东南大学物理化学内容及思考题
物理化学实验思考题
物理化学实验思考题实验一燃烧热的测定1.指出公式中各项的物理意义。
答:(1)Qp,m=Qv,m+∑νB(g)RT式中∑νB(g)为反应中产物气体物质的总物质的量与反应物气体物质总物质的量之差;R为气体常数;T为反应的绝对温度。
(2)-M m Qv,m-m点火丝Q点火丝-m 棉线Q棉线=C量热计△T 式中C量热计为量热计的热容,表示量热计每升高1℃所需吸收的热量;△T 为样品燃烧前后量热计温度的变化值;m为待测物质的质量;M为待测物质的相对摩尔质量;Qv,m为待测物质的恒容燃烧热;m点火丝为点火丝的质量;Q 点火丝为点火丝的燃烧热;m棉线为棉线的质量;Q棉线为棉线的燃烧热。
2.数字贝克曼温度计的使用方法是什么?数字贝克曼温度计与普通温度计的主要区别是什么?答:使用方法:①操作前准备,将探头插入被测物,并打开电源开关;②温度测量:先将“温度—温差”置于“温度”,其次将面板“测量—保持”置于测量位置;③温差测量:先将“温度—温差”置于“温差”位置,其次将面板“测量—保持”置于测量位置,再次,按被测物的实际温度调节到“基温选择”使读数的绝对值尽可能小。
区别:数字贝克曼温度计是用热电耦做的.利用的热电耦原理;普通温度计利用的是物质密度的变化。
3.本实验中,那些为体系?那些为环境?体系和环境通过哪些途径进行热交换?这些热交换对结果影响怎样?答:体系:内筒水,氧弹,温度计,内筒搅拌器。
环境;外筒水实验过程中,由于对流和辐射,存存在热消耗,如: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。
采取措施:(1)量热计上方加盖,减少对流;(2)外筒内壁和内筒外壁皆镀成镜面,减少热辐射。
这些热辐射将会降低被测物的燃烧热。
4.使用氧气要注意哪些问题?答:使用前要检查连接部位是否漏气,可涂上肥皂液进行检查,调整至确实不漏气后才进行实验;由于氧气只要接触油脂类物质,就会氧化发热,甚至有燃烧、爆炸的危险。
物理化学思考题及参考答案——傅献彩
物理化学思考题目录第一章热力学第一定律 (2)第二章热力学第二定律 (6)第三章统计热力学初步 (10)第四章溶液 (13)第五章相平衡 (16)第六章化学平衡 (20)第七章电解质溶液 (22)第八章可逆电池的电动势及其应用 (25)第九章电解与极化作用 (29)第十章化学动力学基础 (32)第十一章界面现象 (36)第十二章胶体分散体系与大分子溶液 (38)第一章 热力学第一定律1、为什么第一定律数学表示式dU=δQ-δW 中内能前面用微分号d ,而热量和功的前面用δ符号?答:因为内能是状态函数,具有全微分性质。
而热量和功不是状态函数,其微小改变值用δ表示。
2、公式H=U+PV 中H > U,发生一状态变化后有ΔH =ΔU +Δ(PV ),此时ΔH >ΔU 吗?为什么?答:不一定。
因为Δ(PV )可以为零、正数和负数。
3、ΔH = Qp , ΔU = Qv 两式的适用条件是什么?答:ΔH = Qp 此式适用条件是:封闭系等压非体积功为零的体系。
ΔU = Qv 此式适用条件是:封闭系等容非体积功为零的体系。
(1)状态确定后,状态函数的值即被确定。
答:对。
(2)状态改变后,状态函数值一定要改变。
答:不对。
如:理想气体等温膨胀过程,U 和H 的值就不变化。
(3)有一个状态函数值发生了变化,状态一定要发生变化。
答:对。
4、 想气体绝热向真空膨胀,ΔU=0,ΔH=0对吗?答:对。
因理想气体绝热向真空膨胀过程是一等温过程。
5、恒压、无相变的单组分封闭体系的焓值当温度升高时是增加、减少还是不变? 答:增加。
6、当体系将热量传递给环境后,体系的焓值是增加、不变还是不一定改变? 答:不一定改变。
7、等温等压进行的某化学反应,实验测得T 1和T2时的热效应分别为ΔrH 1和ΔrH 2,用基尔霍夫公式验证时,发现数据不相等。
物理化学思考题
思考题:物理化学在化学工程中的应用物理化学作为化学工程的核心基础,在许多领域中都有着广泛的应用。
本题将探讨物理化学在以下三个方面的应用:传热过程控制、流体流动模拟以及反应器设计。
一、传热过程控制1. 为什么在许多工业过程中,如核反应堆、加热炉等,需要使用物理化学方法来控制传热过程?答:在许多工业过程中,需要精确控制温度以维持工艺过程的稳定性和效率。
使用物理化学方法,如热力学和传热理论,可以提供一种有效的方法来评估和控制传热过程。
例如,可以通过分析传热系数、传热效率和传热面积等因素,来优化传热设备的性能和操作条件。
2. 如何利用物理化学知识优化传热过程?答:利用物理化学知识,可以通过优化传热过程中的参数和条件来提高传热效率。
例如,可以通过改变传热介质、增加换热面积、提高流体流动速度等方法来改善传热效果。
此外,还可以通过应用热力学定律和能量守恒原理,优化工艺过程的能量利用效率,减少能源浪费。
二、流体流动模拟1. 为什么在化工生产中,流体流动模拟是物理化学的一个重要应用领域?答:流体流动模拟是化工生产中常见的工艺过程之一,广泛应用于管道输送、混合搅拌等领域。
物理化学知识可以提供流体流动的基本原理和规律,如流体力学、热力学等,帮助工程师和科学家更好地理解和预测流体流动过程。
2. 如何利用物理化学知识优化流体流动模拟过程?答:利用物理化学知识,可以通过优化流体流动过程中的参数和条件来提高流动效率。
例如,可以通过改变流体的粘度、密度等因素来改善流体流动性能。
此外,还可以通过应用流体力学和热力学定律,优化工艺过程的流体分布和混合效果,提高生产效率和产品质量。
三、反应器设计1. 为什么反应器设计需要物理化学知识?答:反应器设计是化工生产中的重要环节之一,涉及到反应动力学、物质传递和能量传递等多个方面。
物理化学知识可以提供反应动力学的基本原理和规律,如反应速率方程、反应机理等,帮助工程师和科学家更好地理解和预测反应过程。
物理化学思考题及答案
化学系物化实验思考题及答案实验一液体饱和蒸汽压的测定一.液体饱和蒸气压的测定1. 测定液测量体饱和蒸气压的方法有哪些?本系物理化学实验室采用的是什么方法?答:(1)静态法:在某一温度下直接饱和蒸汽压。
(2)动态法:在不同外界压力下测定沸点。
(3)饱和气流法:使干燥的惰性气体通过被测物质,并使其为被测物质所饱和,然后测定所通过的气体中被测物质蒸汽的含量,就可根据道尔顿分压定律算出此被测物质的饱和蒸汽压。
本实验采用静态法测定乙醇的饱和压。
2.等压计U型管中的液体起什么作用?冷凝器起什么作用?为什么可用液体本身作U型管封闭液?答:(1)U型管作用:①封闭气体,防止空气进行AB弯管内;②作等压计用,以显示U型管两端液面上的压力是否相等。
(2)将U型管内封闭液蒸气冷凝,防止其“蒸干”(3)封闭液作用是封闭和作等压计用,可用液体本身作封闭液。
若用其它液体作封闭液,则平衡时a球上方的气体为封闭液蒸气和乙醇蒸气的混合气体,测定结果偏高。
3.开启旋塞放空气入体系内时,放得过多应如何办?实验过程中为为什么要防止空气倒灌?答:(1)必须重新排除净AB弯管内的空气。
(2)AB弯管空间内的压力包括两部分:一是待测液的蒸气压;另一部分是空气的压力。
测定时,必须将其中的空气排除后,才能保证B管液面上的压力为液体的蒸气压。
4.如果升温过程中液体急剧气化,该如何处理?答:缓慢放入空气,使系统压力慢慢升高,以保持等压计两液面平齐,以免使等压计内的乙醇急剧沸腾,使液封量减少。
实验二燃烧热的测定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?答: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,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。
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?答;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。
东南大学物理化学(化)考研答题部分答案(05至10年)答案
1.实验室中某一大恒温槽(例如油浴)的温度为400K,室温为300K。
因恒温槽绝热不良而有4000J的热传给空气,计算说明这一过程是否为可逆?解:该过程为不可逆过程。
2.有一绝热体系如图2.1所示,中间隔板为导热壁,右边容积为左边容积的2倍,已知气体的,试求:(1)不抽掉隔板达平衡后的S。
(2)抽去隔板达平衡后的S。
解:(1)不抽掉隔板最后达热平衡,平衡后的温度为T,设左边为室1,右边为室2:解出(2)抽去隔板后的熵变由两部分组成,一部分为上述热熵变化,另一部分为等温混合熵变。
3.指出下列各过程中,体系的何者为零?(1)非理想气体卡诺循环;(2)实际气体节流膨胀;(3)理想气体真空膨胀;(4)H2(g)和O2(g)在绝热刚瓶中发生反应生成水;(5)液态水在373K及101325Pa压力下蒸发成水蒸气。
解:(1)全部为零(2)=0(3)(4)(5)4. 若令膨胀系数,,压缩系数,证明解: (1)对定量纯物质(2)将(2)带入(1)中,经整理得:(3)因为则又所以 (4)将(4)式代入(3)式得(5)设则等容时则(6)将(6)带入(5)式,即因为所以5. 理想气体模型的要点是什么?“当压力趋近于零时,任何实际气体均趋近于理想气体。
”这种说法对否,为什么?理想溶液模型的要点是什么?“当溶液i分无限稀释时,其性质趋近于理想溶液。
”这种说法对否,为什么?解:理想气体模型的要点是:①分子间无作用力,分子间的作用势能为零。
②分子可视为数学上的电,其体积为零。
当压力趋于零时,在一定温度下,气体体系的体积将趋于无穷大,分子间的平均距离r 也随之趋于无穷大。
因分子间的作用力于分子间距r的6次方(斥力)成反比,随着r的增加,分子间的作用力将减弱至可忽略不计;而当p→0时,r→∞,故分子间的作用力可视为零。
另外,当p→0时,V→∞,而体系中分子本身所占有的体积可视为常数,因此,随着压力趋近于零,分子本身占有的体积与体系所占有的体积相比,可忽略不计,故此时分子的体积可视为零。
东南大学 物理化学 第三章
即是:
lim
T 0K
r
S
(T
)
0
3.5.1a
或说:
rS(0K) 0
此即能斯特热定理
3.5.1b
45
2. 热力学第三定律
普朗克假定:0 K时凝聚态,纯物质的熵等于零。
热力学第三定律:0 K时纯物质完美晶体的熵等于零。 用公式表示为:
lim
T 0K
Sm
完 美 晶 体, T
0
3.5.2.a
或: Sm 完美晶体,0K 0 3.5.2.b
T1
T2
D. 卡诺热机逆向运行时,Q和W仅改变符号,绝对值 不变,η不变。
13
3. 热力学第二定律
(1) 克劳修斯说法:“热不能自动从低温物体
传给高温物体而不产生其他变化”。
克劳修斯说法,反映了传热过程的不可逆性。
(2)开尔文(Kelvin, L) 说法:“不可能从单 一热源吸热使之全部对外作功而不产生其它变 化。”
42
注:
1 过冷水的相变不是可逆相变,计算熵 变需设计可逆途径。 2 系统 熵变结果为负值,说明系统 的有序度增加;此为封闭系统,可出 现熵减的情况. 3 隔离系统的熵值大于零,为自发过 程
43
§ 3.5 热力学第三定律 和 化学变化过程熵变
的计算
恒温恒压下的化学变化,通常是不可逆的,反 应热也不是可逆热,因而,反应热与反应温度的比 不等于化学反应的熵变。要由熵变定义计算,必须 设计含有可逆化学变化在内的一条可逆途径。这就 首先需要可逆化学反应的数据。
任意的可逆循环可用无限多个小卡诺循环 之和代替。
22
对每个小卡诺循环,都必定有:
δQ1/T1+ δQ2/T2 = 0
物理化学课后思考题答案
第一章 热力学第一定律 1、 = 2、 升高 3、 =,=,= 5、=,=,=,> 12、降低 13、 0 0 0 0 < > 0 0 0 > > > < <或≈ < < ><或≈>>第二章 热力学第二定律1、不违反,该过程体系本身的压力、体积发生了变化。
2、不对,只有在孤立或绝热条件下熵增加原理才成立。
3、不对,⎰=∆TQ S Rδ,理想气体等温膨胀时有0ln 12>==∆V VnR T Q S R 。
6、系统若发生了绝热不可逆过程,是否可以设计一个绝热可逆过程来计算它的熵变?答:不可。
7、不一样。
绝热可逆才等熵。
10、 与0的关系 U ∆H ∆S ∆F ∆G ∆(1) = < > < < (2) > > > < = (3) = = > < < (4) < < = - - (5)==><<第三章 化学势与平衡 2、对3、错,溶剂遵从拉乌尔定律,溶质遵从亨利定律。
4、>5、错。
沸点升高要求非挥发性溶质,凝固点降低要求该过程溶质不析出。
6、错。
食盐在水中解离后使溶质的浓度发生改变。
15、C第四章 化学动力学 1、(1)错、(2)错、(3)错、(4)对、(5)错、(6)错、(9)催化剂只能改变反应速率,而不能改变化学反应的标准平衡常数。
对 (10)错 3、一级:1:2; 二级1:3。
4、如果想获得更多的产物B ,应该升温。
10、不变第五章 电化学2、不一样。
强电解质完全电离,可测定一系列不同浓度稀溶液的电导率,计算摩尔电导率,然后用公式()c m m β-Λ=Λ∞1线性拟合来求。
而弱电解质部分电离,只能由离子独立移动定律,通过强电解质的极限摩尔电导率来求。
3、1203907.0-⋅⋅mol m S 5、原电池的正极与阴极相对应,发生还原反应;负极与阳极相对应,发生氧化反应。
物理化学复习思考题讲解
复习思考题第一章热力学第一定律一、选择题B 1. 热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q-W只能应用于A 理想气体B 封闭体系C 孤立体系D 敞开体系D 2 对于任何循环过程,体系经历i 步变化,则根据热力学第一定律应该是A Qi=0B Wi=0C [ Qi-Wi]>0D [ Qi-Wi]=0A 3 1mol单原子理想气体(Cp,m=5/2 R J.mol-1),在300K 时压缩到500K,则其焓变为A 4157JB 596 JC 1255JD 994 JB 4 同一温度下,同一气体物质的等压摩尔热容Cp 与等容摩尔热容Cv之间存在A Cp<CvB Cp>CvC Cp=CvD 难以比较A 5 对于理想气体,下列关系中哪个是不正确的?A (эU/эT )=0 B(эU/эV)=0 TV C (эH/эP)=0 D (эU/эP)=0 TT C 6 一封闭体系,当状态从A到B变化时经历二条任意的不同途径,则A Q=QB W=WC Q-W=Q-WD ΔU=0 21112 212C 7 若体系为1mol 的物质,则下列各组哪一组所包含的量皆属状态函数?A U、Qp、Cp、CvB Qv、H、Cv、CpC U、H、Cp、CvD ΔU、H 、Qp、QvB 8 在一个绝热的刚壁容器中,发生一个化学反应,使体系的温度从T升高到T,压力从21P升高到P,则21A Q>0,W>0, ΔU>0 B Q=0,W=0, ΔU=0C Q=0,W>0, ΔU<0D Q>0,W=0, ΔU>0B 9. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时,则DA 焓总是不变B 内能总是增加C 焓总是增加D 内能总是减少CdTH= 的适用条件是 D 10.式子ΔP A 等压过程 B 任何过程C 组成不变的等压过程 D 均相的组成不变的等压过程B 11.当热力学第一定律以d U=δQ-p d V 表示时,它适用于A 理想气体的可逆过程B 封闭体系只作膨胀过程C 理想气体的等压过程D 封闭体系的等压过程C 12.对状态函数的描述,哪一点是不正确的?A 它是状态的单值函数,状态一定它就具有唯一确定的值B 状态函数之改变值只取决于过程的始终态,与过程进行的途径无关状态函数的组合仍是状态函数CD 热力学中很多状态函数的绝对值不能测定,但其在过程中的变化值却是可以直接或间接测定的C 13已知反应 B →A 和 B →C 所对应的等压反应热分别ΔH和ΔH,则反应A→C 32ΔH是1A ΔH=ΔH+ΔH=ΔH=ΔH=ΔH -ΔH ΔH ΔH ΔH -ΔH C ΔHD - B 312212213313A 14 25℃时有反应2CH(l)+15O(g)→6HO(l)+12CO(g),若反应中各反应气体22626物质均视为理想气体,则其等压反应热ΔHm与等容反应热ΔUm 之差约为A -3.7KJB 1.2KJC -1.2KJD 3.7KJ-1θ-111KJ及时的标准生成焓ΔH分别为-242KJ mol(g)及CO(g)在298KC 15 若已知HO m2f-1,则反应HO(g)+C(s)→H(g)+CO(gmol)的反应热为22A -353KJ B -131KJ C 131 KJ D 353 KJC 16 已知CHCOOH(l),CO(g),HO(l)的标准生成焓ΔHθ为:-484.5,-393.5,m3f22θB 是l)的标准燃烧热ΔH-285.8,则CH3COOH(mc194.8D -194.8 C B A 874.1 -874.1U ,则此反应的Δ的ΔH 为-92.5KJ))+Cl(g→HCl(g) D 17 已知25℃反应H(g22H ΔD 等于H C 一定小于ΔH 一定大于A 无法知道 B Δ是ΔH)+H (g)的反应热Hε来估算反应热时,反应C(g)→CH(gB 18 用键焓24226+4ε[εA ] +ε[ε+6ε]-[ε B +ε]-[ε+ε+ε] H-HC-HC-CC-HC=CH-HC-CC=C C-HC-H[εC ] +6ε+ε]-[ε D [ε+4ε]-+ε+ε[ε+ε] C-HC-HC-HC-CH-HC=CC-CC=CC-HH-H T时标准下稳定单质的焓值为零,则稳定单质的内能规定值将C 19若规定温度总是零D C 总是负值 A 无法知道 B 总是正值是指C-H键的键焓εD 20 在甲烷CH中C-H4A 反应CH(g)=C(g)+2H(g)的ΔH 124B 反应CH(g)=C(g)+4H(g)的ΔH 24C 上述反应(A)中的ΔH×1/4 1D 上述反应(B)中的ΔH×1/4 2二计算题1. 1mol 理想气体于恒压下升温1℃,试求过程中体系与环境交换的功W。
物理化学经典习题东南大学化学化工学院物理化学真题,每年都从这里面选择题目 内部资料
物理化学经典习题二、问答题1.为什么热和功的转化是不可逆的?2.在绝热钢筒中进行一化学反应:H 2(g) + 21O 2(g) ═ H 2O(g),在反应自发进行。
问此变化中下述各量哪些为零,哪些大于零,哪些小于零?Q ,W ,∆U ,∆H ,∆S 和 ∆F 。
3.对单组分体系相变,将克拉贝龙方程演化为克-克方程的条件是什么?4.为什么有的化学反应速率具有负温度系数,即温度升高反应速率反而下降?5.为什么说,热化学实验数据是计算化学平衡常数的主要基础?三、计算题1.苯在正常沸点353K 下的∆vap H m ø = 30.77 kJ·mol -1,今将353K 及p ø下的1molC 6H 6(l)向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气(设为理想气体)。
(1) 求算在此过程中苯吸收的热量Q 与所做的功W ;(2) 求苯的摩尔气化熵 ∆vap S m ø 及摩尔气化自由能 ∆vap G m ø;(3) 求环境的熵变 ∆S 环,并判断上述过程是否为不可逆过程。
2.把一定量的气体反应物A 迅速引入一个温度800K 的抽空容器内,待反应达到指定温度后计时(已有一部分A 分解)。
已知反应的计量方程为 2A (g) → 2B (g) + C (g) ,反应的半衰期与起始浓度无关;t=0时,p 总=1.316×104Pa ;t=10min 时,p 总 =1.432×104Pa ;经很长时间后,p 总 =1.500×104Pa 。
试求:(1) 反应速率常数k 和反应半衰期t 1/2 ;(2) 反应进行到1小时时,A 物质的分压和总压各为多少?3.A 和B 能形成两种化合物A 2B 和AB 2,A 的熔点比B 低,A 2B 的相合熔点介于A 和B 之间,AB 2的不相合熔点介于A 和A 2B 之间。
请画出该体系T ~ x 相图的示意图。
4.将正丁醇(M r = 74)蒸气聚冷至273 K ,发现其过饱和度(即p/ p°)约达到4方能自行凝结为液滴。
东南大学 物理化学 第五章
A ΔrGm 5.1.3
则化学反应亲和势即是在恒温恒压及非体积功为零时,化学 反应进行的推动力。
此即是说,在恒温恒压下,A > 0 的化学反应能自发进行; A= 0 的化学反应,处于平衡状态;A < 0 的化学反应,不可能 自发进行,仅其逆反应可以自发进行。
§5.2 理想气体反应的等温方程及标准平衡常数
如高压下真实气体、液态混合物、液态溶液中的化学反应。在
后三种情况中,K 依然是常数,但已经不是平衡压力商了。
所以,可以得到摩尔反应吉布斯函数为:
ΔrGm
RT
ln
Jp K
5.2.8
由
ΔrGm
RT
ln
Jp K
5.2.8 可见,
Jp K 时, rG m 0,反应能自发进行; Jp K 时, rG m = 0,反应处于平衡; Jp K 时, rG m 0,反应不能自发由左向右进行。
化学势增大。所以整个系统的 G
- 不是直线,而是一条向上凹
的曲线。如右图所示:
G ξ T,p
0
平衡
1
在横轴上 0 mol ,表示系统内只
G
有反应物, 1 mol,表示系统内只
有产物。
由左图可见,随着反应的进行,即随
G ξ T,p
的增加,系统的吉布斯函数 G 先逐
步降低,经过最低点后,又逐步升
(1) N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)
(2)
1 2
N2
(g)
3 2
H2
(g)
NH
3
(g)
Δr Gm,1 RT lnK1 K1 K2 2
所以,在给出化学反应标准平衡常数时,必须指明它所对应 的化学计量式。否则,是没有意义的。
物理化学实验思考题及参考答案
1.简要回答恒温水浴恒温原理是什么?主要由哪些部件组成?它们的作用各是什么?
答:恒温水浴的恒温原理是通过电子继电器对加热器自动调节来实现恒温的目的。当恒温水浴因热量向外扩散等原因使体系温度低于设定值时,继电器迫使加热器工作,到体系再次达到设定温度时,又自动停止加热。这样周而复始,就可以使体系的温度在一定范围内保持恒定。
6.如何考核恒温槽的工作质量?
答:恒温水浴的工作质量由两方面考核:(1)平均温度和指定温度的差值越小越好。(2)控制温度的波动范围越小,各处的温度越均匀,恒温水浴的灵敏度越高。
7.欲提高恒温浴的灵敏度,可从哪些方面进行改进?
答:欲提高恒温水浴的灵敏度,可从以下几个方面进行改进:①恒温水浴的热容量要大,恒温介质流动性要好,传热性能要好。②尽可能加快加热器与感温元件间传热的速度,使被加热的液体能立即搅拌均匀并流经感温元件及时进行温度控制。为此要使:感温元件的热容尽可能小;感温元件、搅拌器与电加热器间距离要近些;搅拌器效率要高。③作调节温度用的加热器要导热良好,热容量要小,功率要适宜。
2.在使用氧气钢瓶及氧气减压阀时,应注意哪些事项?
答:在使用氧气钢瓶及氧气减压阀时,应注意以下几点:
(1)氧气瓶及其专用工具严禁与油脂接触,操作人员不能穿用沾有各种油脂或油污的工作服、手套以免引起燃烧。
(2)氧气钢瓶应直立放置要固定,远离火源,严禁阳光暴晒。
(3)氧气减压阀要专用,安装时螺扣要上紧。
11.恒温槽中水的温度、加热电压是否有特殊要求?为什么?
答:槽中水的温度应与室温相差不宜过大,以减少对环境的散热速度;加热电压也不能太小和太大。否则会使得散热速度过大、加热速度也过大且加热惯性大,使得控温时灵敏度降低。加热电压太小时,会使得体系的温度偏低时间相对较长,或达不到所设定的温度。
物理化学思考题及答案-推荐下载
物理化学思考题第一章气体第二章热力学第一定律第三章 热力学第二定律6第四章 多组分系统热力学参考答案第一章 气体1.理想气体模型是分子间____相互作用,分子____占有体积。
2.真实气体在____条件下,与理想气体状态方程偏差最小。
A 高温高压B 高温低压C 低温高压D 低温低压3. 判断这种说法对否:在临界点有:()T=0PV ∂∂4. 在100ºC 下将CO2气体加压,能否使之液化?为什么?5. 有关纯气体临界点性质的描述中,下面的说法不正确的是: A 临界温度TC 是气体加压可以使之液化的最高温度; B 在临界参数TC ,PC ,VC 中,VC 是最易测定的;C 在临界点有()T=0,()r=0;V P ∂∂22VP ∂∂ D 在临界点气体和液体有相同的摩尔体积Vm 。
6.符合范德华方程的气体称为范德华气体,该气体分子间是相互____A 吸引B 排斥C 无相互作用7. 判断对否:范德华常数b 与临界体积VC 成正比关系。
8. 101.325KP a ,100℃的水蒸气的压缩因子Z____1。
(〈,=,〉)9. 1molA 气体(理想气体)与1molB 气体(非理想气体)分别在两容器中,知PAVA=PBVB ,其温度均低于临界温度。
TA____TB (〈,=,〉)10. 抽取某液体的饱和气体,体积V 。
;恒温下使压力降低一半,则其体积为V1。
V 。
与V1的关系为____。
A 2 V 。
= V1B 2 V 。
> V1C 2 V 。
< V111.101.325KPa,100℃的1mol 理想气体体积为30.6dm 3,该温度压力下的1mol 水蒸气的体积Vm____30.6dm 3 (〈,=,〉)12.在临界点()T r=____(0,1,∞)r P Z ∂∂13.高温高压下实际气体适合的状态方程是____A PV=bRTB PV=RT+bC PV=RT-bD PV=RT+bPE PV=RT-bP (b 为正常数)14.氧气钢瓶是____色,钢瓶的螺扣,表头不能用____密封,钢瓶内的气体能否用到压力表指示为零____,压力表指示为1.0MPa 时,钢瓶内气体的绝对压力等于____。
东南大学 物理化学 物理化学第二章
封闭系统ΔU=0时,Q=W,有相同量值的Q与W相互转换。
【例】 在298.15K、pO 下,单位反应 C(s)+0.5O2(g)→CO(g),
若经过以下二条途径:(1)直接接触发生反应, 已知单位反应放热 110.52 kJ mol-1;(2)若反 应在原电池中进行,对环境作电功60.15 kJ
U=f(T,V)
(2) 性质 状态函数, 广度量,绝对值未知.状态 函数有全微分的性质,即
dU
U T
dT
V
U V
dV
T
§2.2 热力学第一定律 (The first Law of Thermodynamics)
对封闭系统: U =Q+W
Q pambdV W ,
或 对于无限小的过程 dU=Q +W Q pambdV W ,
mol-1。分别求二途径的Q , W ,ΔU 。
解 (1) 等温,等压无其它功的条件下进行单位 化学反应: Q1= -110.52 kJ.mol-1
W pV n( g )RT 1.24kJ mol 1
U1 U m Q W 111 .76kJ mol 1
(2) 等温,等压有电功的条件下进行单位化学
5.功 (work)
体系与环境之间传递的除热以外的其它能量都
称为功,用符号W表示.
(1)W的性质:过程函数,其值与变化过程有关.即
状态1
A
B
状态2
WA WB
(2)W的正负号规定: 环境对系统做功: W 0
注意:
系统对环境做功: W 0
a.分别以系统和环境为研究对象时,功的绝 对值相等,符号相反。
东南大学 物理化学 第二章习题课
(1)可逆膨胀 (2)膨胀所做功等于最大功的50% (3)向真空膨胀
状态函数的改变量只和始末态有关,和过程无 关,功和热的值不仅和始末态有关,还和过程 有关.
解:因为恒温膨胀,所以ΔU=0、 ΔH=0、
Q=27.835kJ
(2) 因真空蒸发, p环=0 W=0 Q=⊿U=⊿H-⊿ (pV)
因为 压力变化不大时,压力对凝聚系统的焓、熵影响不大, 所以⊿H1=0、⊿S1=0。 又因理想气体恒温 ⊿H3=0 ,所以
⊿H=⊿H1+⊿H2+⊿H3=⊿H2= n ⊿vapHm 则 Q=n ⊿vapHm - p(Vg-Vl)= n⊿vapHm - pVg
• A. ⊿U=0 B. ⊿U>0 C. ⊿U<0 D. 不一定
• •
( A.
任)何3.气公体式的绝W热变T化T12 ncv,m
dT
B.
适用于什么变化? 理想气体的任何绝热变化
• C. 理想气体的任何变化 D. 理想气体的绝热可逆变化
• ( )4.一定量的理想气体从同一初态分别经历等温可逆
膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态,终态体积分
状态函数的变化量只与始终态有关,与过程无关,所以不同 过程的ΔU=0, ΔH=0
(1) W Q nRT ln V2 1.728 kJ
(2)
V1 W Q 0.51.728 0.864kJ
(3) W Q 0
例2:2mol某理想气体,其摩尔定容热容 Cv,m=3/2R,由500K,405.2kPa的始态, 依次经历下列过程:(1)在恒(2)再 可逆绝热膨胀至101.3kPa; (3)最后恒容 加热至500K的终态,试求整个过程的Q、
物理化学思考题含答案
比较以上两式得
B =b− a , C = b2 RT
7. 某系统由 A 态变到 B 态,经历两条不同途径,热、功、热力学 能变化、焓变化分别为 Q1、W1、 ΔU 1 、 ΔH 1 和 Q2、W2、 ΔU 2 、 ΔH 2 。 试指出下列表达式中,何者是正确的,何者不正确。(1) Q1 = Q2,W1 = W2 ; (2) ΔU 1 = ΔU 2 , ΔH 1 = ΔH 2 ; (3) Q1 +W1 = Q2 + W2 ; (4) ΔH 1 + ΔU 2 = ΔH 2 + ΔU 1 。 解:Q 和 W 是过程变量,U 和 H 是状态函数,并且 ΔU = Q + W , 所以表达式(2)、(3)、(4)正确,(1)不正确。 8. (1) 1 MPa 的气体反抗真空膨胀为 0.1 MPa, 见图 1-28; (2) 玻泡 中封有液体水, 在真空中破碎后变为 0.1 MPa 的水蒸气, 见图 1-29, 问: W > 0,W < 0,还是 W = 0。 解:(1) 取气体为系统, W = 0 。 (2) 取容器及其中的所有物质为系统, W = 0 。 9. (1) 烧杯中盛有 NaOH 水溶液,另有一玻泡封有 HCl 水溶液, 亦置于烧杯中。整个烧杯放在绝热箱内的冰水混合物中,见图 1-30。设
·28·
思考题和习题解答
三相点不是水的冰点。 3. 当−10℃的低压水蒸气恒温加压,可能出现怎样的相态变化, 按图 1-10 和表 1-3, 1-4, 1-5 讨论。 解:-10℃的低压水蒸气恒温加压时,将在 260.0 Pa 时凝华为冰, 当压力升至 110.4 MPa 时,冰将熔化为水。 4. 图 1-11 硫的相图中有四个三相点,它们每一个代表哪三个平衡 的相。当硫从液态缓慢冷却时,首先析出的是什么;当快速冷却时,可 能析出的是什么。 解: o1 :液态硫、正交硫、单斜硫。
东南大学的大学物理课程的思考题
1、已知质点的运动方程为()()r x t i y t j =+,有人说其速度和加速度分别为22d d ,d d r r v a t t==其中r =,你说对吗?答:题中说法不对。
根据定义22d d d . d d d r v rv a t t t ===,所以,由()()r x t i y t j =+可得如下结论:22)()(dt dy dt dx j dt dy i dt dx v v +=+== ,2222d d d d d d d d d d y x t y y txxt y x t rt r ++=+==显然,d d r v t ≠,2222222d d d d d d d d v x y x a i j t t t t ⎛⎫==+= ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎭⎫ ⎝⎛==222222d d d d d d d d d d d d d d y x t y y t xx t t r t t rt r,显然,22d d t ra ≠ 。
2、下列说法是否正确:(1)质点作圆周运动时的加速度指向圆心; (2)匀速圆周运动的加速度为恒量;(3)只有法向加速度的运动一定是圆周运动; (4)只有切向加速度的运动一定是直线运动。
答:质点作圆周运动时,其加速度n t a a a+= ,其中2d d t x n n v v a e t a e tR== (1)×.当0d d ≠tv 时n a a≠,即,不是匀速率圆周运动时,加速度就不指向圆心。
(2)×.因匀速圆周运动时,加速度n n e Rv a a 2==,而n e为大小为1,方向不断变化的变矢量。
所以,匀速圆周运动时,加速度大小不变,而方向不断变化,但始终指向圆心。
(3)×.只有法向加速度,则切向加速度0d d ==tva t ,则,速率v 不变,且加速2n n v a a e R==。
若为圆周运动,则必有R 不变,从而法向加速度大小也不变。
东南大学物理化学各章复习指南(权威内部资料)
东南大学物理化学各章复习指南(权威内部资料)物理化学是一门逻辑性很强的学科,并且对数学的要求很高。
在第一轮复习中,最好把公式推导一遍,这样有利于理解、记忆和运用。
还有重要的一点就是单位的运算。
一开始最好带单位计算,不然很容易出错。
第一章气体的pVT关系其实这一章重点是理想气体和真实气体的区别,以及它们的状态方程。
大家要理解的就是:p、V、T,随着每个因素的变化,会得出不同的结论。
这样就可以深刻理解p、V、T的关系,有利于做题。
第二章热力学第一定律1.热力学第一定律的本质是能量守恒。
2.要把系统和环境、状态和状态函数、过程和途径的概念搞清楚,可以为以后的解题打下基础。
当你们能够看清题目本质的时候,就知道基础是多么重要。
3.热力学第一定律是能量守恒的定律,一定要记清楚。
最好自己能够推导一下,有利于记忆。
4.后面每个概念的提出,都有其使用的条件。
在做题目的时候,不能想当然地就使用某个定义。
恒容和恒压的不同、恒容变温和恒压变温、凝聚态物质的变温过程等等。
在审题的时候,最好注意这些细节。
5.可能有的同学对于2.2节理解起来,比较困难。
我作出一些提示,希望有利于大家的理解。
第一,功的概念,到底是环境对系统做功,还是系统对环境做功,这样正负号问题解决,还有会计算功。
第二,热的概念,同理,也是这样理解。
第三,主要是比较体积的大小。
(也是最主要的),这个若能很好地理解,那么对于功和热,就没多大问题了。
6.对于2.5节的相变焓,大家要理解气、液、固三态,每两态的关系。
可以画三角图,有利于记忆。
第三章热力学第二定律1.热力学第二定律的本质是过程的方向和限度。
在第二定律的基础上提出熵的概念,以及A和G的概念。
2.卡诺循环要了解热机效率以及其推导过程。
这样有利于计算。
3.热力学第二定律就是过程的方向和限度的定律。
热力学第二定律的两种说法,克劳修斯和开尔文说法,问答题会考。
4.要会推导卡诺定理,以及了解熵的概念。
5.各种不同条件下的熵的计算。
物理化学思考题全集解答-配套高教第五版-南大傅献彩
∴
ΔU=QV
12.为什么对于理想气体,公式ΔU= nCV,mdT 可用来计算任一过程的ΔU, 并不受定容条件的限制? 答:因为对理想气体,U=f(T),内能仅是温度的函数,从始态出发,不论经什么过程, 达到不同的终态,只要始终态温度分别相同,ΔU 就一定相同。所以公式ΔU= CV,mdT 并不受定容条件的限制。
Байду номын сангаас
公式:nB(ξ)=nB(0)+νBΔξ nB(0)=10mol 按方程式:N2+3H2→2NH3, nN2(3.57)=10-(-1)×3.57=6.43mol 按方程式: N2+ H2→NH3, n'N2(7.14)=10-(-1/2)×7.14=6.43mol 两者结果相同。 15. 根据 Qp,m=QV,m+∑νB(g)RT,Qp,m 一定大于 QV,m 吗?为什么?举例说明。 答:Qp,m 不一定大于 QV,m,其大小比较取决于 ∑νB(g) 的符号,若∑νB(g)>0, 则 Qp,m> QV,m,但若 ∑νB(g)<0, Qp,m<QV,m 例如:H2(g)+ O2(g)—→H2O(l) ΔHm=Qp=-285.9 kJ·mol-1 ∑νB(g)=-1.5<0 QV,m=Qp,m-∑νB(g)RT=-285.8×103+1.5×8.314×298=-282 kJ·mol-1 Qp,m<QV,m 又例如:Zn(s)+H2SO4(aq)—→ZnSO4(aq)+H2(g)↑ Qp,m=-177.9 kJ·mol-1 ∑νB(g)=1>0 QV,m=Qp,m-∑νB(g)RT=-177.9×10-3-8.314×298=-180.37 KJ·mol-1 Qp,m>QV,m 16.“稳定单值的焓值等于零” ; “化合物摩尔生成热就是 1mol 该物质所具有的焓值” 对吗?为什么? 答:不对。稳定单质的焓值并不等于零。但可以说标准状态下稳定单质的规定焓值等 于零,人为规定标准状态下,稳定单质的生成焓,即规定焓为 0。化合物的摩尔生 成热不是 1mol 物质所具有的焓的绝对值,而是相对于生成它的稳定单质的焓的相 对值。即是以标准状态下稳定单质生成热为零作基线,得出的相对值。 17. 证明由键焓计算反应的 ΔHm 的公式是:ΔrHm=(-∑ni i)(反应物-产物) 答:化合物的ΔfH =∑ni(ΔH 原子)-(∑nj j) 而反应热效应 ΔrHm=∑νB(ΔHm,f )B=∑νB[∑ni(ΔH 原子)-∑(nj j)]B =∑νB(∑niΔH 原子)B-∑νB(∑nj j)B 因组成产物与反应物的元素相同,且各种原子的数目也相等, 即 ∑νB(∑niΔH 原子)B=0 便有ΔHm=-∑νB(∑nj j)B =-∑νB(∑nj j)B(反应物)-∑νB(∑nj j)(产物) 若将反应物的计量系数νB 考虑为正值,则上式(-∑νB(∑nj j)B(反应物),便成为 ∑νB(∑nj j)B(反应物),再将一个 B 分子中的j键数 nj 乘上方程式中反应物的计 量系数ν,便是该反应方程中反应物总j键数 nj,改写为 ni,键焓 i,那么, 反应物的总键焓值便为(∑ni i)(反应物)。同理对产物的计量系数考虑为正值, 则为 (∑ni i)(产物)。便得:ΔHm=(∑ni i)(反应物)-(∑ni i)(产物) 。 18. 反应 A(g)+2B(g)—→C(g) 的ΔrHm(298.2K)>0,则此反应进行时必定吸热, 对吗? 为什么? 答:不对。只有在等压下,无非体积功时,Qp=ΔHm,ΔHm>0,故 Qp>0,体系必定 吸热。但在有非体积功,或者非等压条件下,ΔHm≠Qp ,ΔHm>0,Qp 可以小于 0, 等于 0,不一定吸热。例如,绝热容器中 H2 与O2 燃烧,ΔHm>0,但 Q=0, 不吸热。
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实验一恒容量热法——燃烧热的测定一、操作步骤1.样品压片截取 15 cm 无弯曲、无扭折的镍丝在电子天平上准确称至0.0001 g。
将镍丝的中部在细金属棒上绕上4 ~ 5圈,抽出金属棒,将镍丝的两端合并穿入模子的底板,将模子放在底板上,然后置于压片机的托板上。
在台秤上秤取0.8g已干燥的苯甲酸(不超过1g),倒入模子,向下转动压片机旋柄,将样品压片,压好后,向上转动旋柄,抽出托板,底板脱落,在压模下置一张洁净的纸片,再向下转动旋柄,将压片压出,放在已称重的燃烧皿中,再次准确称量至0.1mg。
2.装弹将燃烧皿置于氧弹支架上,将镍丝两头分别紧绕在电极的下端,将弹帽放在弹体上,旋紧弹帽,用万用电表检查两电极是否通路;绑镍丝前应不通,绑镍丝后应为通路,否则重新压片。
通路时两极间电阻值一般应不大于20 。
3. 充氧气将氧弹进气口和充氧器的出气口接通,按下充氧器的手柄,此时表压指针指向0.5MPa,松开充氧器的手柄,氧气已充入氧弹中。
用特制顶针顶开氧弹出气孔,放出氧弹内的空气,再将氧弹进气口和充氧器的出气口接通,按下充氧器的手柄,此时表压指针指向1.5 MPa,1 min 后松开充氧器的手柄,氧气已充入氧弹中。
将充好氧气的氧弹再用万用表检查两极是否通路;若通路,则将氧弹放入量热计的内筒中。
4调节水温将温差测量仪探头放入水夹套,测量并记录夹套内水温,用容量瓶取2000ml已调温的水注入内筒中(控制内筒水温比夹套水温低1℃左右),5. 燃烧和测量温度装上搅拌马达,将氧弹两极用电线连接在点火变压器上,温差测量仪探头插入内筒水中,然后盖上盖子。
打开总电源开关,打开搅拌开关,接通精密温度温差测量仪,选择温差档,可精确至0.001℃,按下时间键,计时的时间间隔将在1 min 和0.5 min 之间转换选择;打开量热计控制器的电源,按下搅拌键,预热10 min 后,开始实验计时,此时每隔1 min 读一次数据;10 min 后,按下点火键,同时计时的时间间隔改为0.5 min;直到每次读数时温度上升小于0.1℃再改为1 min 读一次,继续10 min,结束实验。
(点火片刻温差显示迅速上升,即表示样品已燃烧;如果通电后,温度上升速度不快,表示点火没有成功,需打开氧弹,检查原因,排除故障。
)5 实验结束停止实验后,取出温差测量仪探头放入水夹套,记录水夹套水温。
取出氧弹,放出余气,打开氧弹盖,称剩余镍丝质量;复原仪器。
6测量萘的燃烧热,萘取0.5g(不超过0.6g)二、数据计录和数据处理室温大气压苯甲酸的质量萘的质量点火丝的质量点火丝质量残余点火丝的质量残余点火丝质量盛水桶水温盛水桶水温2. 已知苯甲酸在298.2K时的燃烧热Q p=-3226.8kJ·mol-1,计算量热计的总热容量C计。
3. 计算萘的燃烧热。
4. 已知萘在298.2K时的燃烧热Q p=-5153.8kJ·mol-1,计算测定的百分误差。
三、注意事项1. 样品应放在干燥器中干燥及保存2. 点火丝需压在片内,如浮在片子面上会引起样品熔化而脱落,不发生燃烧。
3. 点火丝通常是直径约0.1mm左右的铂、铜、镍铬丝或其它已知热值的金属丝或棉线,常见点火丝的燃烧热值如下:铁丝6700J/g 镍铬丝1400J/g 铜线2500J/g 棉线17500J/g4. 在燃烧第二个样品时,须再次调节水温。
5. 如果样品为液体,则需将样品装入胶囊或安掊瓶中进行测定。
6. 严格控制样品的称量范围,使标定量热计热容量和测定试样燃烧热时的温度范围基本相同。
四、提问思考1. 试根据实验所得的雷诺校正图,解释体系和环境热交换的情况。
2. 水桶中的水温为什么要选择比外筒水温低?低多少合适?为什么?3. 如果要提高实验的准确度应从哪几个方面考虑。
4. 如何用萘的燃烧热资料来计算萘的标准生成热。
C10H8(s)+12O2(g)→10CO2(g)+4H2O(l)ZT-2TC精密温度温差测量仪使用说明:1.仪器提供“时间设定”按键可通过“时间设定”按键,改变提示间隔时间,间隔时间从1秒至99秒可设。
时间采用倒计时显示,时间到时,仪器发出长音(0.5秒),提示使用者记录数据。
2.仪器提供“基准设定”按键在显示温差状态时按下该按键时,仪器取当前测量数据T0作为基准温度。
如仪器显示为T0=20.260℃,按下“基准温度”键显示为00.000℃,以后的温差 T即为当前温度T-基准温度T03.仪器提供“显示切换”按键该键单独按下时,循环切换显示基准温度(红灯、绿灯同时亮)、当前温度(红灯亮、绿灯灭)、显示温差(红灯灭、绿灯亮)3个状态。
实验二液体饱和蒸气压的测定——静态法一、操作步骤1. 装样品。
从等压计的加液口处注入异丙醇液体,使A球内装有约2/3的液体,并使适量的异丙醇在B管的两管间形成封闭液(约1/2高处)。
2. 检查漏气。
将等压计装置好(磨口处涂少量真空脂以保证密封),在冷阱中加入适量冰水,接通冷凝水,旋转三通活塞,使真空泵只与大气相通。
开通真空泵,待真空泵正常运转后,旋转三通活塞,使真空泵只与系统相通,抽出系统中的气体。
当压力测量仪上显示绝对压力值为40KPa时,旋转三通活塞,使真空泵只与大气相通,关闭真空泵。
观察压力测量仪的显示数字变化,若5min内无明显变化,则表示系统的气密性已达到本实验的要求,若有变化,说明漏气,应仔细逐段排察,设法消除,直至不漏气为止。
3. 测定不同温度下异丙醇的蒸汽压。
调解恒温槽的温度为20℃(或25℃,根据室温调解)。
开动真空泵,缓慢旋转三通活塞至适当位置,使真空泵与系统相通,缓缓抽气,使A、B间气体呈气泡状一个一个地通过封闭液(切忌抽气太快,否则封闭液将急剧蒸发而使实验无法进行)。
随着系统真空度越来越高,A球内及封闭液的异丙醇蒸发速度越来越快,应当及时调整三通活塞,减慢真空泵对系统的抽气速度。
至压力测量仪上显示压力值为90KPa左右时停止抽气。
微微调解进气活塞,使B两管内液面等高(谨防空气倒灌入A球),记下压力测量仪上压力值。
旋转活塞继续抽气,同上法再进行测量,直至连续两次测得的压力值基本相等,则可认为A、B之间管内的空气已驱尽。
最后两次测得的压力平均值即为该测量温度下的蒸汽压。
不需抽气,调节恒温槽温度为25℃,A球液面上方的异丙醇蒸汽因温度升高而体积增大,不断有气泡通过封闭液溢出。
为防止气泡溢出过剧,可以微微调节三通活塞放入少量空气,使与A球相连的B管液面稍高。
恒温15min后,调节系统压力使B部分两管内液面等高,记录25℃时压力测量仪上的压力值。
用上述方法沿温度升高方向测定30℃、35℃、40℃、45℃、50℃时的压力值。
实验完毕,再记录大气压。
图Ⅲ—2—1 液体饱和蒸气压测定装置图1.连冷凝管的等位计;2. 搅拌器;3. 温度计;4. 冷阱;5. 精密数字压差计;6. 稳压瓶;7. 抽气活塞,接真空泵二、数据记录和数据处理被 测 液 体 实 验 时 间 实 验 开 始 时 室 温 实 验 结 束 时 室 温 实验开始时气压计读数 实验结束时气压计读数 纬 度 海 拔 高 度 校正后大气压的平均值1. 绘制θPlg~T 图,求出液体的平均摩尔气化热及正常沸点。
2. 环已烷的正常沸点为80.75℃,气化热为32.76KJ.mol -1, 计算实验的相对误差。
3. 求出液体蒸气压与温度关系式(θPP lg= -A T B+)中的A 、B 值。
三、注意事项1. 实验装置所有玻璃活塞均要用真空脂密封旋紧,用于连接的橡胶管都应完好不漏气。
2. 等压计所装液体的量要符合要求。
3. 抽气速度要合适,必须防止等压计内液体沸腾过剧,致使B 管内液体被抽尽。
4. 开通真空泵前必须先接通冷凝水,冷阱内放足冰水。
5. 每测一个温度点,必须保证等压计内液体在此温度下恒温15min 以上,以保证数据的准确性。
6. 真实测量温度应该是恒温槽内温度计的读数,而不是设定温度。
四、提问思考1. 怎样判断球管液面上空的空气被排净?若未被驱除干净,对实验结果有何影响?2. 如何防止U 形管中的液体倒灌入球管A 中?若倒灌时带入空气,实验结果有何变化?3. 本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压,为什么?实验三双液系气液相图的绘制一、实验步骤1.按照图III-3-2所示安装好仪器。
要注意电热丝以及电热丝连线的接点应完全浸没在液体内;温度计的水银球应一半没在待测液里,但不能和电热丝相接触。
2. 测定环乙烷的沸点取25毫升溶液,置于沸点仪之蒸馏瓶内,接通冷凝水,通电并缓慢调节变压器使液体加热至沸腾,控制蒸汽在冷凝管回流高度为2厘米左右。
观察温度计的变化,待温度计稳定后,记录环乙烷的沸点。
3. 溶液沸点及气相、液相组成的测定分别测定体积百分比为5%、15%、25%、35%、45%、55%、65%、75%、85%、95%的环已烷-异丙醇混合物在沸点下的气相、液相组成。
测定方法为:取25毫升溶液,置于沸点仪之蒸馏瓶内,接通冷凝水,通电并缓慢调节变压器使液体加热至沸腾,控制蒸汽在冷凝管回流高度为2厘米左右。
观察温度计的变化,待温度计稳定后,再维持3-5分钟,以使体系达到平衡。
在这个过程中,应不时地将充满冷凝管下部凹槽内的气相冷凝液倾倒入蒸馏瓶中。
待平衡建立后,记下温度计的读数,并记录大气压。
将变压器电压调为零,停止加热,待充分冷却后,用干燥、洁净的吸管分别从冷凝管上端和蒸馏瓶支管处取气相和液相冷凝液,用阿贝折光仪测定其折射率。
每个样品测定三次,取其平均值。
将蒸馏瓶内的溶液倒入回收瓶。
按上述步骤完成其它组成的沸点以及气相和液相的折射率测定。
五、数据记录和处理1.将实验数据记录于表中。
室温:大气压:表III-3-1环已烷-异丙醇混合物的沸点、折射率及组成六、注意事项1. 电热丝及其接触点不能露出液面,一定要浸没在待测液内,否则通电加热会引起有机溶剂燃烧。
2.读取溶液沸点和停止加热准备测定折光率时,一定要使体系达到气液平衡。
取样分析后,吸管不能倒置3. 严格控制加热电压,只要能使液体沸腾即可。
过大的电流,会引起待测液燃烧或烧断电阻丝,甚至烧坏变压器。
4.测定折射率的时候一定要迅速,以防止由于挥发而改变其组成。
七、思考题1. 折射率测定为什么要在恒温下进行?2.影响实验精度的因素之一是回流的好坏,如何使回流进行得充分,标志是什么?3.蒸馏瓶、量桶等是否需要用水洗涤,是否需要用待测液润洗?蒸馏瓶中残余的环已烷-异丙醇醇溶液对下一个试样的测定有没有影响?附:(一)、.阿贝折射仪的构造原理阿贝折射仪的外形图如图Ⅱ-6-1所示,光学示意图如图Ⅱ-6-2所示,阿贝折射仪的主要部分是由两个折射率为1.75的玻璃直角棱镜所构成,上部为测量棱镜,是光学平面镜,下部为辅助棱镜,其斜面是粗糙的毛玻璃,两者之间约有0.1mm~0.15mm厚度空隙,用于装待测液体,并使液体展开成一薄层。