物理化学实验答案1汇总
物理化学实验所有课后习题和思考题答案
物理化学实验所有课后习题和思考题答案Revised final draft November 26, 2020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: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?提示:阅读《物理化学实验》教材P217-220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。
根据公式和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。
(完整版)物理化学实验思考题及答案全解
实验一燃烧热的测定1.搅拌太慢或太快对实验结果有何影响?答案:搅拌的太慢,会使体系的温度不均匀,体系测出的温度不准,实验结果不准,搅拌的太快,会使体系与环境的热交换增多,也使实验结果不准。
2.蔗糖的燃烧热测定是如何操作的?燃烧样品蔗糖时,内筒水是否要更换和重新调温?答案:用台秤粗称蔗糖0.5克,压模后用分析天平准确称量其重量。
操作略。
内筒水当然要更换和重新调温。
3.燃烧皿和氧弹每次使用后,应如何操作?答案:应清洗干净并檫干。
4.氧弹准备部分,引火丝和电极需注意什么?答案:引火丝与药片这间的距离要小于5mm或接触,但引火丝和电极不能碰到燃烧皿,以免引起短路,致使点火失败。
5.测定量热计热容量与测定蔗糖的条件可以不一致吗?为什么?答案:不能,必须一致,否则测的量热计的热容量就不适用了,例两次取水的量都必须是3.0升,包括氧弹也必须用同一个,不能换。
6.实验过程中有无热损耗,如何降低热损耗?答案:有热损耗,搅拌适中,让反应前内筒水的温度比外筒水低,且低的温度与反应后内筒水的温度比外筒高的温度差不多相等。
7.药片是否需要干燥?药片压药片的太松和太紧行不行?答案:需要干燥,否则称量有误差,且燃烧不完全。
不行。
8.如何确保样品燃烧完全?答案:充氧量足够,药品干燥,药片压的力度适中其他操作正常。
9.充氧的压力和时间为多少?充氧后,将如何操作?答案:2.5MPa,充氧时间不少于30S。
用万用电表检查两电极是否通路(要求约3至10Ω);检漏。
10.搅拌时有摩擦声对实验结果有何影响?答案:说明摩擦力较大,由此而产生的热量也较多,使结果偏大(数值)。
11.本实验中,那些为体系?那些为环境?答案:氧弹、内筒、水为体系;夹套及其中的水为环境。
12.压片时,压力必须适中,片粒压的太紧或太松对实验结果有何影响?答案:片粒压的太紧,使燃烧不完全,结果偏小(数值)。
片粒压的太松,当高压充氧时会使松散药粉飞起,使得真正燃烧的药品少了,结果偏小(数值)。
物理化学实验试卷含答案
物理化学实验试卷1一、选择题( 共29题50分)1. 1 分(8401)在燃烧热实验中,需用作图法求取反应前后真实的温度改变值△T,主要是因为:( B )(A) 温度变化太快,无法准确读取(B) 校正体系和环境热交换的影响(C) 消除由于略去有酸形成放出的热而引入的误差(D) 氧弹计绝热,必须校正所测温度值2. 2 分(8408)在氧弹实验中, 若要测定样品在293 K时的燃烧热, 则在实验时应该:( C )(A) 将环境温度调至293K (B) 将内筒中3000 cm3水调至293 K(C) 将外套中水温调至293 K (D) 无法测定指定温度下的燃烧热。
3. 2 分(8409)在氧弹实验中, 若测得∆c H m=-5140.7 kJ²mol-1, ∆│∆H│最大=25.47 kJ²mol-1, 则实验结果的正确表示应为: ( D )(A) ∆c H m= -5140.7 kJ²mol-1(B) ∆c H m= -5140.7±25.47 kJ²mol-1(C) ∆c H m= -(5.1407±0.02547)³103 kJ²mol-1(D) ∆c H m= -5140.7±25.5 kJ²mol-14. 2 分(8414)为测定物质在600~100℃间的高温热容, 首先要精确测量物系的温度。
此时测温元件宜选用:( C )(A) 贝克曼温度计(B) 精密水银温度计(C) 铂-铑热电偶(D) 热敏电阻5. 2 分(8415)在测定中和热的实验中, 试样为10 ml, 中和作用的热效应引起试样的温度改变不到1℃, 根据这样的实验对象, 宜选择的测温元件是:( D )(A) 贝克曼温度计(B) 0.1℃间隔的精密温度计(C) 铂-铑热电偶(D) 热敏电阻6. 2 分(8416)测温滴定实验中, 当用NaOH来滴定H3BO3时, 随着NaOH加入记录仪就记录整个过程的温度变化。
物理化学习题集及答案1
物理化学概念辨析题解物理化学教研组热力学第一定律一、选择题1. 在100 ℃,101325 Pa下,1mol水全部向真空容器气化为100 ℃,101325 Pa 的蒸气,则该过程( ) (A) ΔG<0,不可逆(B) ΔG=0,不可逆(C) ΔG=0,可逆(D) ΔG>0,不可逆2. 如图,将CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电极,以蓄电池为电源进行电解,可以看作封闭体系的是:( )(A)绝热箱中所有物质(B) 两个铜电极(C) 蓄电池和铜电极(D) CuSO4水溶液3. 体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:( )(A) T,p,V,Q (B) m,V m,C p,∆V(C)T,p,V,n(D) T,p,U,W4. 理想气体向真空膨胀,当一部分气体进入真空容器后,余下的气体继续膨胀所做的体积功:( ) (A) W > 0 (B) W = 0(C) W < 0 (D) 无法计算5. 在一个绝热刚瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么:( )(A) Q > 0,W > 0,∆U > 0(B) Q = 0,W = 0,∆U < 0(C) Q = 0,W = 0,∆U = 0(D) Q < 0,W > 0,∆U < 06. 对于封闭体系来说,当过程的始态与终态确定后,下列各项中哪一个无确定值:( ) (A)Q (B) Q + W(C) W (当Q = 0时) (D) Q (当W = 0时)7. 下述说法中,哪一种不正确:( )(A)焓是体系能与环境进行交换的能量(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量(C) 焓是体系状态函数(D) 焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等8. 某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种,在298 K时由5 dm3 绝热可逆膨胀到6 dm3,温度降低21 K,则容器中的气体是:( )(A) O2 (B) CO2 (C) NH3 (D) Ar9. 下述说法中,哪一种正确:( )(A)热容C不是状态函数(B) 热容C与途径无关(C) 恒压热容C p不是状态函数(D) 恒容热容C V不是状态函数10. 热力学第一定律仅适用于什么途径:( )(A)同一过程的任何途径(B) 同一过程的可逆途径(C) 同一过程的不可逆途径(D) 不同过程的任何途径11. 1 mol H2(为理想气体)由始态298 K、p被绝热可逆地压缩5 dm3,那么终态温度T2 与内能变化∆U分别是:( ) (A) 562K,0 kJ (B) 275K,-5.49 kJ(C) 275K,5.49 kJ (D) 562K,5.49 kJ12. n mol理想气体由同一始态出发,分别经(1)等温可逆;(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态,以H1和H2分别表示(1)和(2)过程终态的焓值,则:( ) (A) H1 > H2(B)H1 < H2(C) H1 = H2 (D) 上述三者都对13. 如图,A→B和A→C均为理想气体变化过程,若B、C在同一条绝热线上,那么∆U AB与∆U AC的关系是:( )(A)∆U AB > ∆U AC (B) ∆U AB < ∆U AC(C) ∆U AB= ∆U AC (D) 无法比较两者大小14. 水在100 ℃,101.3 kPa下吸收潜热变为蒸汽。
物理化学实验试卷1
物理化学实验试卷1一、选择题( 共29题50分)1. 1 分(8401)在燃烧热实验中,需用作图法求取反应前后真实的温度改变值△T,主要是因为:( )(A) 温度变化太快,无法准确读取(B) 校正体系和环境热交换的影响(C) 消除由于略去有酸形成放出的热而引入的误差(D) 氧弹计绝热,必须校正所测温度值2. 2 分(8408)在氧弹实验中, 若要测定样品在293 K时的燃烧热, 则在实验时应该:()(A) 将环境温度调至293K (B) 将内筒中3000 cm3水调至293 K(C) 将外套中水温调至293 K (D) 无法测定指定温度下的燃烧热。
3. 2 分(8409)在氧弹实验中, 若测得∆c H m=-5140.7 kJ·mol-1, ∆│∆H│最大=25.47 kJ·mol-1, 则实验结果的正确表示应为: ( )(A) ∆c H m= -5140.7 kJ·mol-1(B) ∆c H m= -5140.7±25.47 kJ·mol-1(C) ∆c H m= -(5.1407±0.02547)×103 kJ·mol-1(D) ∆c H m= -5140.7±25.5 kJ·mol-14. 2 分(8414)为测定物质在600~100℃间的高温热容, 首先要精确测量物系的温度。
此时测温元件宜选用:( )(A) 贝克曼温度计(B) 精密水银温度计(C) 铂-铑热电偶(D) 热敏电阻5. 2 分(8415)在测定中和热的实验中, 试样为10 ml, 中和作用的热效应引起试样的温度改变不到1℃, 根据这样的实验对象, 宜选择的测温元件是:( )(A) 贝克曼温度计(B) 0.1℃间隔的精密温度计(C) 铂-铑热电偶(D) 热敏电阻6. 2 分(8416)测温滴定实验中, 当用NaOH来滴定H3BO3时, 随着NaOH加入记录仪就记录整个过程的温度变化。
物理化学实验答案1
物理化学实验答案1 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN一、溶液中的等温吸附五、注意事项1.溶液的浓度配制要准确,活性炭颗粒要均匀并干燥2. 醋酸是一种有机弱酸,其离解常数Ka = 1.76× ,可用标准碱溶液直接滴定,化学计量点时反应产物是NaAc,是一种强碱弱酸盐,其溶液pH 在8.7 左右,酚酞的颜色变化范围是8-10,滴定终点时溶液的pH 正处于其内,因此采用酚酞做指示剂,而不用甲基橙和甲基红。
直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微红色,并保持半分钟内不褪色即为终点。
3.变红的溶液在空气中放置后,因吸收了空气中的CO2,又变为无色。
4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2,以它测定醋酸的浓度,用酚酞做为指示剂,则测定结果会偏高。
为使测定结果准确,应尽量避免长时间将NaOH 溶液放置于空气中。
七、讨论1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当,即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。
既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附,又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。
2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求,溶液吸附必须在等温条件下进行,使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡,使之达到平衡。
本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。
实验过程中温度会有变化,这样会影响测定结果。
3.由实验结果可知,活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附,可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特性。
用溶液吸附法测定活性炭比表面积,不需要特殊仪器,但测定过程中要防止溶剂挥发,以免引起测量误差。
此外,由于忽略界面上被溶剂占据部分,因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。
但由于方法简便,可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。
八、思考题(供参考)1.吸附作用与哪些因素有关?固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同?答:吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。
整理的物化实验题1(1)
选择题1、实验测定电池电动势时,采用补偿法这是为了( C )A 测量回路电流保持恒定B 测量回路电压保持恒定C 测量回路的电流接近于零D 测量回路电压接近于零2、若在测量中,通电时间长,会造成电极的极化,其结果为( A)A 测量值比实际值小B 测量值比实际值大C 不会有影响D 正极更正3、饱和蒸汽压测定实验中,测定之前不驱逐空气对测定有何影响?A 沸点偏低B 沸点不变C 沸点偏高D 压力差偏高4、当等压计管b与管c两液面相平时,乙酸甲酯的饱和蒸气压P*与外压P的关系是( C )。
A P*>PB P*<PC P*=PD P*≠P5、纯液体的饱和蒸气压与温度有何关系?A与温度无关 B 随温度升高而增大C 随温度升高而减小D 随温度降低而增大6、燃烧热实验测定中,量热计水当量是()A 氧弹筒的热容;B 量热计的热容;C水和量热计的热容; D 氧弹筒、水和量热计的热容7、燃烧热实验测定中,实验所需样品的量有何要求?A 可以多一些B 可以少一些C太多太少都不好,在压片后精确称量 D 按规定量粗略称量8、用补偿法测定电池电动势的实验中,若发现检流计始终偏向一边,则可能的原因是( B )A 被测电池的温度不均匀B 被测电极的两极接线反了C 搅拌不充分使浓度不均匀D 检流计灵敏度差9、下述四种电池(或仪器)中,哪一种是不能用作直流电源的: ( C )A 蓄电池B 干电池C标准电池 D 直流稳压电源10、在燃烧热实验中, 若测得ΔcHm=-5140.7 kJ·mol-1, Δ│ΔH│max=25.47kJ·mol-1, 则实验结果的正确表示应是(D )A ΔcHm=-5140.7kJ·mol-1B ΔcHm=-5140.7±25.47kJ·mol-1C ΔcHm=-(5.1407±0.02547)×103kJ·mol-1D ΔcH m=-5140.7±25.5 kJ·mol-111、在测定蔗糖水解实验中, 下列哪一组数据间为线性关系? ( C ) A α t ~ t B ln α t ~ t C ln(α t -α∞) ~ t D α t ~ 1/t12、在测定蔗糖溶液的旋光度时, 使用的光源是: ( A )A 钠光灯B 白炽灯C 水银灯D 红外灯13、某同学用对消法测得电池Zn│ZnSO 4(0.1000mol·kg -1)‖KCl(1.0000mol·kg -1)│Ag—AgCl(s) 的电动势与温度的关系为:E/V=1.0367-5.42×10-4(T/K-298),则298 K 时,电池Zn+2AgCl(s)=2Ag+ZnCl 2的可逆热效应为:( A )A -31.2 kJB -200.1 kJC 31.2 kJD 200.1 kJ14、为测定物质在600~100℃间的高温热容, 首先要精确测量物系的温度。
物理化学习题及答案1
一:选择题1.对于只作体积功的封闭系统,正确表达热力学第一定律的式子是( )Vdp dH Q d dV p dU Q c W Q U b W Q U a amb -=-=+=+=∆δδδδ)()()()( 2.一封闭系统经两条不同途径从始态变化到终态,下列式子那些可以成立?( )11212121)()()(H Q d U U c W W b Q Q a ∆=∆=∆==)(3. 计算体积功的基本公式为( ))()()()()()(1122212112V p V p W d pdV W c dV p W b V V p W a amb --=-=-=--=⎰∑ 4.一个与环境完全绝热的寝室,室内有一电冰箱正在工作,打开冰箱门,冷气传向室内,试问室内温度将如何变化?( ) (a )不断升高 (b) 不断降低 (c) 保持不变 (d) 无法判断5.对于状态函数的描述,下列说法哪个是不恰当的?( )(a)是状态的单值函数。
(b) 其改变值只决定于始、终态,与变化途径无关。
(c) 其简单组合必也是状态函数。
(d) 其微分是全微分。
6.理想气体恒温膨胀由1000kPa 变化到100kPa ,试问: 0)()(0)()(0)(0)()(H d U c W b Q a ∆∆)(7.常温下气体物质的恒压摩尔热容与恒容摩尔热容相比( ):无法比较)()()()(,,,,,,d C C c C C b C C a m V m p m V m p m V m p =<> 8.一绝热容器中间用一隔板隔开,一边抽成真空,另一边装有1000kPa 、298.15K 的理想气体,抽掉隔板后气体充满整个容器,达平衡后容器内的温度将( ):(a) 高于298.15K (b) 低于298.15K (c) 等于298.15K (d) 无法判断9.一真空绝热筒,有一活塞与大气相通,打开活塞后气体立即进入筒中,当筒内压力与大气压力相等时关闭活塞,则筒内温度( )(a) 高于大气T (b) 低于大气T (c) 等于大气T (d) 无法判断10一绝热筒内装有1000kPa 气体,其温度与大气相等,打开活塞气体喷出筒外,当筒内压力与大气压力相等时迅速关闭活塞,此时()(a) 筒T >大气T (b) 筒T <大气T (c)筒T =大气T (d) 无法判断11.298.15K ,101.325kPa 下反应 )()(44aq ZnSO Cu aq CuSO Zn +=+可经途径(1)使反应在烧杯中进行,途径(2)使反应在可逆电池中进行,则下列那些式子成立?( )12112121)()(H Q c H Q c Q Q b H H a ∆=∆==∆=∆)()( 12.在封闭系统内当热从系统传向环境时,系统的热力学能和焓( )(a) 必降低 (b)必升高 (c) 保持不变 (d) 不一定降低13.一定量理想气体由同一始态出发,分别经恒温可逆膨胀和绝热可逆膨胀到相同终态压力时,终态体积哪个大?( ))()())(d V V c V V b V V a 绝热恒温绝热恒温绝热恒温(=<>无法判断14. 一定量理想气体由同一始态出发,分别经恒温可逆膨胀和绝热可逆膨胀到相同终态体积时,终态压力哪个大?( ))()())(d p p c p p b p p a 绝热恒温绝热恒温绝热恒温(=<>无法判断 15.下列那些式子可以用⎰=∆21dT C H p 计算过程的焓变?( )水在常压下由25℃升温到75℃;(b) 理想气体恒压下进行化学反应水在恒压下蒸发为水蒸气; (d) 恒容钢筒中理想气体由25℃升温到75℃。
物理化学课后习题答案(全)
第1章 物质的pVT 关系和热性质习 题 解 答1. 两只容积相等的烧瓶装有氮气,烧瓶之间有细管相通。
若两只烧瓶都浸在100℃的沸水中,瓶内气体的压力为0.06MPa 。
若一只烧瓶浸在0℃的冰水混合物中,另一只仍然浸在沸水中,试求瓶内气体的压力。
解: 21n n n +=2212112RT V p RT V p RT V p +=⋅2111121222112p T p T T p T T T T =+⎛⎝⎜⎞⎠⎟=+ ∴112222p T T T p ⋅+=MPa0.0507=MPa 06.02)15.273100()15.2730(15.2730⎥⎦⎤⎢⎣⎡××++++=2. 测定大气压力的气压计,其简单构造为:一根一端封闭的玻璃管插入水银槽内,玻璃管中未被水银充满的空间是真空,水银槽通大气,则水银柱的压力即等于大气压力。
有一气压计,因为空气漏入玻璃管内,所以不能正确读出大气压力:在实际压力为102.00kPa 时,读出的压力为100.66kPa ,此时气压计玻璃管中未被水银充满的部分的长度为25mm 。
如果气压计读数为99.32kPa ,则未被水银充满部分的长度为35mm ,试求此时实际压力是多少。
设两次测定时温度相同,且玻璃管截面积相同。
解:对玻璃管中的空气,p V p V 2211=kPa 0.96=kPa )66.10000.102(35251212−×==p V V p ∴ 大气压力 = kPa 28.100kPa )96.032.99(=+·28· 思考题和习题解答3. 让20℃、20 dm 3的空气在101325 Pa 下缓慢通过盛有30℃溴苯液体的饱和器,经测定从饱和器中带出0.950 g 溴苯,试计算30℃时溴苯的饱和蒸气压。
设空气通过溴苯之后即被溴苯蒸气所饱和;又设饱和器前后的压力差可以略去不计。
(溴苯Br H C 56的摩尔质量为1mol g 0.157−⋅)解:n pV RT 131013252010831452027315==×××+⎡⎣⎢⎤⎦⎥−().(.) mol =0.832 mol n m M 209501570==..mol =0.00605mol p py p n n n 22212101325732==+=×= Pa 0.006050.832+0.00605 Pa4. 试用范德华方程计算1000 g CH 4在0℃、40.5 MPa 时的体积(可用p 对V 作图求解)。
物化实验答案
饱和蒸气压的测定1.为什么平衡管 a;c 中的空气要赶净怎样判断空气已被赶净在实验过程中如何防止空气倒灌答:若空气不赶净测得的压力不是纯液体的饱和蒸气压;而是与空气的混合压力;它不能用克劳修斯-克拉贝龙方程来描述.在大气压下测定沸点;若几次例如三次测定值在误差范围之内≤0.05℃则可认为空气已被赶净.为防止空气倒灌;可在读取温度和压力数据后立即重新加热水浴;或迅速使系统减压.2.本实验的主要系统误差有哪些答: 1方法误差.在由克拉贝龙方程导出克劳修斯-克拉贝龙方程的过程中有 3 个近似. g l 即:将蒸气看作理想气;设 V m=RT/P;与气体摩尔体积相比;忽略液体的摩尔体积V m ; 在不太大的温度间隔内;将摩尔气化热看作常数. 2读取温度和压力不能同时. 3温度的测量不作校正;4四氯化碳不纯等.3.对教材第46页上提示2如何回答答:a:该平衡管对压力变化反应较灵敏;但由于液柱较细;容易发生倒灌.而且c管和b管液面上升和下降较快;两液面相平时的温度和压力不易读准;并且由于封闭液体量少;易因蒸气损失量大而影响实验. b:该平衡管制作简便;易装液;但空气不能排尽;且容易发生空气倒灌.在精度比较低的实验中可采用之. c:该平衡管制作比较精良;能较好地解决空气倒灌问题;并且由于 b 管比 c 管粗许多; 所以 b 管液面下降较慢;而 c 管液面上升较快;易判断两液面相平;温度和压力读数较准. 另外b;c 间封液较多;一般不会因蒸气量损失大而影响实验.也有人认为读数时 b 管与 c 管液面相平不易观察;对读数的可靠性造成一定影响;可能滞后.此问题可以讨论;也可以通过小实验验证 4.系统如何捡漏判断漏气的依据是什么答:将系统减压~50 kPa;关闭与安全瓶相连的活塞;观察系统压力变化.若系统压力不断增大则可判断系统漏气. 5.实验装置中缓冲瓶起什么作用答:使系统压力稳定;即使系统稍有漏气也不会对测量产生太大影响. 6.本实验中所用测量仪器的最小读数的精确度是多少用来表示平均摩尔汽化热的有效数字有几位答:本实验中所用温度传感器;最小分度0.1℃;可估计读到0.01℃;压力计最小读数是 0.01kpa;一般温度和压力读数都是 4 位有效数字;所以用来表示平均摩尔汽化热的有效数字也应当是 4 位. 7.实验测得的是特定压力下液体的实际沸点; 如何求得液体的正常沸点你得到的正常沸点是多少;并与文献值比较答:由实验得到的 lnp/p0~1/T 图上查出 ln1 下的 1/T 值;然后计算 T;或由实验上得到的 0 lnp/p = -A/T+b 公式计算 p=100kPa 下的 T 值在已知 A 和 b 的情况下 . 8.压力和温度测量都有随机误差; 试用最小二乘法求算lnp/p0=-vHm/RT+b=-A/T+b 直线的斜率及其误差;并由此求算vHm 值及其误差. 答:见实验教材第 24 页上的例题.以同样的方法对你的实验结果作误差分析. 9.四氯化碳是易燃物;在加热时应该注意什么问题答:所有接口都必须密封;加热温度不要太高;一般高出正常沸点2-3 度即可.双液体系沸点-成分图的绘制1.本实验中;气;液两相是怎样达成平衡的若冷凝管 D 处体积太大或太小;对测量有何影响答:在本实验采用的恒沸点仪中;利用冷凝回流的方法保持气;液两相的相对量一定;则体系温度一定;两相达平衡.若冷凝管 D 处的体积太大;则气相冷凝液不易更新;客观上会造成气相蒸汽分馏;影响气相的平衡成分测定;而过小;则会因积存液量少给取样测定带来困难.2.平衡时气;液两相温度应该不应该一样实际是否一样怎样防止温度的差异答:平衡时气;液两相温度应该一样;但实际上存在差异.气相温度存在梯度;且略低于液相.为防止差异可采用以下方法:给气相保温;如本实验那样;在恒沸点仪上部和支管处缠绕石棉绳;使温度计置气;液两相中量取两相的折中温度;在恒沸点仪设计上;在保证沸腾的液体不会溅到 D 处的条件下尽量缩短支管的长度和降低支管的位置. 3.查乙醇或环己烷在不同温度的折射率数据;估计其温度系数;如不恒温;对折射率的数据影响如何答:查书后乙醇;环己烷不同温度下折射率数据表;计算折射率温度系数 dn/dT.大多数液态有机物的 dn/dT 为负值;对乙醇其值约为-0.0004/℃;随温度的升高折射率降低. 4.温度计的水银球为什么一半浸在液体中;一半留在气相中答:为兼顾测量气;液两相的折中温度. 5.本实验中所用温度计的精确度是多少答:本实验中所用温度计为 1/10 温度计;最小分度0.1℃;可估计读到0.01℃. 6.讨论本实验的主要误差来源. 答:本实验的主要误差来源有: 1温度的测量.实际上测得的温度只是气相和液相的折中温度;并不是两相的平衡温度;且气相本身就存在温度梯度.另外;并不能完全保持蒸汽全回流;因而温度也就不能完全恒定. 2在取样分析过程中;成分可能有变化;从而使测得的折射率并非平衡相组成. 3折射率测定的恒温效果不好. 7.如何判断气;液相已达到平衡状态答:当体系温度恒定t≤±0.05℃时可判断气;液相已达到平衡状态. 8.实验时;若所吸取的蒸汽冷凝液挥发掉了;是否需要重新配制溶液答:一般不需要.再重新加热蒸馏;待积存足够的气相冷凝液时再取样分析即可;因体系可在新的条件下达新的平衡.但若需要原来的物系组成;则可在实验完成后;专门配制漏掉点的溶液进行测定. 9.该体系用普通蒸馏办法能否同时得到两种纯组分为什么答:不能.因该体系具有最低恒沸点;实际上将体系分为两个部分:乙醇-恒沸混合物和环己烷-恒沸混合物. 在每个部分内的溶液通过蒸馏只能得到相应的一种纯组分和恒沸混合物; 故不能同时得到两种纯组分.10.实验测得的溶液的沸点与标准大气压下的沸点是否一致若不一致;对沸点~成分图有何影响答:通常不一致;因为一般实验时的大气压并不等于标准大气压.不一致时;测得的同一成分溶液的沸点会稍偏高或偏低;可借用褚鲁统规则和克劳修斯-克拉贝龙方程导出的溶液沸点随大气压变化的关系式进行分析: t 标= t/℃+273.15 + t/℃/10 × 101325-P/Pa/101325 式中 t 标为校正到101325 Pa 下的正常沸点C°;t/℃为实验大气压 PPa下测得的沸点. 可见;若实验时的大气压不等于标准大气压;则沸点~成分图在温度轴上稍有平移. 11.为什么工业上常生产 95%的酒精只用精馏含水酒精的方法能否获得无水酒精答:因为乙醇与水的体系具有最低恒沸点78.15℃ ;恒沸混合物的组成含乙醇95.57%; 所以只能生产 95%的乙醇.只用精馏含水酒精的方法不能获得无水酒精.要想得到无水酒精; 可在 95.57%的乙醇中加入 CaO; 使之与其中的水反应生产 CaOH2;然后进行蒸馏方可.蔗糖的转化1.蔗糖的转化速率和哪些条件有关 + 答:蔗糖的转化速率与反应温度;蔗糖浓度;水的浓度;催化剂 H 离子浓度有关.2.如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋答:可有 4 种回答: 1能使偏振光的振动面顺时针方向旋转的为右旋物质;旋光度为正值;能使偏振光的振动面逆时针方向旋转的为左旋物质;旋光度为负值. 2先用蒸馏水调零;然后测试溶液.如果在测试中只有当检偏镜顺时针方向旋转时才能使视野中三分视界明暗相同; 则被测物质的旋光性为右旋; 若只有当检偏镜逆时针方向旋转时才能使视野中三分视界明暗相同;则被测物质的旋光性为左旋. 3看实验教材第229页上的叙述. 4将溶液稀释后测旋光度;若旋光度增大则为左旋;否则为右旋. 3.为什么配蔗糖溶液可用粗天平称量答: 因为反应过程中反应液的浓度是用旋光仪测定旋光度来跟踪的; 所以不必知道蔗糖溶液的准确浓度. 4.一级反应的特点是什么答:一级反应的特点是:反应的半衰期只与速率常数有关;而与反应物的起始浓度无关. t1/2=0.693/k;速率常数的量纲是时间的倒数. 5.已知蔗糖的αD =65.55°;设光源为钠光 D 线;旋光管长为20cm.试估计你所配的蔗糖和盐酸混合液的最初旋光角度是多少 20 20 答: 旋光物质的比旋光角可用下式计算: D =10α/LC 表示钠光黄线; α D 893nm 式中αD . 为比旋光角;α为测量值;L 为旋光管长度cm ;即光在液柱中所经过的距离;C 为溶质浓 3 度g/cm .比旋光角定义为:当光经过一个 10cm 长;每立方厘米溶液中含有 1 克旋光物质的液柱时所产生的旋光角. 20∵C=10g/50ml×1/2=0.1g/ml;蔗糖的αD =65.55°;L=20cm 20 ∴α=αDLC/10=65.55×20×0.1/10=13.11° 6.在数据处理中;由αt-t 曲线上读取等时间间隔 t 时的αt 值;这称为数据的"匀整";此法有何意义什么情况下采取此法答: 此法可使数据采集均匀; 既避免某些测量数据带来的偶然误差又可以避免对大量数据作20处理.此法适用于测量数据较多;作图点的密度较大的情况.时间间隔的取值应适宜;在允许的范围内均匀选取. 7.实验中我们用去离子水来校正旋光仪的零点; 蔗糖转化过程中所测的旋光度αt 是否需要零点校正为什么答:不需要.因为在数据处理中用到的都是旋光角之差;校正值会消掉;所以没必要对测量数据作零点校正. 8.旋光管的凸出部位有何用途答:一是加液用;二是可从此处赶走气泡. 9.α∞不准偏高或偏低对 k 有何影响答:α∞不准对 k 的影响可做如下误差分析: 由式lnαt-α∞=-kt+lnα0-α∞;可得k=1/tα∞/α0-α∞ + α∞/αt-α∞ .可以看出;因α∞是负值;所以若α∞测得值偏低则k 这里不考虑t;αt 和α0 的测量误差偏小;若α∞测得偏高则k 偏大. 10.估计本实验的误差;怎样减小实验误差答: 1根据蔗糖水解速度常数κ=1/t{lnα0-α∞- αt-α∞ }的相对误差分析;可得: t 2α 2α k/k = —— + —————————————— + —————————————— tα0-α∞lnα0-α∞- αt-α∞ αt-α∞lnα0-α∞- αt-α∞ 可见在反应初期;由于 t 值较小;时间测定的相对误差较大;随着反应的进行;αt 值不断减小;使αt-α∞值也不断减小;故由旋光度测定的相对误差增大. 2温度对 k 的影响可由阿累尼乌斯公式进行误差分析:k/k=Aexp-Ea/RT2-Aexp-Ea/RT1/Aexp-Ea/RT1=-Ea/R1/T2-1/T1-1 -1 -1 -1 若实验温度由 298K 偏高 1K;活化能 Ea=46024Jmol ;常数 R=8.314JK mol ;则将引起 k 值 6%的系统误差.可见;在动力学实验中;反应温度恒定十分重要;否则会引入较大的系统误差. 11.蔗糖溶液的初始浓度是否影响最后的旋光角α∞ 答:若不存在副反应;则最后的旋光角只与生成物的浓度有关;而生成物的浓度与蔗糖溶液的初始浓度有关.所以;蔗糖溶液的初始浓度会影响最后的旋光角α∞.乙酸乙酯皂化反应 1.配制乙酸乙酯溶液时;为什么在容量瓶中要事先加入适量的去离子水答:在容量瓶中事先加适量去离子水;可使乙酸乙酯滴入水中形成溶液;减少挥发. 2.将 NaOH 溶液稀释一倍的目的是什么答:测定κ0 时将 NaOH 溶液稀释一倍是为了使之与反应液中 NaOH 溶液初始浓度一致. 3.为什么乙酸乙酯与 NaOH 溶液的浓度必须足够的稀答:因为只有溶液足够稀;每种强电解质的电导率才与其浓度成正比;溶液的总电导率才等于组成溶液的各种电解质的电导率之和; 才可通过测定反应液的电导率来跟踪反应物浓度的变化. 4. 如果 NaOH 与 CH3COOC2H5 起始浓度不相同;试问其动力学方程式如何表示测得的k 值与本实验结果是否相同答:若乙酸乙酯与 NaOH 溶液的起始浓度不等;则应具体推导 k 的表达式.设 t 时生成物浓度为 x;则反应的动力学方程式为 dx/dt=ka-xb-x …1 令 NaOH 溶液起始浓度等于 a;乙酸乙酯溶液起始浓度等于 b. 当a≠b 时;将上式积分得:k=1/ta-blnba-x/ab-x …2 当 a>b 时;有: NaOH + CH3COOC2H5 = CH3COONa + CH3CH2OH t=0 a b 0 0 t=t a-x b-x x x t=∞ a-b 0 b b 则: k0=aA1 k∞=bA2+A1a-b kt=A1a-x+A2x ;得联立解之;得 x=bk0-kt/k0-k∞;代入式2k=1/ta-bln{ak0-k∞-bk0-kt/akt-k∞} k∞的测定:配制a-b浓度的 NaOH 和 b 浓度的 NaAc 混合溶液;在与反应相同条件下测其电导率. 当 b>a 时;有: NaOH + CH3COOC2H5 = CH3COONa + CH3CH2OH t=0 a b 0 0 t=t a-x b-x x x t=∞ 0 b-a a a 则: k0=aA1 k∞=aA2 kt=A1a-x+ A2x ;得联立解之;得x=ak0-kt/k0-k∞;代入式2 k=1/tb-aln{bk0-k∞-ak0-kt/bkt-k∞} k∞的测定:配制b-a浓度的乙酸乙酯;a 浓度的 NaAc 和 b 浓度的 CH3CH2OH 混合溶液;在相同条件下测其电导率. 以 ln{bk0-k∞-ak0-kt/bkt-k∞}对 t 作图得一直线;由直线斜率求 k. 从得到的动力学方程可以看出;二级反应的速率常数与初始浓度有关.当 a;b 相等时; 速率常数与初始浓度成反比. 5.若实验中用二次水代替电导水可能会产生的影响是什么 -1 答:通常二次水中含有杂质电导率一般在 10-5 Scm ;如从空气中溶入的 CO2 和一般玻璃器皿上溶下来的离子;将会影响电导率的测量.但在实际的计算过程中;水的电导率 kw 的 -1 影响可被消掉.本实验中用去离子水代替电导水;二者的电导率相近;约为 10-6 Scm ;即 -1 10-3 mScm 在本实验的测量精度以下;故不会对结果产生影响. 6.反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念; 反应级数只能通过实验来确定. 试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应应为二级反应答:设乙酸乙酯皂化反应为二级反应;可得到速率方程的积分式.若反应物浓度相等;并设为 a;则有:k=1/tx/aa-x .可用两种方法来验证: 1在反应的不同时刻取样;并立即终止反应;然后用化学分析方法测定某反应物或生成物的浓度;并将测得数据代入方程计算 k 值.若 k 值为常数;则可判定反应为二级; 2用物理化学分析法测定反应进程中某物理量如电导率的变化;根据推导出的含有所测物理量的速率方程作图.若得直线;则可判定反应为二级. 7.如果乙酸乙酯和 NaOH 溶液均为浓溶液;试问能否用此法求得 k 值答:不能.因为浓溶液中强电解质的电导率不与其浓度成正比;失去得到此动力学方程的前提;所以不能求得 k 值.8.本实验为什么可以用测得的反应液的电导率来代替浓度变化答:因为本实验的反应液中只有 NaOH 和 NaAc 两种强电解质;并且 OH-离子的电导率比 Ac-离子的电导率大许多.在反应溶液的浓度相当低的条件下;可近似地认为溶液的电导率与 OH-离子的浓度成正比;所以可用测得的反应液的电导率来代替浓度变化. 9.为什么本实验要求反应液一混合就开始记时此时反应液中的 a 应为多少答: 因为本实验的速率方程积分式为: k=k0-kt /kat + k∞ ; kt~k0-kt/t 直线的斜率 m=1/ka 由知;k=1/ma;即速率常数 k 与起始浓度成反比.所以必须一混合就开始记时;此时反应液中各反应物溶液的浓度为原溶液浓度的 1/2. 10.乙酸乙酯皂化反应为吸热反应;试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好的结果答:将反应物溶液预先在恒温槽中恒温 10 分钟;然后取出迅速混合均匀;淋洗电极并将溶液倒入已恒温的大试管中进行测量;在处理数据时;舍去前 8 分钟的数据;用 8-40 分钟内的数据作直线拟合. 11.本实验为何要在恒温条件下进行而且乙酸乙酯和 NaOH 溶液混合前都要恒温答:因为乙酸乙酯皂化反应为吸热反应;反应速率常数是温度的函数;所以必须恒温.乙酸乙酯和 NaOH 溶液混合前都恒温为的是使反应液尽快达到反应温度. 12.各溶液在恒温及操作中为什么要塞好塞子答:一是防止乙酸乙酯挥发;二是防止 NaOH 溶液吸收空气中的 CO2;改变其浓度. 13.在保证电导率与离子浓度成正比的前提下;乙酸乙酯和NaOH溶液的浓度高些好还是低些好答:高些好.因为这样电导率变化值大;测量的相对误差小. 14.二级反应的特点是什么答: 对反应物浓度相同的二级反应; 其特点是: 1 半衰期与反应物初始浓度成反比;1/2=1/ka; t 2速率常数的量纲是浓度-1时间-1.电动势的测定及其应用 1.电池的电动势为什么不能直接用伏特计测量答:因为伏特计与电池连接后便构成了回路;电池中有电流通过.电流会引起化学变化;因而使电极极化;溶液浓度发生变化;电池的电势不能保持稳定.另外;电池本身有内阻;因而有电位降;所以伏特计量得的电位降不等于电池的电动势. 2.为何测电动势要用对消法;对消法的原理是什么答:利用对消法可在电池无电流或极小电流通过时测其两极间的静态电势.此时电池反应在接近可逆的条件下进行;测得的的电势降为电池的平衡电势;即电动势. 对消法原理可由线路示意图说明:见教材第 111 页 3.怎样计算标准电极势 "标准"是指什么条件答: 将待测电极与标准电极或参比电极组成电池并测定电池电动势; 然后利用电池和电极的能斯特方程便可计算待测电极的标准电极势;即E=φ 右-φ 左=φ 右°-RT/nFlnane/aoe-φ 参比φ 右°=E + RT/nFlnane/aoe+φ 参比 "标准"是指一定温度下水溶液中;各离子活度等于 1气体为逸度等于 1时的电动势.通常是指25℃时的值. 4.测电动势为何要用盐桥如何选用盐桥以适应不同的体系答:使用盐桥是为了消除或减小液接电势.因当两种不同的溶液衔接时;在其界面处必因离子扩散速度不同而产生液接电势. 选择盐桥的原则是: 1 盐桥溶液的浓度必须大大高于待测溶液的浓度; 2 盐桥溶液与待测液的接界面必须保持稳定;避免明显对流破坏界面盐桥口为多孔陶瓷塞或石棉纤维液接界; 3 不能与待测溶液发生化学反应; 4 正;负离子迁移速率接近. 盐桥内除用 KCl 外;也可用其它正负离子迁移数相近的盐类;如 KNO3;NH4NO3 等.具体 2+ + 选择时应防止盐桥中离子与电池溶液发生反应;如电池溶液中含有 Ag 离子或 Hg2 离子;为避免产生沉淀则不能使用 KCl 盐桥;应选用 KNO3 或 NH4NO3 盐桥. 见教材第 232 页 5.怎样才能又快又好地测定原电池的电动势答: 原电池的电动势应该在接近可逆条件下进行测定; 但在实验过程中不可能一下子找到平衡点;因此在电池中总会有或大或小的电流通过而产生极化现象即电极电势偏离平衡电势 .当外电压大于电动势时;原电池相当于电解池;极化结果使电位增加;相反;原电池放电极化;使电位降低.这种极化结果会使电极表面状态发生变化;此种变化即使在断路后也难以复原;从而造成电动势测量值不能恒定.因此在实验中应先估计所测电池的电动势; 将各旋钮先置估计值再找平衡点; 这样可避免调节过程中因产生大电流而使电极极化; 可又快又好地测得结果. 6.Zn 电极为什么要汞齐化答:金属电极的电极电势往往由于金属表面的活性变化而不稳定.Zn 是活泼金属;其电极 ;在水溶液中 H+离子会在 Zn 电极表面上放电产生H2↑.为了获得电势低于零-0.7628V 稳定的电极电势;常用电极电势较高的汞将 Zn 电极表面汞齐化即形成汞合金 ;这样在电极表面就不会产生氢气泡.另一目的是消除金属表面机械应力不同的影响; 使其获得重复性较好的电极电势. 汞齐化时间不宜太长; 只要将打磨好并洗净的锌电极插入饱和的硝酸亚汞Hg2NO32 溶液中 3-5 秒钟即可拿出;否则形成的汞齐膜太厚而改变电极电势. 7.为什么开始测电动势时数据总是不稳定答:因电极与溶液建立起电化学平衡需要一定的时间. 8.在AgCl溶度积测定实验中制备饱和AgCl溶液时;为什么AgNO3只能加一;两滴而不能多加答:加一;两滴 0.1M 的硝酸银溶液能产生雾状沉淀即可.氯化银沉淀产生太多一方面消耗氯离子;另一方面氯化银吸附在电极表面影响电极电势;所以不能多加.溶液表面吸附的测定 1.影响本实验好坏的关键因素是什么如果气泡出得很快;或两三个一起出来;对结果有什么影响答:关键因素是毛细管必须洁净.如果气泡出得太快;或两三个一起出来;将会使压力计两液面升降变化太快且不规律;p 测不准;对溶液来说;因为溶质扩散速度慢;在表面的吸附来不及达到平衡;这样就会使测得的溶液表面张力偏大. 因为正丁醇水溶液的表面张力随溶液浓度的增加而减小;当吸附平衡时溶液表面浓度增大;表面张力减小;若表面吸附未达平衡;则溶液表面浓度小;表面张力下降少;故测得的表面张力偏大.2.毛细管尖端为何要刚好接触液面答:因为只有毛细管尖端刚好接触液面时;外压才等于大气压 p0;从压力计上读出的高度差 . 才是毛细管内部和外部的压力差p=p 内- p03. 实验中为什么要读取最大压力差答:在最大气泡法测液体表面张力实验中;当气泡与液体达平衡时;液体中毛细管口气泡的曲率半径与凹液面下的附加压力 p 之间满足关系式: p=2γ/r; 此时气泡的弯曲半径最小; 附加压力 p 最大.而这个 p 我们是通过外加压力差p′来测量的通过水柱差 ;即以平衡打破的瞬间压差反映平衡时的附加压力 p.故实验中要读取水柱的最大压力差.如果能用已知表面张力的液体作为标准测定出毛细管常数; 那么在相同条件下通过测定不同液体的最大压力差就可得到表面张力.4.在本实验中Γ~c 图形应该是怎样的答:Γ~c 图形应该是:随着溶液浓度的增加Γ逐渐增加.开始时;Γ 随 c 增加得很快;Γ~ c 图形的斜率大;随后斜率逐渐减小;并逐渐接近于零.这也可从Γ=Γ∞Kc/1+Kc看出;当 Kc<>1 时;Γ=Γ∞;曲线斜率等于零;Γ等于饱和吸附量. 5.本实验结果准确与否取决于哪些因素答: 实验数据准确与否关键在于毛细管是否洁净; 另外还与毛细管尖端是否与液面刚好相切; 管口是否平整;出泡速率是否调节合适;读取压力是否正确以及温度等因素有关.实验最后结果准确与否则与作图有很大关系.本实验的作图误差很大;特别是作曲线切线的误差. 6.测量前如果压力计中两边液面不一样高;对测量结果有何影响答:有时由于毛细现象毛细管内液面高于外部;这并不影响测量结果.将系统通大气则内外液面可持平;另在测量时;给毛细管内进气也可将液面压至管口与外部相平;此时内外压力相等. 即使系统通大气时压力计两边液面仍不一样高; 只要在测量时读取两臂最高和最低压力求其压力差就对测量结果无影响. 8.毛细管内径均匀与否对结果有无影响答:无影响;主要毛细管管口要平整. 9.压力计中的液体是否可以用汞答:不可以.因为汞的密度大;由表面张力引起的压力计液面上升或下降变化微小;压力测量的相对误差会很大.黏度法测定高聚物相对分子量 1.三管黏度计有什么优点;本实验能否采用双管黏度计去掉 C 管答:三管黏度计的结构特点使它具有以下优点: 1由于增加了C 管;可使毛细管出口与大气相通.这样;毛细管内的液体形成一个悬空液柱;液体流出毛细管下端时即沿管壁流下;可保证出口处为层流而避免产生涡流. 2液柱高度与 A 管内液面高度无关;因此每次加入试样的体积不必恒定. 3 A 管体积。
物理化学实验习题及答案
物理化学实验习题及答案2013-01-14 00:08恒温槽的性能测试习题:一、优良的恒温槽应具备那些条件二、电热器功率过大有何缺点三、接触温度计可否当温度计用四、恒温槽灵敏度过低,又 T ——t 曲线有何影响五、欲提高恒温槽的灵敏度,有那些途径六、电子继电器的工作原理,起何作用H 2O 2分解反应速率常数的测定习题:一、为什么反应开始不立即收集氧气,而要在反应进行一段时间后再收集氧气进行测定二、读取氧气体积时量气管及水准瓶中水面处于同一水平位置的作用 何在三、反应过程中为什么要匀速搅拌 匀速搅拌对测定结果会产生怎 的影响四、H 2O 2和KI 溶液的初始浓度对实验结果是否有影响 应根据什么 条件选择它们弱电解质电离常数的测定—分光光度法习题:一、在配置溶液时,加入HCl、HAc和NaAc溶液各起什么作用二、溶液A和溶液B的起始浓度,是否一定要相同液相反应平衡常数的测定习题:一,引起本实验误差的可能因素是什么二,你认为如何提高本实验的精度三,如Fe3+,SCN-离子浓度较大时,则不能按公式来计算Kc的值,为什么四,为什么可用FeSCN2+与消光度比乘SCN-计算FeSCN2+平电导法测定弱电解质电离常数习题:1.测定金属与电解质溶液电阻的方法有何不同为什么测定溶液电阻要用交流电源2.测定溶液电导时为什么要恒温3.为什么交流电源通常选择在约1000/s,如为了防止极化,频率高一些,不更好吗试权衡利弊.乙醇---环己烷溶液的折射率-组成曲线的绘制习题:一、在测定中,溶液过热或分馏不彻底将使得相图图形发生什么变化二、做乙醇—环己烷溶液的折光率-组成曲线目的时什么三、每次加入蒸馏瓶中的环己烷或乙醇是否安记录表规定的精确值来进行四、如何判断气-液相达到平衡状态T g=T l搜集气相冷凝液的小球大小对实验结果有无影响五、测定纯物质的沸点时,为什么要求蒸馏瓶必须是干燥的测混合液的沸点与组成可不必洗净,为什么六、平衡时,气液两相温度应不应该一样怎么防止有温度差异七、我们测得的沸点与标准的大气压的沸点是否一样旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数习题:一、在测量蔗糖转化速率常数时,选用长的旋光管好还是短的旋光管好二、为什么可用蒸馏水来校正旋光仪的零点三、在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正在本实验中,若不进行校正,对结果是否有影响四、使用旋光仪时以三分视野消失且较暗的位置读数,能否以三分视野消失且较亮的位置读数哪种方法更好静态法测定液体饱和蒸汽压习题:一、静态法测定液体饱和蒸汽压的原理二、能否在加热情况下检查是否漏气三、如何让判断等压计中试样球与等压时间空气已全部排出如未排尽空气对实验有何影响四、实验时抽气和漏入空气的速度应如何控制为什么五、升温时如液体急剧汽化,应如何处理六、每次测定前是否需要重新抽气七、等压计的U型管内所贮液体有何作用答案恒温槽的性能测试一、答:1、热容量要大一些;2、加热器的导热性能好,而且功率要适当;3、搅拌要强烈而均匀;4、接触温度计和控制器动作灵敏;5、接触温度计,搅拌器和加热器要适当靠近一些;二、答:电热器功率过大会造成恒温介质受热不均匀,这样温度计测的温度比恒温介质高,影响恒温槽的性能;三、答:可以,接触温度计是一支可以导电的特殊水银温度计;四、答:这样会造所测温度最大值与最小植之差很大,说明它的恒 温性能差;五、答:1、把恒温糙各部件调节到合适的状态下;2、合理的布置恒温槽各部件的位置;3、合理的操作恒温槽仪器;4、恒温槽的灵敏度与环境温度有关;六、答:温度控制器常用继电器和控制器组成,从接触温度计发来的信号经控制电路放大后,推动继电器去开关电热器;H 2O 2分解反应速率常数的测定一、答:因为一开始排出来的气体是实验管道中的空气,而不是反应生成的氧气,故立即收集会降低实验的准确性;二、答:可以保持内外气压相同,有利于收集气体;三、答:一方面可以加速反应进程,另一方面可以使反应进度得到适当的控制,便于观察;四、答:有影响;浓度会影响反应速度,浓度越高反应速度越快;应选择低浓度的H 2O 2溶液,有利于观察实验现象及便于控制反应进度;弱电解质电离常数的测定—分光光度法1、答:甲基橙为不稳定有机物,在溶液中存在下列平衡:Hln=H++ln-加入HCl溶液可使反应向左进行,进而得到较纯的Hln物质,加入NaAc溶液时,可使反应向右进行,得到较纯的ln-物质,同时加入HAc 和NaAc溶液,得到Hln和ln-;2、答:C标=40.2/100=0.08C A=100.08+100.1/100=0.018C B=100.08+250.04/100=0.018溶液A和溶液B的起始浓度相同;液相反应平衡常数的测定1、答:在实验过程中,不同浓度溶液的配制过程以及用仪器测定消光度的过程都可能引起实验产生误差;此外,在绘制吸收光谱图,确定入射光波长的过程中也会产生误差;2、答:一方面,认真仔细配制溶液,尽量减少误差;另一方面,多次测量求平均值;3、答:当Fe3+,SCN-离子浓度大时,发生多个反应,不仅仅是单一的生成FeSCN2+的反应,因此Kc受多个反应的影响,而不能单单按照公式计算;4、答:对一号烧杯Fe3+,SCN-与反应达平衡,可认为SCN-全部消耗,此平衡硫氰合铁离子的浓度为反应开始时硫氰酸根离子的浓度,而消光度比是2,3,4号溶液的消光度分别与1号消光度之比,则FeSCN2+平=消光度比×FeSCN2+平1=消光度比×SCN2+始.电导法测定弱电解质电离常数1、答:①测定金属的电阻用欧姆定律R=U/I,通过电表测量电阻;测定电解质溶液的电阻用电导率仪测定k值,然后再求摩尔电导率,进而求出溶液电阻.②测定溶液电阻有其特殊性,不能用直流电源,当直流电源通过溶液时,由于电化学反应的发生,不但使电极附近溶液的浓度变化引起浓差极化,还会改变两极本质.2、答: 温度对电导有影响,同种离子在不同温度下的电离平衡常数不同,故溶液电导也不同.3、答:使用频率高一些的交流电源容易造成误差与测量结果的不准确.乙醇---环己烷溶液的折射率-组成曲线的绘制一、答: 溶液过热使得实测温度偏高; 分馏不彻底导致溶液的组成有变化,即在同等测量温度下,当含量低于衡沸组成时环己烷的含量升高乙醇含量降低,高于衡沸组成时乙醇含量升高环己烷含量降低. 两种原因在相图上引起相同的相图图形向上偏移;二、答: 为了在曲线上用内插法求去未知乙醇—环己烷溶液的浓度;三、答:不一定;因为当实际加入量与所要求的有较小的偏差时,只会引起绘制相图的实验点的微小波动,并不会引起多大的实验误差;同时相图中的组成最后确定并不是以实际加入量来确定,而是通过最后折射率的大小来确定;四、答:在一定的温度下,溶液气液相的组成均不随温度而变化;即可达到平衡状态;有影响;因为存放气相冷凝液的小球部分不能过大,否则稳定的沸腾温度是很难获得的;五、答:根据溶液的依数性,如果有其它液体加入会使沸点升高;因为在配制一系列不同组成的溶液时,当实际加入量与所要求的有较小的偏差时,只会引起绘制相图的实验点的微小波动,并不会引起多大的实验误差;并且相图中的组成最后确定并不是以实际加入量来确定,而是通过最后折射率的大小来确定;六、答、温度应该一样,温度的差异原因有①与环境的热交换:②加热设备的工作性能有关.③个人的操作精度.我们可以从这三点入手;七、答:不一样,因为实验的温度会影响气液界面的气压,还有实际压力液并不是正好是标准大气压,我们需要校准.旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数1、答:长度适宜较好.2、答:因为生成物与反应物都是以H2O作溶剂的,固应先消除H2O带来的影响;3、答:1校正目的为使测量更准确,2若不进行校正,会使结果产生一定的误差;4、答:不能以三分视野消失且较亮的位置读数.由于人的视觉在暗视野下时对明暗均匀与不均匀有较大敏感,若采用明亮的视野,不易辨别三个视野的消失,即不能用三分视野消失且较亮的位置读数.静态法测定液体饱和蒸汽压1、答:纯液体的饱和蒸汽压是随温度的改变而改变的;当温度升高时,蒸汽压增大,温度降低时则蒸汽压减小;当蒸汽压与外界压力相等时,液体便沸腾,此时测到的外界压力即为该液体的饱和蒸汽压;2、答:不能,因为加热可使饱和蒸汽压升高,致使真空泵的压力表读书降低,此结果与漏气产生的结果一样,故检查不出是否漏气;3、答:如果抽气过程中直至没有气泡通过u型管中的液体逐出,即为空气已全部排出;没有排尽空气会造成液体的饱和蒸汽压降低;4、答:抽气和漏气速度都应缓慢进行,因为抽气速度快时将导致液体成串上升无法控制;漏气速度快时会引起U型管水柱倒流;5、答:马上降低恒温槽内水的温度;6、答:由于同一液体的饱和蒸汽压只与温度有关,温度改变,蒸汽压会在原有基础上变化;7、答:利用U型管双臂液面高度相等,判断液柱两边压力相等进而测出液体的饱和蒸汽压;。
物化实验六个参考题略解 (1)
一 皂化反应1、本实验中,被测溶液的电导是哪些离子的贡献?反应过程中溶液的电导为何会发生变化?答: Na +1、OH -1、CH3COO -1,OH -1减少而CH3COO -1增加,又由于OH -1的迁移速率要大于CH3COO -1的迁移速率,电导率会逐渐减小。
2 本实验中公式9的应用条件是什么?本实验是采取哪些措施来满足这些条件的?答:(1)反应开始时以及反应过程中两种反应物浓度相等,(2)反应过程中近似的认为乙酸乙酯和乙醇不导电,反应过程中电导率的变化完全是由于反应物OH 不断被产物CH3COO 所取代而引起的(3)稀溶液中每种强电解质的电导率与其浓度成正比,溶液的总电导率等于组成溶液的电解质的电导率之和。
反应开始时操作尽可能快、尽可能完全的使两种溶液等浓度等体积混合。
3 反应开始时为什么要尽可能快、尽可能完全的使两种溶液混合?答:为了在计算机出图前完成混合,并且满足反应时两种反应物浓度相等。
4、根据式(8)作图,可从所得直线的斜率求算速率常数,但需要相关数据。
试设想如何通过实验直接测得。
答:0κ,配制C/2的氢氧化钠溶液测量其电导率;∞κ,直接测定C/2浓度的醋酸钠溶液的电导率为κ∞。
5、本实验中,应如何对电导率仪进行校正?答:将补偿温度调至25℃,然后在“测量档”测定C/2的氢氧化钠溶液的电导率,将其值调至“8”附近。
二 电动势的测定1 电池表达式中,左侧为负极,右侧为正极,负极是阳极,正极为阴极。
2 测量电动势时应如何连接电位差计和待测溶液,为什么?答:电位差计正极连线连接待测电池正极,负极连负极。
为了形成电路的抵消作用。
3 在配制已知溶液时,如果所用固体NaAc 吸水,对所测定电池的电动势及pH 值有何影响? 答:吸水导致所用醋酸钠的量偏少,导致ph 值偏小,而所测电动势偏大。
参考教材公式9,12.4 本实验所用盐桥内的电解质是什么?在制备盐桥时,电解质的选择应注意什么?答:KNO3,参考物理化学教材相应部分,三条内容。
物理化学实验课后思考题答案
实验十六 可逆电池电动势的测定
1、测定电池电动势为什么用补偿法?本实验的测定过程中,在找到光点不偏转之前,仍有电 流通过被测电池,将带来什么影响?如何减少这些影响? 答:热力学可逆电池的条件之一就是必须非常接近平衡状态,即通过的电流无限小,所以要 用补偿法来削减电流,使待测电池工作在可逆状态。
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物理化学实验课后题答案总结
实验五 燃烧热的测定
1、在本实验中,哪些是体系,哪些是环境?体系和环境通过哪些途径进行热交换?这些热交 换对结果的影响怎样? 答:氧弹、内筒及氧弹周围的水支架等是体系;恒温夹套、夹套与内筒之间的空气层以及外 界大气是环境;体系通过热辐射、热传导以及热对流的方式向环境中传递热量。这些热交换 可能会造成量热出现偏差,造成测量值不准(总热交换的形式不可知,故无法断定测量值是 偏大还是偏小)。 2、量热容器内的水温为什么要比恒温夹套内水温低?低多少为合适?为什么? 答:这样可以抵消与外部热交换的热量,减小实验误差。低 0.7-1℃合适,因为实验造成的水 温变化仅仅为 1.5-2.0℃,故低 0.7-1℃足以抵消热交换造成的偏差。
实验十三 三组分液-液平衡相图的测绘
1、本实验所用的滴定管(盛苯的)、锥形瓶、分液漏斗液管、滴管为什么要干燥? 答:若不干燥。则配置的溶液中水含量与要求的值有所偏差,影响实验相图的绘制。 2、绘制溶解度曲线时,若先配溶液所取的体积不是记录表中规定的数值,对测绘溶解度曲线 的准确性有没有影响?记录表中规定的数值是根据什么原则确定的?配溶液时读取所用的各 组分体积不准确会带来什么影响? 答:无影响。记录表中规定的数值,是根据取点尽量均匀、均匀分布在相图中的原则确定的, 配溶液时,读取所用的各组分体积不准确时,会使溶解度曲线与实际有偏差,影响系线。 3、当体系总组成在溶解度曲线上方及下方时,体系的相数有什么不同?在本实验中是如何判 断体系总组成正处于溶解度曲线上的?此时分几相? 答:在曲线上方时为一相,下方时为两相。在本实验中,溶液恰好由澄清变浑浊或者由浑浊 变澄清时,可以认为体系的总组成正处于溶解度曲线上,此时为两相 4、温度升高,此时三组分溶解度曲线会发生什么样的变化?在本实验中应当注意哪些问题, 以防止温度变化影响实验的准确性? 答:温度升高,溶解度曲线下移,且峰变窄。本实验中要注意滴定的速度、称量的速度等等。 5、测绘系线时,如何保证取得真正的在室温下达到平衡的共轭水层?你认为用什么方法可以 检验液-液共存的两相体系达到平衡? 答:静置时间足够长,保证体系与环境进行充分的热交换,以达到室温。向溶液中滴入少量 苯、乙醇或水,观察是否由清变浑浊,若变浑浊,则液-液共存的两相体系达到平衡。 6、从测量精度来看,体系质量分数用几位有效数字表示? 答:用 3 位有效数字表示 7、当温度、压力恒定时,单相区的自由度数是多少? 答:f*=C+ψ+0=3-1+0=2
物理化学实验所有课后习题和思考题答案完整版
物理化学实验所有课后习题和思考题答案集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]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: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?提示:阅读《物理化学实验》教材P217-220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。
根据公式和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。
物理化学实验答案
1、如何检查系统是否漏气?答:关闭真空泵,关闭阀门,观察平衡常数测定仪的示数是否变化,若变化则说明系统漏气,若变化过快,则需要检查装置重新抽气。
2、当使空气通入系统时,若通得过多有何现象出现?如何克服?答:反应体系将漏入空气。
因此通气速率一定要慢,如将气泡引入,重新抽完全重新做。
3、在氨基甲酸铵的分解平衡实验中,如何判定盛样小球的空气已抽尽?答:在同一温度下重复测定两次平衡时的真空度,如果两次数据相差不超过0.3kpa,就可以认为是空气已经排尽了。
5液体的饱和蒸汽压1、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2、在开启旋塞放空气进入系统内时,放得过多应如何办?实验过程中为什么要防止空气倒灌答:必须重新排除净弯管内的空气;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,才能保证等压计液面上的压力为液体的蒸气压。
主要是防止空气倒灌后,反应生成的物质会和空气中的某种成分发生反应,使生成物的成分变得不纯或复杂3、在体系中安置缓冲瓶和应用毛细管放弃的目的是什么?答:调节U型管左右两液面平齐4.、本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关?答:有关。
5、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。
6 凝固点降低法测定摩尔质量1、什么叫凝固点?凝固点降低公式在什么条件下才适用?它能否用于电解质溶液?答:凝固点就是大气压下固液两态平衡共存的温度凝固点降低公式适用于难挥发非电解质稀溶液,由于电解质溶液中阴阳离子之间的复杂的作用力,所以该公式不适用于电解质溶液2、为什么会产生过冷现象?答:过冷现象是由于溶解在溶液中的溶质在温度降到凝固点以后,没有晶体析出而达到过饱和状态的现象,原因一般是由于降温过快或溶液中较干净,没有杂质晶核3、为什么要使用空气夹套。
[理学]物理化学答案——第一章-热力学第一定律
第一章 热力学第一定律一、基本公式和基本概念 基本公式1. 功 'W W W δδδ=+体积,W 体积:体积功;'W :非体积功 热力学中体积功为重要的概念: W p dV δ=-外体积 本书规定:系统对环境做功为负,相反为正。
如果p 外的变化是连续的,在有限的变化区间可积分上式求体积功d W p V =-⎰外在可逆过程中,可用系统的压力p 代替外压p 外,即p p =外 d W p V =-⎰一些特定条件下,体积功计算如下: 恒外压过程 W p V =-∆外 定容过程 d 0W p V =-=⎰外 理想气体定温可逆过程 212112lnln V V V p W pdV nRT nRT V p =-=-=-⎰理想气体自由膨胀(向真空膨胀)过程 0W = 2. 热力学第一定律 U Q W ∆=+ 3. 焓 H U pV ≡+焓是状态函数,容量性质,绝对值无法确定。
理想气体的热力学能和焓只是温度的单值函数。
4. 热容 QC dTδ=(1)定压热容 ()pp p Q H C dTTδ∂==∂ 注意:()p p HC T∂=∂的适用条件为封闭系统,无非体积功的定压过程。
而对于理想气体无需定压条件。
(2) 定容热容 ()d VV V Q U C TTδ∂==∂ 同样,()V V UC T∂=∂的适用条件为封闭系统,无非体积功的定容过程。
对于理想气体来说,则无需定容条件。
任意系统:p V T pU V C C p V T ⎡⎤∂∂⎛⎫⎛⎫-=+⎪ ⎪⎢⎥∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 理想气体:p V C C nR -= 摩尔热容与温度的经验公式2,p m C a bT cT =++ 2,''p m C a b T c T -=++5. 热定容热: d ;V V Q U Q U δ==∆ 条件为封闭系统无其他功的定容过程 定压热: d ;p p Q H Q H δ==∆ 条件为封闭系统无其他功的定压过程相变热: p H Q ∆= 条件为定温定压条件下系统的相变过程 6. 热力学第一定律在理想气体中的应用 (1) 理想气体,U ∆ H ∆的计算定温过程:0,U ∆= 0,H ∆= 2112ln ln V p Q W nRT nRT V p -==-=- 无化学变化、无相变的任意定温过程21,d T V m T U nC T ∆=⎰,21,d T p m T H nC T ∆=⎰(2) 理想气体绝热可逆过程方程绝热可逆过程方程:11pV TVp T γγγγ--===常数;常数;常数 (p VC C γ=)理想气体绝热功: 1211221()()1V W C T T p V p V γ=--=--- 理想气体绝热可逆或不可逆过程:21,0,d d T V m T Q U W p V nC T =∆==-=⎰外理想气体绝热可逆过程:2212,,,1121lnln ,lnln V m p m V m V T V pR C C C V T V p =-= 7. 热力学第一定律在化学变化中的应用 反应进度:(0)B B Bn n ξν-=mol(1) 化学反应热效应化学反应摩尔焓变:,B r m p m BHH H Q n νξ∆∆∆===∆∆ 当1mol ξ∆=时的定压热 化学反应摩尔热力学能变化:,B r m V m BUU U Q n νξ∆∆∆===∆∆ 当1mol ξ∆=时的定容热 (2) 化学反应的r m H ∆与r m U ∆的关系无气相物质参与的化学反应系统:,,,r m T r m T r m T H U pV U ∆=∆+∆≈∆ 有气相物质(理想气体)参与的化学反应系统:,,,,r m T r m T r m T B g H U pV U RT ν∆=∆+∆=∆+∑(3) 化学反应定压热效应的几种计算方法 利用标准摩尔生成焓值:(298.5)()r m Bf m B H K H B θθν∆=∆∑利用标准摩尔燃烧焓值:(298.5)()r m Bc m BH K H B θθν∆=-∆∑(4) 化学反应焓变与温度的关系---基尔霍夫方程2121,()()()d T r m r m Bp m T BH T H T C B T ν∆=∆+∑⎰基本概念1. 系统和环境热力学中,将研究的对象称为系统,是由大量微观粒子构成的宏观系统。
物理化学习题答案(1-5章)
第一章 热力学定律思考题1. 设有一电炉丝浸入水槽中(见下图),接上电源,通以电流一段时间。
分别按下列几种情况作为体系,试问ΔU 、Q 、W 为正、为负,还是为零?①以水和电阻丝为体系; ②以水为体系; ③以电阻丝为体系; ④以电池为体系;⑤以电池、电阻丝为体系; ⑥以电池、电阻丝和水为体系。
答:该题答案列表如下。
2. 任一气体从同一始态出发分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到体积相同的终态,终态压力相同吗?答:不同。
膨胀到相同体积时,绝热可逆与绝热不可逆的终态温度和压力不同。
3. 熵是量度体系无序程度大小的物理量。
下列情况哪一种物质的摩尔熵值更大?(1)室温下纯铁与碳钢; (2)100℃的液态水与100℃的水蒸气; (3)同一温度下结晶完整的金属与有缺陷的金属;(4)1000℃的铁块与1600℃铁水。
答:温度相同的同一种物质,气、液、固态相比(例如水蒸气、液态水和冰相比),气态的微观状态数最大,固态的微观状态数最小,液态居中,因此,摩尔熵气态最大,液态次之,固态最小;同类物质,例如,氟、氯、溴、碘,分子量越大摩尔熵越大;分子结构越复杂熵越大;分子构象越丰富熵越大;同素异形体或同分异构体的摩尔熵也不相同。
(1)、(2)、(3)和(4)均是后者摩尔熵值大。
4. 小分子电解质的渗透压与非电解质的渗透压哪个大?为什么?电解质的稀溶液是否有依数性?其渗透压公式是怎样的?答:非电解质的渗透压大。
因为非电解质不能电离,通过半透膜的几率就小,这样就造成膜两侧的浓差增大,使渗透压增大。
小分子电解质的稀溶液有依数性,但不显著。
稀溶液以浓度代替活度,()RT RT 212c 1c 1c 2c +=∆=π,若c 1>>c 2,RT 1c 2=π;若c 2>>c 1,RT 1c =π,c 1、c 2分别为溶液一侧和溶剂一侧的浓度。
5. 下列物理量中,哪一组是广度性质的状态函数?(1). C p ,C v ,S ,H m (2). U m ,T ,P ,V m (3). V m ,H m ,μ,U (4). H ,V ,U ,G答:(4)组,即H ,V ,U ,G 是广度性质的状态函数。
《物理化学实验》思考题及参考答案
《物理化学实验》思考题及参考答案物理化学实验思考题及参考答案题目一:溶解度曲线法测定NaCl在纯水中的溶解度问题描述请详细描述溶解度曲线法测定NaCl在纯水中的溶解度的原理和步骤。
参考答案溶解度曲线法是通过测定溶液中某种物质在一定温度下的溶解度与溶液浓度之间的关系来确定该物质在纯水中的溶解度。
步骤如下:1. 首先,准备一系列不同浓度的NaCl溶液。
可以通过称取不同质量的NaCl固体,溶解在已知体积的纯水中,制备溶液。
2. 稳定温度至设定值后,取一定量的溶液,利用适当的方法(如电导仪、折射仪或密度计等),测定其浓度。
3. 重复上述步骤,测定不同浓度的溶液的溶解度。
4. 将浓度与溶解度绘制成曲线图,得到溶解度曲线。
5. 通过分析曲线的斜率和坐标轴的截距,可以求得NaCl在纯水中的溶解度。
题目二:利用红外光谱测定有机物结构问题描述请简要说明红外光谱法是如何用于测定有机物的结构的。
参考答案红外光谱法是一种常用的分析方法,通过测量有机物在红外光谱范围内吸收和发射的红外辐射来确定有机物的结构。
具体步骤如下:1. 首先,将待测有机物制备成薄片或溶解在适当的溶剂中,并涂布在红外光谱仪的样品台上。
2. 打开红外光谱仪,调整仪器的工作模式和参数,将红外光源照射到待测样品上。
3. 通过检测样品吸收和发射的红外辐射,记录并绘制出样品在不同波数下的吸收强度和吸收峰。
4. 根据化学键振动频率与红外光谱的对应关系,对比已知有机物的红外光谱图谱,确定待测有机物的结构。
红外光谱法能够提供有机物分子中的功能基团和结构信息,有助于确定化合物的组成、取代位置及分子结构。
物理化学实验题及参考答案1
物理化学实验一、选择题1. 在BET容量法测定多孔物质比表面的实验中, 为测量低压下气体的压力, 较适宜的是用复合真空计, 它是哪些真空规的复合?(A) 电偶真空规与电离真空规的复合(B) 麦氏真空规与电离真空规的复合(C) 电偶真空规与麦氏真空规的复合(D) 麦氏真空规、电偶真空规和电离真空规的复合2. 使用分光光度计测量吸光度A,为了使测得的A更精确,则应:(A) 在最大吸收波长进行测定(B) 用比较厚的比色皿(C) 用合适浓度范围的测定液(D) 选择合适的波长,比色皿及溶液浓度,使A值落在0 ~ 0.8 区间内3. FeSO4·7H2O 在磁场下称重, 其质量比无磁场时:(A) 增加(B) 减少(C) 不变(D) 不能确定4. 在动态法测定水的饱和蒸气压实验中, 实验温度在80℃~100℃之间, 则所测得的气化热数据是:(A) 水在80℃时的气化热(B) 水在100℃时的气化热(C) 该数值与温度无关(D) 实验温度范围内气化热的平均值5. 为使吸附剂脱附活化, 常要抽真空, 在使用油扩散泵来获得真空的实验中, 正确的操作应是:(A) 采用吸附泵作其前级泵(B) 不必采用前级泵(C) 需要机械泵作为前级泵(D) 可用钛泵作前级泵6. 在测定正丙醇溶液的表面张力实验中,下列哪一组数据之间为线性关系?(γ为表面张力,Γ 为吸附量,c 为浓度)(A) γ~c(B) c/Γ~c(C) lnΓ~c(D) Γ~c7. 若H2流速为F H2, N2流速为F N2, 总流速为F T, 大气压力为p A, 则N2的分压为:(A) p=FFNH22·p A(B) p=FFNT2·pA(C) p=FFHN22·p A(D) p=FF FNT H22·p A8. 在测定中和热的实验中, 试样为10 ml, 中和作用的热效应引起试样的温度改变不到1℃, 根据这样的实验对象, 宜选择的测温元件是:(A) 贝克曼温度计(B) 0.1℃间隔的精密温度计(C) 铂-铑热电偶(D) 热敏电阻9. 测温滴定实验中, 当用NaOH来滴定H3BO3时, 随着NaOH加入记录仪就记录整个过程的温度变化。
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一、溶液中的等温吸附五、注意事项1.溶液的浓度配制要准确,活性炭颗粒要均匀并干燥2. 醋酸是一种有机弱酸,其离解常数Ka = 1.76× ,可用标准碱溶液直接滴定,化学计量点时反应产物是NaAc,是一种强碱弱酸盐,其溶液pH 在8.7 左右,酚酞的颜色变化范围是8-10,滴定终点时溶液的pH 正处于其内,因此采用酚酞做指示剂,而不用甲基橙和甲基红。
直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微红色,并保持半分钟内不褪色即为终点。
3.变红的溶液在空气中放置后,因吸收了空气中的CO2,又变为无色。
4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2,以它测定醋酸的浓度,用酚酞做为指示剂,则测定结果会偏高。
为使测定结果准确,应尽量避免长时间将NaOH 溶液放置于空气中。
七、讨论1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当,即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。
既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附,又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。
2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求,溶液吸附必须在等温条件下进行,使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡,使之达到平衡。
本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。
实验过程中温度会有变化,这样会影响测定结果。
3.由实验结果可知,活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附,可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特性。
用溶液吸附法测定活性炭比表面积,不需要特殊仪器,但测定过程中要防止溶剂挥发,以免引起测量误差。
此外,由于忽略界面上被溶剂占据部分,因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。
但由于方法简便,可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。
八、思考题(供参考)1.吸附作用与哪些因素有关?固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同?答:吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。
固体在溶液中的吸附,除了吸附溶质还有溶剂,液固吸附到达平衡时间更长;固体吸附剂吸附气体受温度、压力及吸附剂和吸附质性质影响:气体吸附是放热过程,温度升高吸附量减少;压力增大,吸附量和吸附速率增大;一般吸附质分子结构越复杂,被吸附能力越高。
2.弗罗因德利希吸附等温式与朗缪尔吸附等温式有何区别?答:朗缪尔吸附等温式是一个理想的吸附公式,它代表了在均匀表面上,吸附分 子彼此没有作用,而且吸附是单分子层情况下吸附达平衡时的规律性,有饱和吸 附量值;弗罗因德利希吸附等温式属于真实吸附,是经验公式,但也有理论说明, θ 范围比Langmuir 等温式要大一些,没有饱和吸附量值。
3.如何加快吸附平衡的到达?如何判断是否达到吸附平衡?答:提高振荡速度;滴定两次不同时间的醋酸浓度时,两次消耗NaOH 体积相 同,即可判断吸附已达到平衡。
二、最大泡压法测定溶液的表面张力注意事项:1.仪器系统不能漏气。
2.所用毛细管必须干净、干燥,应保持垂直,其管口刚好与液面相切。
3.读取压力计的压差时,应取气泡单个逸出时的最大压力差。
思考题:1.毛细管尖端为何要刚好接触液面?答:因为如果将毛细管尖端插入到溶液内部,毛细管内会有一段水柱,产生压力P ˊ,则测定管中的压力Pr 会变小,△pmax 会变大,测量结果偏大。
2.为何毛细管的尖端要平整?选择毛细管直径大小时应注意什么?答:毛细管半径不能太大或太小。
太大,∆pmax 小,引起的读数误差大;太小,气泡易从毛细管中成串、连续地冒出,泡压平衡时间短,压力计所读最大压力差不准。
一般选用毛细管的粗细在测水的表面张力时∆pmax 读数为500Pa~800Pa 。
3.如果气泡出得很快对结果有何影响?答:如果气泡出得很快,气泡的形成与逸出速度快而不稳定,致使读数不稳定,不易观察出其最高点而起到较大的误差。
4.用最大气泡法测表面张力时,为什么要取一标准物质?本实验中若不用水作标准物质行不行?最大气泡法的适用范围怎样?答:由于毛细管的半径较小,直接测量R 误差较大。
通常用一已知表面张力为0σ的液体(如水、甘油等)作为参考液体,实验测得其对应的最大压力差为0,max p ∆。
可得被测液体的表面张力σ1=σ2*(△p1/△p2)=K △p1。
本实验中用DMP-2B 型数字式微压差测量仪测量,该仪器可直接显示以Pa 为单位的压力差。
不行,试验中要求由稀到浓测定不同浓度正丁醇溶液的△p ,且如果用其他物质作标准物质,若有残留,对后面实验可能产生影响。
最大气泡法:非常适用于测量表面张力随时间的变化,测量气泡最高的压力。
5.在本实验中,有哪些因素将会影响测定结果的准确性?答:装置漏气;毛细管尖端不平整或有异物堵塞;要求毛细管与液面相切,但实际中可能做不到,毛细管插入液面的深浅不一,或不垂直;表面吸附量Г是指单位面积的表层中所含溶质的量与具有相同质量溶剂的本体溶液中所含溶质的量之差,因此,当浓度较低时,由于溶质优先排布在溶液表面层,使Г随浓度增加而增加,但当浓度增大到一定值后,再增加溶质浓度,必定使溶质在表面层的浓度与在体相中的浓度之差越来越小,直到浓度无限大时,这个差值为零,而我们实验中是近似地忽略掉溶液本体的溶质量的,所以可能存在一点点偏差;在实验数据处理的时候是用excel 的粗略拟和,产生误差。
1、实验时,为什么毛细管口应处于刚好接触溶液表面的位置? 如插入一定深度将对实验带来什么影响?答案:减少测量∆P max 误差,因为∆P max是气泡内外的压力差,在气泡形成的过程中,由于表面张力的作用,凹液面产生一个指向液面外的附加压力△P ,K =ΔP r γ=ΔP 2m ax m ax ,如果插入一定深度,P 外还要考虑插入这段深度的静压力,使得∆P max的绝对值变大,表面张力也变大。
2、最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差?答案:最大气泡法测定表面张力时要读最大压力差。
因为随着气泡的形成,曲率半径逐渐由大变小又变大,当曲率半径等于毛细管半径时,气泡呈半球形,气泡曲率半径最小,△P 最大。
这时的表面张力为: K =ΔP r γ=ΔP 2m ax m ax 式中的K 为仪器常数,可用已知表面张力的标准物质测得。
∆P max由压力计读出。
3、实验中为什么要测定水的∆P m ax? 答案:当曲率半径等于毛细管半径时的表面张力为:K =ΔP r γ=ΔP 2m ax m ax 式中的K 为仪器常数,可用已知表面张力的标准物质测得,这种标准物质就是水。
4、对测量所用毛细管有什么要求?答案:毛细管一定要清洗干净,管口平齐。
5、在毛细管口所形成的气泡什么时候其半径最小?答案:测量时∆P m ax最大 6、如何用镜象法从σ—C 等温线上作不同浓度的切线求Tc γ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭或Z ?如图所示,经过切点a 作平行于横坐标的直线,交纵坐标于b 点。
用镜象法求作切线。
以Z 表示切线和平行线在纵坐标上截距间的距离,显然Z 的长度等于 Tc c γ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭, 即 TZ c c γ∂⎛⎫=- ⎪∂⎝⎭ 7、答案:表面张力为什么必须在恒温槽中进行测定?答案:因为表面张力与温度有关,温度升高,表面张力下降。
8、如果气泡逸出的很快,或几个气泡一齐出,对实验结果有何影响?答案:如果气泡逸出的很快,或几个气泡一齐出,即气泡形成时间太短,则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来,测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。
9、根据什么来控制滴液漏斗的放液速度?对本实验有何影响?答案:要求气泡从毛细管缓慢逸出,通过控制滴液漏斗的放液速度调节逸出气泡每分钟10个左右。
若形成时间太短,则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来,测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。
10、测定正丁醇溶液的表面张力时,浓度为什么要按低到高的顺序依次测定?答案:溶液的表面张力与浓度有关,浓度按低到高的顺序依次测定,可减少由测量瓶清洗不够干净引起的误差。
11、温度变化对表面张力有何影响,为什么?答案:温度升高,表面张力下降。
表面张力与温度有关,12、测定时如何读取微压力计的压差?答案:测量时读取微压计上的最大压力。
13、对同一试样进行测定时,每次脱出气泡一个或连串两个所读结果是否相同,为什么?答案:不同;每次脱出一个气泡结果才准确。
如果气泡逸出的很快,或几个气泡一齐出,即气泡形成时间太短,则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来,测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。
14、 准确地取x ml 正丁醇和(1000-x)ml 蒸馏水能得到准确的1000ml 溶液吗?为什么?x 越大时差别越大还是越小(1< x <500范围内)?答案:不能,因为对真实液态混合物,混合前后体积不等,而且x 越大(浓度越大)时差别越大。
15、本实验为何要测定仪器常数?仪器常数与温度有关系吗?答案:当曲率半径等于毛细管半径时的表面张力为:K =ΔP r γ=ΔP 2m ax m ax 式中的K 为仪器常数,可用已知表面张力的标准物质-蒸馏水测得。
仪器常数与温度无关,16、影响本实验结果的主要因素是什么?答案:气泡逸出速度、是否∆P m ax、溶液浓度、温度、系统的气密性等。
17、如何检验仪器系统漏气?答案:旋开分液漏斗,使压差计显示一定的数值,旋紧分液漏斗,此值保持一段时间不变。
18、从毛细管中逸出的气泡有什么要求? 如何控制出泡速度?答案:要求气泡从毛细管缓慢逸出,一个一个的出,逸出气泡每分钟10个左右。
通过控制滴液漏斗的放液速度调节。
19、由0.5mol/l 的正丁醇溶液稀释浓度为0.02mol/l 正丁醇溶液50 ml ,如何配制最简单?写出计算公式。
答案:0.5×0.25=(ρ/74)V 正丁醇 (11.45ml )0.5x=0.02×50 x=2 ml20、微压计如何采零?答案:采零:打开大试管上的活塞,使体系与大气相通,在数显微压差仪上,选"Kpa"键,在体系与大气相通的时候,按下"采零"键,读数应显示"00.00"。
额外:如何由实验结果求算乙醇的横截面积?并与文献值相比较,写出计算相对误差和绝对误差的计算公式。
答案:由实验求得的m Γ代入m m 1a ΓL 可求被吸附分子的截面积m a 。
文献值:直链醇分子截面积为2.16×10-19m 2相对误差=(2.16×10-19m 2-m a )/2.16×10-19m 2:绝对误差=2.16×10-19m 2-m a1. 用最大气泡压力法测定表面张力时为什么要读最大压力差?提示:若读中间某个压力差值,不能保证每次读压力差对应大小相同气泡。
2. 为何要控制气泡逸出速率?提示:气泡逸出速率会影响气泡的大小,近而影响压力差值的大小,因而要保证测定过程中气泡逸出速率恒定。