物化答案解析
物化思考题及答案
物化思考题及答案一、判断题(正确打“√”,错误打“×”)1、处于临界状态的物质气液不分,这时vm(g)=vm(l)。
a2.在正常沸点下,液相苯和气相苯的化学势相等。
A.3、绝热过程都是等熵过程。
4、等温等压下的聚合反应若能自发进行,则一定是放热反应。
a5.气体的标准状态是在标准压力下具有理想气体性质的纯气体。
A.6、液体水在等温等压下可逆变为水蒸气,因温度不变,所以u也不变。
7.什么时候△ H=QP,QP是状态函数。
8.P1v1r=p2v2r仅适用于理想气体的可逆过程。
9、绝热恒容过程,系统的△h=0。
10、拉乌尔定律对理想液态混合物中任一组分都适用。
a11.理想气体分子之间没有相互作用,分子本身也不占体积。
12、在正常沸点时,液相苯和气相苯的摩尔自由能相等。
a装订线装订线19。
功可以完全转化为热,但热不能完全转化为功。
A22所有自发过程都应该在外部起作用。
24.理想液体混合物中各组分的分子间相互作用作用力完全相等。
a25、催化剂能改变一反应的平衡常数。
26、只有基元反应的级数才是正整数。
27、阿累尼乌斯活化能与温度有关。
28.系统温度越高,热能越大。
29.在等温和等压压力下,1mol的液态水可以转化成冰△ 过程的g为零。
A.30、绝热过程是等温过程。
31、标准氢电极的电极电势为零是人为规定的。
a32.R±的值仅取决于离子强度。
质量作用定律只适用于基本反应。
A34。
测得的蓄电池电动势E可能为负值。
35.系统某一状态功能的改变不会影响其他状态功能。
36、催化剂能缩短化学反应达到平衡的时间。
asT37。
恒温恒压下化学反应的熵变38。
气液两相平衡时,同一温度下气相中挥发性物质的组成大于液相。
a39、eθ当所有参与反应的物质的活度等于1时,它是电池的电动势。
它被称为标准电动势a40。
双组分液体完全不混溶体系。
液体表面上的总蒸汽压等于两种纯组分A41的饱和蒸汽压之和。
双组分液体完全不混溶体系。
物化实验讨论题答案
1.在测定沸点时,溶液过热或出现分馏现象,将使绘出的相图图形发生变化答:当溶液出现过热或出现分馏现象,会使测沸点偏高,所以绘出的相图图形向上偏移。
2.试估计哪些因素是本实验误差的主要来源答:本实验的主要来源是在于,给双液体系加热而产生的液相的组成并不固定,而是视加热的时间长短而定因此而使测定的折光率产生误差。
3. 本实验被测体系有选择合适吗答:被测体系的选择本实验所选体系,沸点范围较为合适。
由相图可知,a该体系与乌拉尔定律比较存在严重偏差。
作为有最小值得相图,该体系有一定的a典型义意。
但相图的液相较为平坦,再有限的学时内不可能将整个相图精确绘出。
4.你认为本实验所用的沸点仪尚有哪些缺点如何改进答:仪器的设计必须方便与沸点和气液两相组成的测定。
蒸汽冷凝部分的设计是关键之一。
若收集冷凝液的凹形半球容积过大,在客观上即造成溶液得分馏;而过小则回因取太少而给测定带来一定困难。
连接冷凝和圆底烧瓶之间的连接管过短或位置过低,沸腾的液体就有可能溅入小球内;相反,则易导致沸点较高的组分先被冷凝下来,这样一来,气相样品组成将有偏差。
在化工实验中,可用罗斯平衡釜测得温度及气液相组成数据,效果较好。
5.本实验采用了折光率的测定组成有什么优点如何减少误差答:组成测定可用相对密度或其他方法测定,但折光率的测定快速简单,特别是需要样品少,但为了减少误差,通常重复测定三次。
当样品的折光率随组分变化率较小,此法测量误差较大。
6.为什么工业上常生产95%酒精只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精答:因为种种原因在此条件下,蒸馏所得产物只能得95%的酒精。
不可能只用精馏含水酒精的方法获得无水酒精,95%酒精还含有5%的水,它是一个沸点为的共沸物,在沸点时蒸出的仍是同样比例的组分,所以利用分馏法不能除去5%的水。
工业上无水乙醇的制法是先在此基础上加入一定量的苯,再进行蒸馏。
7.什么叫溶液的电导、电导率和摩尔电导率答:溶液的电导:相距1m的两平行电极间放置含有1m3电解质的溶液所具有的电阻的倒数称为该溶液的电导。
物化实验思考题答案
物化实验思考题实验一1、凝固点降低法在什么条件下适用?答案:在稀溶液且溶质在溶液中不发生解离或缔合的情况下适用。
【用凝固点降低法测定相对分子质量选择溶剂时应考虑哪些因素?答案:首先要能很好的溶解溶质当溶质在溶液里有解离、缔合、溶剂化或形成配合物等情况时不适用一般只适用于强电解质稀溶液。
其次凝固点不应太高或太低应在常温下易达到。
如水、苯、环己烷等。
】2、凝固点降低法测定摩尔质量为什么会产生过冷现象?如何控制过冷程度? 答案: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。
原因是刚刚析出的固体颗粒小,比表面积大,表面吉布斯函数高。
为了控制过冷程度,因而寒剂的温度不能大大低于待测的凝固点,而且在凝固点附近时应该加速搅拌。
当过冷后温度回升,立即改用原先较缓慢的搅拌方式。
3、根据什么原则考虑加入溶质的量,太多或太少会有何影响?答案:根据稀溶液依数性,溶质加入量要少,而对于称量相对精密度来说,溶质又不能太少。
实验二1、在实验步骤1中配置1、2、3号样品时,加入的各物质的量是否准确对分配系数的测定结果有无影响?答案:1,2号样品对分配系数的测量没有影响,分配系数为两相对浓度的比值,不准确不影响测量。
2、滴定CCl4层中的I2时,为何要先加入KI溶液?此处加入的KI溶液的多少对实验结果有没有影响?答案:用KI可以有助于CCl4中的I2被提取到水层,有利于Na2SO3的滴定顺利进行;无影响。
实验三1、本实验如何达到汽液两相平衡?答案:在实验条件下,液相的饱和蒸气压与气相的压力相等时,两相就达到平衡了。
2、若沸点仪中冷凝管底部的小球体积过大或过小,对测量有何影响?答案:若体积过大,冷凝回流回来的液体不能回到溶液中,使得所测得的不是此溶液的气相组成,而是偏向于分馏,影响实验结果;若体积过小,则小球室里面的液体量不足,不够测2次(或有些实验要求测3次)折射率,从而会加大实验的偶然误差。
物化实验思考题答案
本学期物化实验要做十五个,实验室地点和实验思考题答案如下:计算机联用测定无机盐溶解热实验4楼2051温度和浓度对溶解热有无影响?溶解热指在一定温度及压力下(通常是温度为298K,压力为100kPa的标准状态),一摩尔的溶质溶解在大体积的溶剂时所发出或吸收的热量。
在等压状态下,溶解热等同于焓值的变化,因此也被称为溶解焓。
焓是只是温度的函数因此温度对溶解热有关,浓度无关。
2本实验为什么要测量体系的热熔?减少由体系吸收热量儿产生的误差。
3可否用本实验仪器用于测其他反应(中和热)?可以。
金属钝化曲线测定实验4楼2011、参见实验原理。
2、研究电极与辅助电极组成电解池,测定极化电流值;研究电极与参比电极组成原电池,测定极化过程中研究电极的电势变化值(因为此原电池通过的电流极小,故参比电极的电极电势变化极小,测得的电势变化值即为研究电极的电势变化值)。
在恒电位仪中,电位是自变量,电流是因变量。
3、B点为活性溶解区转化为钝化过渡区的转折点,阳极开始钝化;C点为由钝化过渡区转入钝化稳定区的转折点,阳极进入维钝状态;D点开始为超钝化现象,随着电势的增加,钝化的金属表面发生了另一种电化学反应(O2的析出)。
4、由金属钝化曲线示意图可知,若用恒电流法测量时,同一电流对应着若干个电极电势值。
测量过程中随着电流值的增加只能测得AB段,而测不到BCD段。
电流超过B点后电位产生突跃,故得不到完整的曲线。
溶液表面张力测定实验4楼105提示:毛细管尖端若不与液面相切插入一定深度,会引起表面张力测定值偏小。
5. 哪些因素影响表面张力测定的结果?如何减小或消除这些因素对实验的影响?提示:温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。
减小或消除这些因素引起误差的措施是:恒温、控制气泡逸出速率恒定、毛细管干净以及毛细管与液面相切。
6.毛细管尖端为何必须调节得恰与液面相切? 如果毛细管端口插入液面有一定深度,对实验数据有何影响?答:如果将毛细管末端插入到溶液内部,毛细管内会有一段水柱,产生压力Pˊ,则测定管中的压力Pr会变小,△pmax会变大,测量结果偏大。
物化习题 下册含表面张力(附答案与解析)
一、选择题1、汽车尾气中的氮氧化物在平流层中破坏奇数氧(O 3和O )的反应机理为: NO+O 3→NO 2+O 2NO 2+O →NO+O 2在此机理中,NO 是(C )。
A.总反应的产物B.总反应的反应物C.催化剂D.上述都不是2、对于以AgNO 3为稳定剂的AgCl 水溶胶胶团结构,可以写成:[]{}x++--33m AgCl nAg (n-x)NO xNO ⋅⋅ 则被称为胶体粒子的是指(C )。
A.[]m AgClB.[]+m AgCl nAgC.[]{}x++-3m AgCl nAg (n-x)NO ⋅D.[]{}x++--33m AgCl nAg (n-x)NO xNO ⋅⋅3、已知某气相反应2A 2B+C →的速率常数k 的单位为3-1-1dm mol s ⋅⋅。
在一定温度下开始反应时,-3A,0c =1mol dm ⋅。
若A 反应掉1/2A,0c 所需时间1/2t 与反应掉3/4A,0c 所需时间3/4t 之差为600s ,则1/2t =(A )。
A.300sB.600sC.900sD.无法确定4、今有反应CaCO 3====CaO(s)+CO 2(g)在一定温度下达平衡,现在不改变温度、CO 2的分压力及CaO (s )的颗粒大小,只降低CaCO 3(s)颗粒直径,增加分散度,则平衡将(B )。
A.向左移动B.向右移动C.不发生移动D.不能确定5、298.15K ,气相反应2A B C →+。
反应前A 的浓度为,0A c ,速率常数为k ,反应进行完全(即,00A c =)所需时间为t ∞,且,0/A t c k ∞=,则此反应的级数必为(A )。
A.零级B.一级C.二级D.0.5级6、下面说法不正确的是(C )。
A.生成的新鲜液面都有表面张力B.平面液面没有附加压力C.液滴越小其饱和蒸气压越小D.液滴越小其饱和蒸气压越大7、某一反应在一定条件下的平衡转化率为25.3%,当有催化剂存在时,其转化率应当是(C )。
物化实验思考题及答案
表面张力的习题1.毛细管尖端为何要刚好接触液面?若不刚好接触液体表面,测得的就不是表面的张力,从而引起误差。
若毛细管尖端与液面相切插入一定深度,会引起表面张力测定值偏大。
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?3.如果气泡出得过快,对结果有何影响?出的过快将使表面活性物质来不及在气泡表面达到吸附平衡,会使气体分子间摩擦力和流体与管壁间的摩擦力增大,致使压力差增大使表面张力测定值偏高。
4.表面张力为什么必须在恒温槽中进行测定,温度变化对表面张力有何影响?因为表面张力的大小受温度的影响,温度升高表面张力减小,温度降低表面张力增大5、本实验中蒸馏水的作用是什么?答:起参比作用:蒸馏水与空气形成空气-水界面,而空气-水界面的σ可查表求出,由△P=2σ/R可得σ=R/2(△P)=K△P,可测得常数K,从而可测得系列溶液的表面张力6.如何求一条曲线的切线?取曲线上一点,写出横纵坐标(X,Y),即有:K=Y/X.电泳的习题1.本实验中,溶胶粒子带电的原因是什么?答:因为吸附了铁离子2.溶胶纯化是为了去除什么物质?为什么要先在热水中渗析?答:为了去除氯离子;在热水中渗析速度快,有利于纯化3.配制辅助溶液有何要求?辅助液的作用是什么?答:作用:1.作为胶体泳动的介质2作为电介质和3.与胶体形成清晰的界面易于观测要求:1.辅助液不能与胶体发生化学反应;2.电导率与胶体相同;3.颜色应尽量浅,最好无色;4.辅助液正,负离子迁移速率应相同4. 溶胶粒子的电泳速度与哪些因素有关?答:电泳速度与胶粒的大小、带电量、电压的大小及两电极的距离等因素有关5. 如何判断胶粒所带电荷的符号?答:根据胶粒电泳时移动的方向确定,胶粒向负极移动,即带正电泳电。
6. 在实验中,Fe(OH)3胶体采用水解法(将氯化铁逐滴加在沸水中的方法)制备,以水为纯净液,反复净化。
在外加电场的作用下,Fe(OH)3胶体向阴极移动,说明胶体带正电。
物化答案
28.314298(0.07110)ln(0.110.910)0.189396500V ⨯=--⨯=20.189396500365r m G nEF J ∆=-=-⨯⨯=- 020.071196500e x p ()e x p ()e x p ()254.38.314298r m G nE FK RTRT∆⨯⨯=-===⨯ 由于365350r m G J ∆=- ,电池反应能够自发。
(2)如果反应为:021AgBr(s)H (p )Ag (s)H Br(0.11m ,0.910)2γ±+=+=则:2200/1/()2ln()ln ()H Br AgBr Ag H Br H Hg H RT a RT E E a p FFpϕϕ+=-=--28.314298(0.07110)ln(0.110.910)0.189396500V ⨯=--⨯=0.18939650018267.5r m G nEF J ∆=-=-⨯=-0.071196500exp()exp()exp()15.958.314298r m G nE F KRTRT∆⨯=-===⨯(3)电池电动势E 是强度性质的物理量,和方程式写法无关,不变;r m G ∆是容量性质的物理量,和反应进度有关,是原来的一半;标准平衡常数是和方程式写法有关的物理量。
1. 在压力为101.325kPa 下,反应)s (Th )s (CaO 2)s (ThO )l (Ca 22+=+在电池中进行时,在1375K 和1275K 的m r G ∆分别是—20.92和—28.48kJ.mol -1。
(1)计算电池反应在1375K 的0K 、0m r G ∆、0m r H ∆和0m r S ∆,并计算电池在该温度恒温可逆操作时的可逆Q 和电功W 。
(2)计算在101.325kPa 时)l (Ca 还原)s (ThO 2所需的最低温度。
解:(1)1375K 时: 00ln 20.92r m r m a r m G G RT Q G kJ ∆=∆+=∆=-331(20.9210)(28.4810)()75.6.13751275r mr mG SJ KT-∂∆-⨯--⨯∆=-=-=-∂-000320.92101375(75.6)124.87r m r m r m H G T S kJ ∆=∆+∆=-⨯+⨯-=-3(20.9210)e x p ()e x p ()6.2348.3141375r m G K RT∆-⨯=-=-=⨯ (2)000r m r m r m G H T S ∆=∆-∆000r m r m r m G H T S ∆≈∆-∆≤3124.8710165275.6r m r mH T K S ∆-⨯≥==∆-第九章 不可逆电极过程1. 当电流通过电池或电解池时,电极将因偏离平衡而发生极化。
物化实验讨论题答案
1.在测定沸点时,溶液过热或出现分馏现象,将使绘出的相图图形发生变化答:当溶液出现过热或出现分馏现象,会使测沸点偏高,所以绘出的相图图形向上偏移。
2.试预计哪些要素是本实验偏差的主要根源答:本实验的主要根源是在于,给双液系统加热而产生的液相的构成其实不固定,而是视加热的时间长短而定所以而使测定的折光率产生偏差。
3.本实验被测系统有选择适合吗答:被测系统的选择本实验所选系统,沸点范围较为适合。
由相图可知, a 该系统与乌拉尔定律比较存在严重偏差。
作为有最小值得相图,该系统有必定的 a 典型义意。
但相图的液相较为平展,再有限的学时内不行能将整个相图精准绘出。
4.你以为本实验所用的沸点仪另有哪些弊端如何改良答:仪器的设计一定方便与沸点随和液两相构成的测定。
蒸汽冷凝部分的设计是重点之一。
若采集冷凝液的凹形半球容积过大,在客观上即造成溶液得分馏;而过小则回因取太少而给测定带来必定困难。
连结冷凝和圆底烧瓶之间的连结收太短或地点过低,沸腾的液体就有可能溅入小球内;相反,则易致使沸点较高的组分先被冷凝下来,这样一来,气相样品构成将有偏差。
在化工实验中,可用罗斯均衡釜测得温度及气液相构成数据,成效较好。
5.本实验采纳了折光率的测定构成有什么长处如何减少偏差答:构成测定可用相对密度或其余方法测定,但折光率的测定迅速简单,特别是需要样品少,但为了减少偏差,往常重复测定三次。
当样品的折光率随组分变化率较小,此法丈量偏差较大。
6.为何工业上常生产 95%酒精只用精馏含水酒精的方法能否可能获取无水酒精答:因为各种原由在此条件下,蒸馏所得产物只好得95%的酒精。
不行能只用精馏含水酒精的方法获取无水酒精, 95%酒精还含有 5%的水,它是一个沸点为的共沸物,在沸点时蒸出的还是相同比率的组分,所以利用分馏法不可以除掉 5%的水。
工业上无水乙醇的制法是先在此基础上加入必定量的苯,再进行蒸馏。
7.什么叫溶液的电导、电导率和摩尔电导率3答:溶液的电导:相距 1m的两平行电极间搁置含有 1m 电解质的溶液所拥有的电阻的倒数称为该溶液的电导。
物化实验思考题答案(供参考)
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。
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。
物化考试题库及答案解析
物化考试题库及答案解析一、选择题1. 物质的量(摩尔)是表示物质中所含微粒数的物理量,其单位是摩尔(mol)。
以下物质中,摩尔质量与相对原子质量数值相等的是:A. 氢气(H2)B. 氧气(O2)C. 二氧化碳(CO2)D. 氮气(N2)答案:A2. 根据理想气体状态方程 PV = nRT,当温度和体积不变时,气体的压强与物质的量成正比。
如果一个气体的压强从P1增加到P2,物质的量也增加到原来的两倍,那么温度变化为:A. 保持不变B. 增加到原来的2倍C. 增加到原来的4倍D. 减少到原来的1/2答案:B二、填空题1. 根据阿伏伽德罗定律,相同温度和压强下,等体积的任何气体都含有相同的分子数。
若1摩尔气体的体积为22.4升,则0.5摩尔气体的体积为______升。
答案:11.22. 热力学第一定律表明能量守恒,其表达式为ΔU = Q + W,其中ΔU表示内能变化,Q表示热量,W表示功。
若一个系统吸收了100焦耳的热量,对外做了50焦耳的功,那么系统的内能变化为______焦耳。
答案:150三、简答题1. 简述什么是热力学第二定律,并举例说明其在日常生活中的应用。
答案:热力学第二定律指出,不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。
在日常生活中,例如冰箱的工作原理,冰箱通过压缩机将热量从冷箱内转移到外部环境中,这一过程需要消耗电能,体现了热力学第二定律。
四、计算题1. 已知某理想气体的初始压强P1=2 atm,初始体积V1=3升,最终压强P2=4 atm,最终体积V2=2升。
假设气体经历的是等温过程,求气体的最终温度T2,如果初始温度T1=300 K。
答案:由于是等温过程,气体的温度保持不变,所以最终温度T2=T1=300 K。
五、实验题1. 在一个密闭容器中,有1摩尔的氢气和1摩尔的氧气。
如果氢气和氧气在一定条件下反应生成水蒸气,写出该反应的化学方程式,并计算在标准状况下生成的水蒸气的摩尔数。
物化实验思考题答案
物化实验思考题答案实验十乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定1.本实验为什么需要在恒温下进行?答:因为反应速率k受温度的影响大,(kT+10)/kT=2-4,若反应过程中温度变化比较大,则测定的结果产生的误差较大。
2.为什么在测定κ0时要用0.0100mol·dm-3的氢氧化钠溶液,测定κ∞时要用0.0100mol·dm-3的CH3COONa溶液?答:κ0是反应:CH3COOC2H5+NaOH →CH3COONa+C2H5OH 体系t=0时的电导率,但是CH3COOC2H5与NaOH混合的瞬间就已开始反应,因而混合后第一时间测的κ也不是t=0时的电导率。
根据CH3COOC2H5与NaOH体积和浓度都相等,二者混合后浓度均稀释一倍,若忽略CH3COOC2H5的电导率,0.0100 mol·dm-3NaOH所测κ即为κ0;κ∞是上述反应t=∞时的电导率,当反应完全时,CH3COONa的浓度和t=0时NaOH浓度相同,若忽略C2H5OH 的电导率,0.0100mol·dm-3的CH3COONa所测κ即为κ∞。
3.为什么NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液要足够稀?答:因为乙酸乙酯与氢氧化钠反应的本质原理是乙酸乙酯和水发生水解反应,若氢氧化钠浓度过高的话则会抑制水的电离,而乙酸乙酯的溶解度不高,所以只能配稀溶液。
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.本实验为什么可用测定反应液的电导率的变化来代替浓度的变化?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。
5.本实验为什么要求NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液混合一半时就开始计时?反应液的起始浓度应该是多少?答:乙酸乙酯微溶于水,刚开始反应时乙酸乙酯和水分层,混合不均匀;随着水解的进行,生成的乙醇和乙酸乙酯及水能互溶,其次,故反应一半时开始计时能够提高测定的准确率;反应液的起始浓度应为0.0100 mol·dm-3。
物化实验思考题答案
恒温槽的装配与液体粘度的测定1. 恒温槽由哪些部件组成?各有什么作用?答:介质:控制温度的媒介;浴槽:供给恒温液体,提供实验进行的场所;加热器,采用电加热器间歇加热实现恒温控制;感温元件:恒温槽的感觉中枢,提高恒温槽的精度;电子继电器:接受感温元件传递的信息,进而控制加热器的工作与否;搅拌器:加强液体介质的搅拌,保证恒温槽温度均匀;温度计:测定当前温度。
2. 如何调节恒温槽到指定温度?答:恒温槽控制温度具有一定的滞后性,即介质中的温度通常要高于恒温槽调节的温度,因此要校正恒温槽的温度。
先设置恒温槽至某一温度,过两分钟后待温度计基本稳定,读出温度计示数,确定温度的滞后性,再利用这个滞后值设定温度,从而使恒温槽达到指定温度。
3. 恒温槽恒温原理答:其控温系统由直流电桥电压比较器、控温执行继电器等部分组成。
当感温探头热敏电阻感受的实际温度低于控温选择温度时,电压比较器输出电压,使温控继电器输出线柱接通,恒温槽加热器加热;若感受温度与控温选择温度相同或高于时,电压比较器输出“0”,控温继电器输出线柱断开,停止加热。
循环往复上述过程达到控温目的。
4. 影响恒温槽恒温性能的因素有哪些?如何提高恒温槽灵敏度?答:恒温介质:介质流动性好,热容大,则精度高;加热器:功率愈小,精度愈好,加热器本身的热容于愈小,加热器管壁的导热效率愈高,则精度越好;定温计:定温计的热容小,与恒温介质的接触面积大,水银和铂丝和毛细管间的黏附作用小,则精度好;继电器:电磁吸引电键,电键发生机械运动所需时间越短,断电时线圈中的铁芯剩磁越小,精度越好;搅拌器:搅拌速度需足够大,使恒温介质温度均匀;部件的位置:加热器要放在搅拌器附近,定温计要放在加热器附近,被研究的系统一般要放在槽中精度最好的区域,测定温度的温度计应放置在被研究系统附近。
5. 什么叫粘度?它的单位是什么?如何用一已知粘度的基准液体去测定另一种液体粘度?答:液体粘度是指相邻流体层以不同速度运动时所存在内摩擦力的一种量度。
物化习题(上)参考答案
第一章参考答案一、判断题解答:1.第一句话对,第二句话错,如理想气体的等温过程ΔU = 0,ΔH = 0。
2.错,均相系统的V才与总物质的量成正比。
3.错,两个独立变数可确定系统的状态只对组成一定的均相封闭系统才成立。
4.错,理想气体的U = f(T),U与T不是独立变量。
5.错,绝热压缩温度升高;理想气体恒温可逆膨胀,吸热。
6.第一个结论正确,第二个结论错。
7.错,Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。
8.错,(1)未说明该过程的W'是否为零;(2)若W' = 0,该过程的热也只等于系统的焓变。
9.对。
10.错,这不是理想气体的单纯pVT 变化。
11.错,该过程的p环 = 0,不是恒压过程。
12.错,在升温过程中有相变化。
13.错,H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。
14.错,Δ(pV)是状态函数的增量,与途径无关,也不等于功。
15.错,环境并没有复原。
16.错,无限小过程不是可逆过程的充分条件。
17.错,若有外摩擦力(广义)存在,则不可逆。
18.对。
19.对,。
20.错,一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。
21.错,该条件对服从pV m = RT + bp的气体也成立。
22.错,(∂U/∂V)p≠(∂U/∂V)T。
23.错,U = H - pV。
24.错,标准生成焓没有规定温度的值。
25.错,该过程不是可逆过程。
26.错,理想气体等温可逆压缩时向环境传热温度不变。
27.错,机械搅拌时W’≠0 ;28.错,两个过程的ΔT不同。
二、单选题答案:1. A;2. C;3. D;4. C;5. B;6. C;7. A; 8. A; 9. D; 10.B; 11.A; 12.A;13.A;14.D;15.B;16.A;17.B; 18.D;19.B; 20.A; 21.B; 22.A; 23.C; 24.C;25.B; 26.C; 27.D; 28.B; 29.D; 30.B。
物化1-7章答案
第一章习题解答1.1 物质的体膨胀系数αV与等温压缩率κT的定义如下:试导出理想气体的、与压力、温度的关系解:对于理想气体: PV=nRT , V= nRT/P求偏导:1.2 气柜储存有121.6kPa,27℃的氯乙烯(C2H3Cl)气体300m3,若以每小时90kg的流量输往使用车间,试问储存的气体能用多少小时?解:将氯乙烯(M w=62.5g/mol)看成理想气体: PV=nRT , n= PV/RTn=121600300/8.314300.13 (mol)=14618.6molm=14618.662.5/1000(kg)=913.66 kgt=972.138/90(hr)=10.15hr1.3 0℃,101.325kPa的条件常称为气体的标准状况,试求甲烷在标准状况下的密度?解:将甲烷(M w=16g/mol)看成理想气体: PV=nRT , PV =mRT/ M w甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PM w/RT=101.32516/8.314273 .15(kg/m3)=0.714 kg/m31.4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g。
充以4℃水之后,总质量为125.0000g。
若改充以25℃,13.33kPa的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g。
试估算该气体的摩尔质量。
水的密度按1 g.cm-3计算。
解:球形容器的体积为V=(125-25)g/1 g.cm-3=100 cm3将某碳氢化合物看成理想气体:PV=nRT , PV =mRT/ M wM w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)8.314300.15/(1333010010-6)M w =30.51(g/mol)1.5 两个容器均为V的玻璃球之间用细管连接,泡内密封着标准状况下的空气。
若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接细管中的气体体积,试求该容器内空气的压力。
解:因加热前后气体的摩尔数不变:加热前: n=2 P1V/RT1加热后: n=P1V/RT1 PV/RT2列方程:2 P1V/RT1=P1V/RT1 PV/RT2P=2 T 2P1/( T1T2)=2373.15100.325/(373.15273.15)kPa=115.47kPa1.6 0℃时氯甲烷(CH3Cl)气体的密度ρ随压力的变化如下。
物化实验思考题答案
1.恒温槽的主要部件有哪些;它们的作用各是什么答:恒温水浴主要组成部件有:浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件和温度控制器..浴槽用来盛装恒温介质;在要求恒定的温度高于室温时;加热器可不断向水浴供给热量以补偿其向环境散失的热量;搅拌器一般安装在加热器附近;使热量迅速传递;槽内各部位温度均匀;温度计是用来测量恒温水浴的温度;感温元件的作用是感知恒温水浴温度;并把温度信号变为电信号发给温度控制器;温度控制器包括温度调节装置、继电器和控制电路;当恒温水浴的温度被加热或冷却到指定值时;感温元件发出信号;经控制电路放大后;推动继电器去开关加热器..2.为什么开动恒温槽之前;要将接触温度计的标铁上端面所指的温度调节到低于所需温度处;如果高了会产生什么后果答:由于这种温度控制装置属于“通”“断”类型;当加热器接通后传热质温度上升并传递给接触温度计;使它的水银柱上升..因为传质、传热都有一个速度;因此;出现温度传递的滞后..即当接触温度计的水银触及钨丝时;实际上电热器附近的水温已超过了指定温度..因此;恒温槽温度必高于指定温度..同理;降温时也会出现滞后状太..3.对于提高恒温槽的灵敏度;可以哪些方面改进答:①恒温槽的热容要大些;传热质的热容越大越好..②尽可能加快电热器与接触温度计间传热的速度;为此要使感温元件的热容尽量小;感温元件与电热器间距离要近一些;搅拌器效率要高..③做调节温度的加热器功率要小..4.如果所需恒定的温度低于室温如何装备恒温槽答:通过辅助装臵引入低温;如使用冰水混合物冰水浴;或者溶解吸热的盐类盐水浴冷却硝铵;镁盐等3.在本实验装置中那些为体系那些为环境体系和环境通过那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..因此;必须十分注意;不要把氧气装入盛过油类物质之类的容器里;或把它置于这类容器的附近或火源附近;使用时;要把钢瓶牢牢固定;以免摇动或翻倒;开关气门阀要慢慢地操作;切不可过急地或强行用力把它拧开..5.搅拌过快或过慢有何影响答:搅拌太快则散热过多;测得反应热偏低;搅拌过慢则热量分布不均匀;误差较大..2.本实验产生温差的主要原因有哪几方面如何修正答:本实验产生温差的原因:1电流电压不稳定;2加入样品速度太快堵住搅拌棒或加样速度太慢;3样品颗粒太大;溶解速度太慢;4装置绝热密闭性差;与外界有热交换.. 修正:1仪器先预热;使实验室电流电压比较稳定;2加样速度适中;3将颗粒尽量研磨细..3.如何判断等压计中式样球与等压计间空气已全部排出如未排尽对实验有何影响答:⑴应使试样球内液体沸腾3--5 分钟;可认为其中空气已被赶净;⑵在试样球与等压计间有空气会使所测蒸汽压降低;导致所测沸点降低..测定蒸汽压时为何要严格控制温度在一定的温度下;真空密闭容器内的液体能很快和它的蒸汽相建立动态平衡;即蒸汽分子向液面凝结和液体中分子从表面逃逸的速率相等.此时液面上的蒸汽压力就是液体在此温度下的饱和蒸汽压力.液体的饱和蒸汽压力;液体的饱和蒸汽压与温度有关:温度升高;分子运动加速;因而在单位时间内从液相进入气相的分子数增加;蒸汽压升高.5.升温时如液体急剧气化应作何处理答:缓缓打开进气活塞;漏入少量空气;使系统压力慢慢升高;以保持等压计两液面平齐;以免使等压计内的环己烷急剧沸腾;使液封量减少..6.每次测定前是否需要重新抽气答:不需要..因为不同温度;其饱和蒸汽压也不同..而且饱和蒸汽压随着温度梯度升高而升高..即压力计的测量值在减小..设计温度升高梯度;可以避免每次测定需要重新抽气这一步骤..实验中测密度方法;实验结果有几位数字实验的重现性如何产生误差的原因有哪些实验结果有4位有效数字;重现型一般;误差:比重瓶中有气泡;溶液未充满毛细管如何改进比重瓶构造可使实验的准确度提高使用带刻度的比重瓶;在比重瓶口上画刻度1. 沸点仪中收集气相冷凝液的袋状部的大小对结果有何影响答:若冷凝管下方的凹形贮槽体积过大;则会贮存过多的气相冷凝液;其贮量超过了热相平衡原理所对应的气相量;其组成不再对应平衡的气相组成;因此必然对相图的绘制产生影响..2. 你认为本实验所用的沸点仪有哪些缺点如何改进答:蒸馏器收集气相、液相的球大小没有设计好;应根据实验所用溶液量来设计球的规格;温度计与电热丝靠的太近;可以把装液相的球设计小一点;使温度计稍微短一点也能浸到液体中;增大与电热丝的距离;橡胶管与环境交换热量太快;可以在橡胶管外面包一圈泡沫;减少热量的散发..3. 试分析哪些原因是本实验误差的主要来源答: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1. 实验为什么根据体系由清变浑的现象即可测定相界答:各组分彼此互溶时;体系为均相;一旦体系恰好不相容;则分相达到相界..2.如连接线不通过物系点;其原因可能是什么答:1苯水分层不彻底2苯、醋酸乙酸挥发3酚酞变色范围为碱性;通过NaOH滴定醋酸量偏高..3. 实验根据什么原理求出苯-乙酸-水体系连接线答:在苯和水含量确定的前提下;互溶曲线上的点与醋酸量一一对应..为什么能用步冷曲线来确定相界答:步冷曲线是熔体缓慢降温时;体系温度随时间的变化曲线..当熔体发生相变时;会放出潜热;导致曲线的斜率变化;体现为转折点或平台..因此;只要能够确定转折点或平台的温度;就能够得知该样品的相变温度;即确定相界..6.2 请用相律分析各冷却曲线的形状答:在本实验中;步冷曲线的类型共有三种;可用下图的步冷曲线为例进行说明..左数第一条曲线;可代表纯Sn的步冷曲线..在熔点之上;Φ=1;f=1;温度随时间迁移而减小;到达熔点时;Φ=2;f=0;温度不随时间而发生变化;曲线出现平台;当全部固化后;Φ=1;f=1;温度继续下降..左数第二条曲线;可代表含30%Bi的步冷曲线..在固溶体出现之前;Φ=1;f=2;温度随时间迁移而下降;当固溶体开始出现时;Φ=2;f=1;温度仍为自由变量;因此仍然下降;但由于潜热的放出;导致温度下降变缓;当另一种固溶体开始出现时;即到达三相线时;Φ=3;f=0;浓度、温度均不可变;因此出现平台;当液相全部消失时;体系中只有两种固溶体存在;Φ=2;f=1;温度继续下降..左数第三条曲线;可代表含57%Bi的步冷曲线..因为该样品具有最低共熔点;因此两种固溶体会同时出现;即当体系温度到达三相线时;Φ=3;f=0;步冷曲线出现平台;当液相全部消失时;Φ=2;f=1;温度继续下降..左数第四条曲线和第五条曲线;可分别代表含80%Bi和纯Bi的样品;因过程与第二条、第一条基本一致;在此不再赘述3.为什么在不同组分熔融液的步冷曲线上最低共熔点的水平线段长度不同答:因为最低共熔混合物各组分含量不同;完全凝固所用时间不同;故水平线段不同;含量大的;平台长;组成越接近低共熔;析出越多;平台越长..1、若体系有漏气的地方会发生什么现象答:在关闭真空泵;关闭阀门之后;低真空数字测压仪的示数发生变化..2、当空气通入体系时;若通得过多有何现象出现怎么办答:产生气泡;使得到的蒸气压数据偏大;使平衡常数也偏大..可以升高温度使等压计重新水平;若升温无效;必须重新抽真空;重新实验..1.凝固点降低法测相对分子质量的公式;在什么条件下才能适用答:非挥发性溶质的稀溶液;适用于稳定的大分子化合物;浓度不能太大也不能太小..2.什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的摩尔质量偏低还是偏高答:A.寒剂温度过低会造成过冷太甚..B.若过冷太甚;则所测溶液凝固点偏低..C.溶液凝固点偏低;则ΔTf偏大;由此所得相对分子质量偏低..3.在冷却过程中;冷冻管内固液相之间和寒剂之间有哪些热交换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..4.加入溶剂在溶质的量应如何确定加入量过多或过少将会有如何影答:加入的溶质的量约使溶液的凝固点降低0.5℃左右..加入太多;会使溶液太快凝固;加入太少;会使溶液的凝固点降低不明显;测量误差会增大..5.当溶质在溶液中有离解;缔合和生成络合物的情况时;对相对分子质量测定值的影响如何答: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.影响凝固点精确测量的因素有哪些答: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..1. 为什么要先测近似凝固点答:主要是为了控制过冷程度..当温度冷却至凝固点时要通过急速搅拌;防止过冷超过要求;促使晶体析出..2. 根据什么原则考虑加入溶质的量太多或太少影响如何答:溶质的加入量应控制在凝固点降低0.3℃左右..过多;溶液的凝固点降低太多;析出溶剂晶体后;溶液的浓度变化大;凝固点也随之降低;不易准确测定其凝固点..过少;溶液的凝固点降低少;相对测定误差也大..3. 为什么测定溶剂的凝固点时;过冷程度大一些对测定结果影响不大;而测定溶液凝固点时却必须尽量减少过冷现象答:对于纯溶剂;过冷现象存在时;析出大量晶体并不改变溶剂浓度;所以其凝固点不变..对于溶液;过冷现象存在时;析出大量晶体会改变溶液浓度;而溶液的凝固点随浓度增大而下降;所以溶液要尽量减少过冷现象;保持溶液浓度基本不变..。
(完整版)物化实验考前必备思考题答案
(完整版)物化实验考前必备思考题答案试验四饱和蒸汽压的测定1)为什么AB弯管中的空⽓要⼲净?怎样操作?怎样防⽌空⽓倒灌?答: 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;将⽔浴温度升⾼到85°C沸腾3分钟即可;检漏之后要关闭阀1,防⽌外界空⽓进⼊缓冲⽓体罐内。
(2)本实验⽅法能否⽤于测定溶液的饱和蒸⽓压?为什么?答:溶液不是纯净物,其沸点不稳定,实验操作过程中很难判断是否已达到其沸点。
(3)为什么实验完毕以后必须使系统和真空泵与⼤⽓相通才能关闭真空泵?答:如果不与⼤⽓相通,球管内的液体可能会被吸⼊到缓冲储⽓罐。
(4)如果⽤升温法测定⼄醇的饱和蒸汽压,⽤该实验装置是否可⾏?若⾏,如何操作?答:升温法可⾏。
先打开阀2,关闭阀1,使储⽓管内压强达-50kPa左右,关闭阀2,温度每升⾼3-5°C,打开阀1,增⼤压强使球形管内液⾯相平。
(5)将所测摩尔汽化热与⽂献值相⽐较,结果如何?答:由于当地⼤⽓压及实验误差,结果将偏⼩。
(6)产⽣误差的原因有哪些?答:当地⼤⽓压、判断液⾯是否相平的标准、液⾯相平时数据的采集都会对实验结果造成影响。
1.如果等压计的A,B管内空⽓未被驱除⼲净,对实验结果有何影响?答:把等压计中的空⽓驱除⼲净是为了使AB上⽅充满异丙醇,若有空⽓存在则所测的饱和蒸⽓压不是所求压⼒。
当观察到冷凝管壁上有液体回流时则证明空⽓已排净。
当体系的⽓体部分含有空⽓等惰性⽓体时,饱和蒸⽓压有以下公式:公式中pg*为没有惰性⽓体存在时液体的饱和蒸⽓压,pg为有惰性⽓体存在且总压为pe 时液体的饱和蒸⽓压。
2.本实验的⽅法能否⽤于测定溶液的蒸⽓压?为什么?答:分情况,测定过程中若溶液的浓度发⽣变化,则不能测;但是对于难溶物的饱和溶液或者恒沸物等可以使⽤本⽅法测定。
3.U型管B中封闭液体所起到的作⽤是什么?答:有以下三点作⽤:①起到⼀个液体活塞(或液封)的作⽤,⽤于分隔体系与环境;同时通过该液体活塞,可将体系中的空⽓排除到环境中去)②起到检测压⼒的作⽤。
物化实验思考题答案四溶胶的制备及电泳现象
1、什么叫溶胶?简述溶胶的制备方法。
溶胶是溶解度极小的固体在液体中高度分散所形成的胶态体系,其颗粒直径变动在10-7~10-9m 范围。
溶胶的制备方法可分为分散法和凝聚法。
分散法是用适当方法把较大的物质颗粒变为胶体大小的质点;凝聚法是先制成难溶物的分子(或离子)的过饱和溶液,再使之相互结合成胶体粒子而得到溶胶。
Fe(OH)3溶胶的制备就是采用的化学法即通过化学反应使生成物呈过饱和状态,然后粒子再结合成溶胶。
2、溶胶为什么有电泳现象?影响电泳的因素有哪些? 因为由于胶体本身的电离或胶粒对某些离子的选择性吸附,使胶粒的表面带有一定的电荷。
在外电场作用下,胶粒向异性电极定向泳动,从而产生电泳现象。
影响因素:带电粒子的大小、形状,离子表面的电荷数,溶剂中电解质的种类,离子强度、pH 值、温度和所加的电压等。
3、简述电泳的两类方法。
微观法:直接观察单个胶粒在电场中的移动速度,但对于过度分散的Fe (OH )3和As 2S 3等溶胶和过浓的溶胶,则不易观察个别离子的运动;宏观法:通过观察溶胶与另一种不含胶粒的导电液体的界面在电场中移动速度来测定电动电势。
4、简述电动电势的测量原理(结合公式)。
在指定条件下,ζ的数值可根据亥姆霍兹方程式计算。
即 H u K επηζ=(静电单位)或 )(300V H u K ⨯=επηζ (1)式中,K 为与胶粒形状有关的常数(对于球形胶粒K=6,棒形胶粒K=4,在实验中均按棒形粒子看待);η为介质的粘度(泊);ε为介质的介电常数;u 为电泳速度(cm ·s-1);H 为电位梯度,即单位长度上的电位差。
L EH 300=(静电单位·cm-1) (2)(2)式中,E 为外电场在两极间的电位差(V);L 为两极间的距离(cm);300为将伏特表示的电位改成静电单位的转换系数。
把(2)式代入(1)式得: )(30042V E u L ⨯=εηπζ (V) (3)对于本实验,固定E 和L 测得胶粒的电泳速度(u =l/t ,l 为胶粒移动的距离,t 为通电时间),就可以求算出ζ电位:)(30042V L Et l⨯=επηζ5、简述氢氧化铁胶体的制备和纯化方法。
物化课后答案总结
求证:(1)dpT V T V dT C dH p p ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-+= ),(p T H H =dpp H dT dp p H dT T H dH T T p ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=p C (a ) VdpdT T S T dp p S T Vdp dT T S dp p S T Vdp Tds dH p Tp T +⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=+=所以 Vp S T p H TT +⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ (b)引用 麦克斯韦关系式 p TT V p S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,代入上式,得 p TT V T V p H ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ (c ) 将式(c )代入式(a )得dpT V T V dT C dH p p ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-+= (1)dV V T T C dp p T T C dS p p Vp ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=证:(1) S=S (p ,V )dV V T T S dp p T T S dVV S dp p S dS p p V V p V )/()/()/()/( )/()/(∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂+∂∂=dV V T T nC dp p T T nC dV V T T C dp p T TC dV V T SH T H dp p T S U T U p m p Vm V p p VV p pp VVV ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=,,(1)dVT p dT T C dS Vp ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=解:(1)求证如下dVV S dT dV V S dT T S dS V T S S TT V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂==T C ),(V引用麦克斯韦关系式T V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=V T p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,将上式整理得 dV T p dT T C dS Vp⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+=5-8 五氯化磷分解反应)(5g PCl )()(23g Cl g PCl +在200℃时的K θ=0.312,计算:(1)200℃、200kPa 下PCl5的离解度;(2)组成1∶5的PCl5与Cl2的混合物,在200℃、101.325kPa 下PCl5的离解度。
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第六章相平衡练习题一、是非题,下列各题的叙述是否正确,对的画√错的画×1、纯物质两相达平衡时,两相的吉布斯函数值一定相等。
()2、理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时,气相总压力p与液相组成x B呈线性关系。
()3、已知Cu-Ni 可以形成完全互溶固熔体,其相图如右图,理论上,通过精炼可以得到两个纯组分。
()4、二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压之间。
( )5、在一定温度下,稀溶液中挥发性溶质与其蒸气达到平衡时气相中的分压与该组分在液相中的组成成正比。
()6、恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。
( )7、在一个给定的体系中,特种数可以分析问题的角度不同而不同,但独立组分数是一个确定的数。
()8、自由度就是可以独立变化的变量。
()9、单组分体系的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。
()10、在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对量。
( )二、选择题1、在p下,用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时,系统的沸点:()。
(1)必低于373.2 K;(2)必高于373.2 K;(3)取决于水与有机物的相对数量;(4)取决于有机物相对分子质量的大小。
2、已知A(l)、B(l)可以组成其t-x(y)图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统,则将某一组成的系统精馏可以得到:( )。
(1)两个纯组分;(2)两个恒沸混合物;(3)一个纯组分和一个恒沸混合物。
3、已知A和B 可构成固溶体,在组分A 中,若加入组分B 可使固溶体的熔点提高,则组B 在此固溶体中的含量必________组分B 在组分液相中的含量。
(1)大于;(2)小于;(3)等于;(4)不能确定。
4、硫酸与水可形成H2SO4⋅H2O(s),H2SO4⋅2H2O(s),H2SO4⋅4H2O(s)三种水合物,问在101325 Pa的压力下,能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种?( )(1) 3种;(2) 2种;(3) 1种;(4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存5、对恒沸混合物的描写,下列各种叙述中哪一种是不正确的?(1) 与化合物一样,具有确定的组成;(2) 恒沸混合物的组成随压力的改变而改变;(3) 平衡时,气相和液相的组成相同;(4) 其沸点随外压的改变而改变。
6、将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中,等温在400 K,NH4HCO3按下式分解并达到平衡:NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)系统的组分数C和自由度数F为:( )。
(1)C=2,F =1;(2)C=2,F=2;(3)C=1,F=0;(4)C=3,F=2。
7、 在101 325 Pa 的压力下,I 2在液态水和CCl 4中达到分配平衡(无固态碘存在)则该系统的自由度数为:( )。
(1)F=1; (2)F=2; (3)F=0; (4)F=3。
8、组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统,在一定温度下,向纯B 中加入少量的A ,系统蒸气压力增大,则此系统为:( )。
(1)有最高恒沸点的系统; (2)不具有恒沸点的系统; (3)具有最低恒沸点的系统。
9、克-克龙方程可适用于:( )。
(1)()()22I s I g ; (2)()()C C 石墨金刚石;(3)()()211222I g,T,P I g,T ,P ; (4)()()22I s I l 。
10、压力升高时,单组分体系的沸点将( )。
(1)升高;(2)降低;(3)不变;(4)不能确定。
11、进行水蒸汽蒸馏的必要条件是( )(1) 两种液体互不相溶; (2) 两种液体蒸汽压都较大; (3) 外压小于101kPa ; (4) 两种液体的沸点相近;12、氢气和石墨粉在无催化剂时,在一定的温度和压力下不发生化学反应,体系的组分数是 ( )。
(1)2; (2)3; (3)4; (4)5。
13、在上述体系中,有催化剂时可生成n 种碳氢化合物,平衡时组分数为( )。
(1)2; (2)3; (3)4; (4)5。
14、相律适用于:( )。
(1) 封闭体系; (2) 敞开体系;(3) 非平衡敞开体系; (4) 已达平衡的敞开体系。
15、具有最低恒沸温度的某两组分体系,在其T-x 相图的最低点有( )。
(1)()()F=0; x l x g ; (2)()()F=1; x l x g ;3)()()F=0; x l <x g ; (4)()()F=1; x l <x g 。
三、填空题1、已知NaHCO 3(s)热分解反应为2NaHCO 3 == Na 2CO 3(s) + CO 2(g) + H 2O(g)今将NaHCO 3(s),Na 2CO 3(s),CO 2和H 2O(g)按任意比例混合,放入一个密闭容器中,当反应建立平衡时, 系统的R ’=______;C =______;p =______;F =______。
2、热力学温度T 与摄氏温度t 的关系为 ,水的三相点的热力学温度为 。
3、450 ︒C 时,将NH 3(g)与N 2(g)混合,由于NH 3(g)的分解,最终得到NH 3(g)、N 2(g)和H 2(g)平衡共存的系统,求该系统的组分数C =______;相数P =______;和自由数F =______。
4、A 与B 可构成液态部分互溶二组分系统其相图如图所示。
今将40 kg B与60 kg A混合加热至53 ︒C,系统为______相;若此时,将所得液体冷却至20 ︒C,系统为_____相,各相的组成分别为______和_______;5、在一钢瓶中装有CO2,温度为10℃,压力为4.65MPa,则CO2处于_____态。
(选填气、液、气+液)。
(已知CO2的临界温度为31℃,在10℃时CO2的饱和蒸气压为4.46MPa)6、已知K-Rb 二组分系统相图如图所示,今将系统S经精炼分离,则在固相可得到______纯组分,在液相可得到溶体_______。
7、一般有机物可以用水蒸气蒸镏法提纯,当有机物的____________和____________越大时,提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少,能量越节省。
8、CaCO3(s),BaCO3(s),CaO(s),BaO(s)和CO2(g)构成一个多相平衡系统,这个系统的组分数(独立)为_ ;自由度数为_。
9、已知Au-Pt 相图如下:(1)w B=0.40 的合金冷却到1 300℃时,固体合金之组成约为______;(2)w B=0.60 的合金冷却到1 500℃时,固相组成为______。
10、Na2CO3(s)与H2O(l)可生成水合物Na2CO3•H2O(s), Na2CO3•7H2O(s), Na2CO3•10H2O则30℃时,与Na2CO3水溶液、冰平衡共存的水合物最多可有_______种。
11、冰的熔点随压力增大而_______,苯的熔点随压力增大而_________。
(选填升高、降低)12、问答题。
FeCl3与H2O能形成四种具有相合熔点的水合物FeCl3·6H2O(s),2FeCl3·7H2O(s),2FeCl3·5H2O(s)和FeCl3·2H2O(s)。
问该系统组分数是多少?在等压下最多有几相平衡共存?13、完全互溶的A,B二组分溶液,在x B=0.6处,平衡蒸气压有最高值,那么组成x B=0.4的溶液在气-液平衡时,y B(g),x B(1),x B(总)的大小顺序为__________。
将x B=0.4的溶液进行精馏,塔顶将得到______________。
14、纯液体在其正常沸点下沸腾变为气体,下述各量中增加的量是;减少的量是;不变的量是。
A.蒸气压B.摩尔汽化热C.摩尔熵D.摩尔焓E.吉布斯自由能F温度G。
外压H。
摩尔体积.I。
亥姆霍兹函数15、在一透明的真空容器中装入足够量的纯液体,若对其不断加热,可见到;现象,若将容器不断冷却,又可见到。
四、问答题。
请回答下列各题。
1、请论证,恒沸混合物是混合物而不是化合物。
五、填作图题。
1、已知A, B两种液体完全互溶,且p*B p*A,在常压下具有最低恒沸混合物组成为D。
(1) 试画出该系统T-x图,p-x图的草图;(2) 若有一组成介于B与D之间的A,B二组分溶液,经精馏后,在塔顶和塔底各得什么产物?2、填作图题。
某二组分凝聚系统相图如下;(1)说明各区的相态及成分;(2)分别绘出a,b,c,d各点开始冷却的步冷曲线,并注明冷却曲线转折处的相态变化及曲线各段的相态。
3、填作图题。
A-B系统的固-液平衡相图如下:(1)列表指出各区的相态及成分;(2)画出aa’,bb’,cc’的冷却曲线的示意图;(3)欲从a系统中得最大量的纯结晶A,应该采取什么操作条件?4、填作图题。
(共10分)下列数据为乙醇和乙酸乙酯在101.325 kPa下蒸馏时所得:温度t / ℃77.15 75.0 71.8 71.6 72.8 76.478.3(C2H5OH) 气相0.000 0.164 0.398 0.462 0.600 0.8801.000液相0.000 0.100 0.360 0.462 0.710 0.9421.000(1) 依据表中数据绘制t-x图(粗略图),标示出图中各相区的相态及成分;(2)这是一个什么系统?(3)将组成x(C2H5OH)=0.75之溶液用精馏塔分离,塔顶、塔底各可得到什么成分?5、已知Ag-Cu相图(液固平衡)如下图所示:(1)填表(2)今有组成为P的液态合金,画出其步冷曲线。
步冷曲线相区相数相态及成分IIIIIIDE线A点P点6、用热分析法测得Sb(A) + Cd(B)系统步冷曲线的转折温度及停歇温度数据如下:w (Cd) ⨯ 100 020.5 37.5 47.5 50 58 70 93100转折温度t/ ︒C —550 460 —419—400——停歇温度t/ ︒C630 410 410 410 410 439 295 295 321 (1)由以上数据绘制步冷曲线(示意),并根据该组步冷曲线绘制Sb(A)-Cd(B)系统的熔点-组成图;(2)由相图求Sb和Gd形成的化合物的最简分子式;(3)将各区的相数及条件自由度数(ƒ’)列成表。
(已知Cd及Sb的相对原子质量分别为112.4,121.8)7、试画出水的相图(p-T示意图),标出图中各相区、相线、三相点的稳定相,并计算这些区、线、点的自由度。
8、下列数据为乙醇和乙酸乙酯在101.325 kPa下蒸馏时所得:温度t / ℃77.15 75.0 71.8 71.6 72.8 76.478.3y(C 2H5OH)气相0.000 0.164 0.398 0.462 0.600 0.8801.000x(C2H5OH) 液相0.000 0.100 0.360 0.462 0.710 0.9421.000(1) 依据表中数据绘制t-x图草图,标示出图中各相区的相态及成分;(2) 在溶液组成x(C2H5OH)=0.75时最初馏出物(气相)的组成是什么?(3) 用精馏塔将(2)之溶液分离得到的物质是什么?9、由A-B的冷却曲线得到下列数据:w(B) ⨯ 100 0 20 40 60 80 100转折温度t /︒C无400 无250 390 无停顿温度t /︒C 650 150 150 150 150 500作A-B相图,并标明各区域中可能存在的相态成分及自由度数;①画出组成为w(B)=0.3, w(B)=0.4, w(B)=1的步冷曲线.10、填作图题。