物理化学实验思考题解答

实验一 燃烧热的测定1. 在本实验中，哪些是系统哪些是环境系统和环境间有无热交换这些热交换对实验结果有何影响如何校正提示：（氧弹中的样品、燃烧丝、棉线和蒸馏水为体系，其它为环境。

）盛水桶内部物质及空间为系统，除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境，（实验过程中有热损耗：内桶水温与环境温差过大，内桶盖有缝隙会散热，搅拌时搅拌器摩擦内筒内壁使热容易向外辐射。

）系统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或（降低热损耗的方法：调节内筒水温比外筒水温低-1℃，内桶盖盖严，避免搅拌器摩擦内筒内壁，实验完毕，将内筒洗净擦干，这样保证内筒表面光亮，从而降低热损耗。

）。

2. 固体样品为什么要压成片状萘和苯甲酸的用量是如何确定的提示：压成片状有利于样品充分燃烧；萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大，量太多不能充分燃烧，可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。

3. 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些提示：压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着；压片太松、氧气不足会造成燃不尽。

4. 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些 本实验成功的关键因素是什么提示：能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。

本实验成功的关键：药品的量合适，压片松紧合适，雷诺温度校正。

5. 使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事项1. 在氧弹里加10mL 蒸馏水起什么作用 答：在燃烧过程中，当氧弹内存在微量空气时，N 2的氧化会产生热效应。

在一般的实验中，可以忽略不计；在精确的实验中，这部分热效应应予校正，方法如下：用·dm -3NaOH 溶液滴定洗涤氧弹内壁的蒸馏水，每毫升 mol ·dm -3 NaOH 溶液相当于 J(放热)。

2. 在环境恒温式量热计中，为什么内筒水温要比外筒的低低多少合适在环境恒温式量热计中，点火后，系统燃烧放热，内筒水温度升高-2℃，如果点火前内筒水温比外筒水温低1℃，样品燃烧放热最终内筒水温比外筒水温高1℃，整个燃烧过程的平均温度和外筒温度基本相同，所以内筒水温要比外筒水温低-1℃较合适。

实验二 凝固点降低法测定相对分子质量1. 什么原因可能造成过冷太甚若过冷太甚，所测溶液凝固点偏低还是偏高由此所得萘的相对分子质量偏低还是偏高说明原因。

答：寒剂温度过低会造成过冷太甚。

若过冷太甚，则所测溶液凝固点偏低。

根据公式*f f f f B T T T K m ∆=-=和310B B f f AW M K T W -=⨯∆g 可知由于溶液凝固点偏低， ?T f 偏大，由此所得萘的相对分子质量偏低。

2. 寒剂温度过高或过低有什么不好答：寒剂温度过高一方面不会出现过冷现象，也就不能产生大量细小晶体析出的这个实验现象，会导致实验失败，另一方面会使实验的整个时间延长，不利于实验的顺利完成；而寒剂温度过低则会造成过冷太甚，影响萘的相对分子质量的测定，具体见思考题1答案。

3. 加入溶剂中的溶质量应如何确定加入量过多或过少将会有何影响答：溶质的加入量应该根据它在溶剂中的溶解度来确定，因为凝固点降低是稀溶液的依数性，所以应当保证溶质的量既能使溶液的凝固点降低值不是太小，容易测定，又要保证是稀溶液这个前提。

如果加入量过多，一方面会导致凝固点下降过多，不利于溶液凝固点的测定，另一方面有可能超出了稀溶液的范围而不具有依数性。

过少则会使凝固点下降不明显，也不易测定并且实验误差增大。

4. 估算实验测定结果的误差，说明影响测定结果的主要因素答：影响测定结果的主要因素有控制过冷的程度和搅拌速度、寒剂的温度等。

本实验测定凝固点需要过冷出现，过冷太甚会造成凝固点测定结果偏低，因此需要控制过冷程度，只有固液两相的接触面相当大时，固液才能达到平衡。

实验过程中就是采取突然搅拌的方式和改变搅拌速度来达到控制过冷程度的目的；寒剂的温度，寒剂温度过高过低都不利于实验的完成。

5. 当溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时，测定的结果有何意义答：溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时，凝固点降低法测定的相对分子质量为溶质的解离、缔合、溶剂化或者形成的配合物相对分子质量，因此凝固点降低法测定出的结果反应了物质在溶剂中的实际存在形式。

6. 在冷却过程中，凝固点测定管内液体有哪些热交换存在它们对凝固点的测定有何影响答：凝固点测定管内液体与空气套管、测定管的管壁、搅拌棒以及温差测量仪的传感器等存在热交换。

因此，如果搅拌棒与温度传感器摩擦会导致测定的凝固点偏高。

测定管的外壁上粘有水会导致凝固点的测定偏低。

实验三纯液体饱和蒸气压的测定1. 在停止抽气时，若先拔掉电源插头会有什么情况出现答：会出现真空泵油倒灌。

2. 能否在加热情况下检查装置是否漏气漏气对结果有何影响答：不能。

加热过程中温度不能恒定，气－液两相不能达到平衡，压力也不恒定。

漏气会导致在整个实验过程中体系内部压力的不稳定，气－液两相无法达到平衡，从而造成所测结果不准确。

3. 压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动答：因为体系未达到气－液平衡。

4. 克－克方程在什么条件下才适用答：克－克方程的适用条件：一是液体的摩尔体积V与气体的摩尔体积Vg相比可略而不计；二是忽略温度对摩尔蒸发热△vap H m的影响，在实验温度范围内可视其为常数。

三是气体视为理想气体。

5. 本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关答：有关。

6.本实验主要误差来源是什么答：装置的密闭性是否良好，水本身是否含有杂质等。

实验四双液系的气一液平衡相图的绘制1．本实验在测向环己烷加异丙醇体系时，为什么沸点仪不需要洗净、烘干提示：实验只要测不同组成下的沸点、平衡时气相及液相的组成即可。

体系具体总的组成没必要精确。

2．体系平衡时，两相温度应不应该一样实际呢怎样插置温度计的水银球在溶液中，才能准确测得沸点呢提示：两相温度应该一样，但实际是不一样的，一般将温度计的水银球插入溶液下1/3较好。

3．收集气相冷凝液的小槽体积大小对实验结果有无影响为什么提示：有影响，气相冷凝液的小槽大小会影响气相和液相的组成。

4．阿贝折射仪的使用应注意什么提示：不能测定强酸、强碱等对仪器有强腐蚀性的物质。

5．讨论本实验的主要误差来源。

提示：影响温度测定的：温度计的插入深度、沸腾的程度等；影响组成测定的：移动沸点仪时气相冷凝液倒流回液相中、测定的速度慢等6. 该实验中，测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测定样品时折射仪的恒温温度是否需要保持一致为什么答：在该实验中，测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测定样品时折射仪的恒温温度应保持一致，因为温度不同，物质的折射率不同；而且测定样品的折射率后，要在工作曲线上查折射率对应的气液相组成。

7. 过热现象对实验产生什么影响如何在实验中尽可能避免答：过热现象使得溶液沸点高于正常沸点。

在本实验中，所用的电热丝较粗糙，吸附的空气作为形成气泡的核心，在正常沸点下即可沸腾，可避免过热现象。

8. 在连续测定法实验中，样品的加入量应十分精确吗为什么答：样品的加入量不用十分精确，因为测定样品的折射率后，要在工作曲线上查折射率对应的气液相组成。

实验五二组分金属相图的绘制六、注意事项：1、用电炉加热样品时，温度要适当，温度过高样品易氧化变质；温度过低或加热时间不够则样品没有完全熔化，步冷曲线转折点测不出。

2、热电偶热端应插到样品中心部位，在套管内注入少量的石腊油，将热电偶浸入油中，以改善其导热情况。

搅拌时要注意勿使热端离开样品，金属熔化后常使热电偶玻璃套管浮起，这些因素都会导致测温点变动，必须注意。

3、在测定一样品时，可将另一待测样品放入加热炉内预热，以便节约时间，体系有两个转折点，必须待第二个转折点测完后方可停止实验，否则须重新测定。

4、电炉加热到设定温度后，注意将电炉电压调到零。

5、操做要小心烫伤。

七、思考题：1、金属熔融系统冷却时，冷却曲线为什么会出现转折点火水平段对于不同组成金属混合物的冷却曲线，其水平段有什么不同为什么答：转折点是由于达到液相线时一种金属先凝固析出，放出热量，导致冷却速率减小，水平段是由于最后一种金属析出，放出较多热，是温度维持在一个值附近。

金属成分相同而组成不同的水平段长短不一样，因为后析出的金属含量不一样，所以水平段维持时间不同。

成分不同的水平段则高低不同，因为不同金属组成的系统最低共熔温度不同。

2、用加热曲线是否也可作相图做相图还有哪些方法答：可以。

还有溶解度法，沸点法等。

3、试用相律分析最低共熔点、熔点曲线及各区域的相数及自由度答：最低共熔点三相，自由度为0。

熔点曲线两相，自由度为1。

液相区为一相，自由度2。

固相区何共熔区为一相，自由度2。

4、含20%Sn与80%Sn两个样品的步冷曲线的第一个转折点温度哪一个明显为什么答：20%,因为低共熔点组成为%Sn+%Zn，20%转折点温度较高，离低共熔组成较远，沿液相线冷却较长时间，转折较明显。

1. 对于不同成分混合物的步冷曲线，其水平段有什么不同答：纯物质的步冷曲线在其熔点处出现水平段，混合物在共熔温度时出现水平段。

而平台长短也不同。

2. 作相图还有哪些方法答：作相图的方法还有溶解度法、沸点法等。

3. 通常认为，体系发生相变时的热效应很小，则用热分析法很难测得准确相图，为什么在含Bi30%和80%的二个样品的步冷曲线中第一个转折点哪个明显为什么答：因为热分析法是通过步冷曲线来绘制相图的，主要是通过步冷曲线上的拐点和水平段(斜率的改变)来判断新相的出现。

如果体系发生相变的热效应很小，则用热分析法很难产生拐点和水平段。

30%样品的步冷曲线中第一个转折点明显，熔化热大的Sn先析出，所以当发生相变时可以提供更多的温度补偿，使曲线斜率改变较大。

4. 有时在出现固相的冷却记录曲线转折处出现凹陷的小弯，是什么原因造成的此时应如何读相图转折温度答：这是由于出现过冷现象造成的，遇到这种情况可以通过做延长线的方式确定相图的转折温度。

5. 金属熔融系统冷却时，冷却曲线为什么出现折点纯金属、低共熔金属、及合金等转折点各有几个曲线形状为何不同答：因为金属熔融系统冷却时，由于金属凝固放热对体系散热发生一个补偿，因而造成冷却曲线上的斜率发生改变，出现折点。

纯金属、低共熔金属各出现一个水平段，合金出现一个折点和一个水平段。

由于曲线的形状与样品熔点温度和环境温度、样品相变热的多少、保温加热炉的保温性能和样品的数量均有关系，所以样品的步冷曲线是不一样的。

对于纯金属和低共熔金属来说只有一个熔点，所以只出现平台。

而对于合金来说，先有一种金属析出，然后2种再同时析出，所以会出现一个折点和一个平台。

6. 有一失去标签的Sn－Bi合金样品，用什么方法可以确定其组成答：（将其熔融、冷却的同时记录温度，作出步冷曲线，根据步冷曲线上拐点或平台的温度，与温度组成图加以对照，可以粗略确定其组成。