实温差。

实验3 液体饱和蒸气压的测定1、在本实验中，如果空气未被抽净，所测定的蒸气压与标准值相比，是偏大还是偏小？如果空气未抽净，等压计内存有一定量的空气，所测量的蒸气压值偏高。

2、能否在加热的情况下检查是否漏气？不能在热水浴中检查体系是否漏气，因为随着温度升高，体系内的压力增大，也会导致真空度下降。

3、如何判断装置是否漏气？如何判断空气是否抽干净？关闭储气气罐的平衡阀l，打开进气阀和平衡阀2，开动真空泵，当测压仪的示数为-50-60kPa时，关闭进气阀，观察测压仪读数，若读数不变，则系统不漏气；若真空度下降，则系统漏气，要查清漏气原因并排除之。

因为测定纯液体的饱和蒸汽压要求平衡共存的气体为纯蒸汽，因此要把空气干赶净。

对纯液体，外压一定，沸点一定，可通过沸点的差异判断，若系统混有空气，则沸点读数会降低，若两次沸点测定结果在误差允许范围内，可以认定空气已经被赶净，在整个实验过程中防止空气倒灌同样是由于要保证纯蒸汽的原因。

4、本实验所测定的蒸气压结果的精确度有哪些因素决定？测定过程中空气倒灌，判断B、C两液面处于同一水平时的人为误差，压力计读数不迅速而产生误差等。

实验4 双液系气—液平衡相图1、在本实验中，若冷凝管下方的凹形贮槽体积过大，对测量有何影响。

小球太小难以收集气相，小球太大，小球内的组分更新太慢，产生馏分，导致实验误差。

2、在加入不同数量的各组分时，如发生了微小的偏差，对相图的绘制有无影响？为什么？加入各组分时，如发生了微小的偏差，对相图的绘制无影响，因为最终液体的组成是通过对折光率的测定，在工作曲线上得出，所以无影响3、折射率的测定为什么要在恒温下进行？因为折射率与温度有关，所以在测量时要在两棱镜的周围夹套内通入恒温水，保持恒温4、影响实验精度的因素之一是回流的好坏。

如何使回流效果好？它的标志是什么？要使回流进行好，必须使气液多次充分接触，所以玻璃陶管不可缺，这样沸腾时才能不断撞击水银球，使气液两相平衡。

它的标志是温度指示数恒定实验5 金属相图1、试从相律阐明各步冷曲线的形状对定压下的二组分体系，根据相律可知，。

因此，当出现“拐点”时，，则，表明温度可变；当出现“平阶”时，则=0，表明温度和各相组成均不变。

对于纯物质，，根据相律可知，当出现“平阶”时，对单组分体系，没有“拐点”存在。

2、各步冷曲线的“平阶”长短为什么不同对于不同组成的混合物的步冷曲线，其平台的长短不同，因为：当有固相析出时，释放相变热，因而步冷曲线发生折变，水平线段的长短，取决于放出相变热的多少，如大量固体析出，则可在最低共熔点时持化更长的时间，二组分体系平台的长度和低共熔点混合物的量成正比，体系的组成越接近最低共熔物的组成则析出低共熔物的量越多，则水平线段越长，要得到比较准确的曲线图，则要控制冷却速度。

3、为什么要缓慢冷却样品做步冷曲线因为步冷曲线要尽可能接近平衡态,如果冷却速度太快,很容易造成过冷,步冷曲线就不准了.实验6 差热分析1、影响本实验差热分析的主要因素有哪些？(1) 升温速率升温速率对差热曲线有重大影响，常常影响峰的形状、分辨率和峰所对应的温度值。

比如当升温速率较低时基线漂移较小，分辨率较高，可分辨距离很近的峰，但测定时间相对较长；而升温速率高时，基线漂移严重，分辨率较低，但测试时间较短。

(2) 试样样品的颗粒一般大约在200目左右，用量则与热效应和峰间距有关。

样品粒度的大小，用量的多少都对分析有着很大的影响，甚至连装样的均匀性也会影响到实验的结果。

(3) 稀释剂的影响稀释剂是指在试样中加入一种与试样不发生任何反应的惰性物质，常常是参比物质。

稀释剂的加入使样品与参比物的热容相近，能有助于改善基线的稳定性，提高检出灵敏度，但同时也会降低峰的面积。

(4) 气氛与压力许多测定受加热炉中气氛及压力的影响较大，如CaC2O4·H2O在氮气和空气气氛下分解时曲线是不同的。

在氮气气氛下CaC2O4·H2O第二步热解时会分解出CO气体，产生吸热峰，而在空气气氛下热解时放出的CO会被氧化，同时放出热量呈现放热峰。

另一种答案：影响差热曲线的形状的因素有：升温速率，气氛及压力，参比物的选择，稀释剂的影响，样品的颗粒大小，走纸速度。

影响差热分析结果的主要因素也是：升温速率，气氛及压力，参比物的选择，稀释剂的影响，样品的颗粒大小，走纸速度2、为什么差热峰的只是温度往往不恰巧等于物质能发生相变的温度？实验7 蔗糖水解反应速率常数的测定1、为什么可以用上皿天平称蔗糖，而不用分析天平进行精确称量？从本实验的实验原理中我们了解到，一级反应的反应速率常数和半衰期均与起始浓度无关，因此蔗糖的起始浓度可以粗略配制。

2、为什么可以用蒸馏水校正零点？就本实验而言，是否一定要进行零点校正？用蒸馏水校正零点是由于蒸馏水的旋光度为零，另外，本实验的蔗糖溶液也是用蒸馏水配制的。

就本实验而言，可不必进行零点校正。

因为本实验测定反应速率常数时，是以对时间t作图，若仪器的零点不准，和偏差相同的数值，刚好相互抵消，因此不会影响测量结果。

3、本实验不是以混合的瞬间开始计时，而是在测定第一个旋光度时开始计时，这种做法是否可以？本实验不是以混合的瞬间开始记时，而是在测定第一个旋光度时开始记时，这种作法是可以的。

可以从以下的推导中得到证明，设时，有浓度为蔗糖已经水解，则C12H22O11（蔗糖）+H2O→C6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖）从以上三式可以得到上两式相除，同样得到4、当测定了α∞，如何利用蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度计算出。

答：这里的是指蔗糖尚未水解时的旋光度。

其中因为上两式相除，得5、用移液管两区蔗糖溶液时是否要求体积精确？答：用移液管量取蔗糖溶液时要求体积精确。

因为只有体积精确才能保证盐酸的浓度刚好稀释一倍，使盐酸的浓度为1.0mol•dm-3。

反应速率常数k与盐酸（催化剂）的浓度有关，本实验所测定的反应速率常数k要求盐酸的浓度正好是1.0mol•dm-3。

实验8 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定1、为什么乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的浓度要足够稀？答：只有溶液浓度足够稀，离子之间距离足够大，才可忽略离子之间相互影响，即“离子独立迁移定律”，溶液的电导率与溶液离子浓度成正比。

2、将氢氧化钠溶液的浓度稀释一倍的目的是什么？3、为什么0.01mol/L的氢氧化钠溶液和0.01mol/L的醋酸钠溶液的点到可以分别作为G0和G&?4、若氢氧化钠溶液和乙酸乙酯溶液的起始浓度不等，如何计算反应速率常数？实验9 电导率的测定及应用1、能否通过测量电极间的距离和极板面积来求得电导池常数？应如何求得电导池常数？2、测电导率时为什么要恒温？实验中测电导池常数和溶液电导率时，温度是否要一致？答：因为溶液的电解质会因温度的变化，溶解度会变化，导致电解度也会变化，所以要恒温，即电导与温度有关。

测量蒸馏水和测量醋酸溶液的电导，两者的温度应保持一致。

而测电导池常数（用KCl 溶液）的温度可以与醋酸溶液不同，因为电导池常数与温度无关，只要使KCl溶液的电导率温度对应即可。

3、实验中为什么要用铂黑电极？使用是应注意什么？答：铂电极镀铂黑的目的在于减少电极极化，且增加电极的表面积，使测定电导时有较高灵敏度。

电导池不用时，应把两铂黑电极浸在蒸馏水中，以免干燥致使表面发生改变实验10 电极制备、电池电动势的测定及应用1、为什么不能用伏特计测量电池的电动势？因为当把伏特计与待测电池接通后，整个线路上便有电流通过，电极的平衡状态即受到破坏，产生极化现象，而且由于电池放电，使得电池中溶液的组成不断发生变化，改变了原来电池的性质。

另外，由于电池本身存在内阻而产生电位降。

因此，用伏特计所测量出的只是电池的端电压，而非电动势。

（回路中的电流不为零，测出的电池两端的电压比实际的电动势要小，一次用伏特计不能准确测定电池电动势。

）所以不能用伏特计或万能电表测量电池电动势2、测量电动势为什么要用盐桥？选择盐桥中的电解质有什么要求？答：盐桥的作用是使原来产生明显液接电势的两种液体彼此不直接接触，从而尽可能降低液接电势到毫伏数量级一下，但不能完全消除。