化学系物理化学思考题及答案

化学系物理化学实验思考题及答案

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。

3. 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些?

答：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；燃烧丝接触不良。

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?

答：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？

答：打开时：先逆时针开总阀，再顺时针开减压阀。关闭时：先逆时针关减压阀，再顺时针关总阀，再打开减压阀排出总阀与减压阀之间剩余的氧气，然后关闭减压阀。

实验三 双液系的气—液相平衡相图

1． 在“二组分气液平衡相图的测定”实验中，作标准溶液的折光率－组成曲线的目的是什么？ 答：从标准溶液的折光率－组成曲线上可以得出某沸点下的气相组成和液相组成。

2． 在“二组分气液平衡相图的测定”实验中，收集气相冷凝液的小槽的大小对实验结果有无影响？

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，其贮量超过了按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。

3． 每次加入蒸馏瓶中的三氯甲烷或乙醇是否应按记录表规定精确计量？

答：不一定。绘制沸点－组成图时，不必精确知道系统组成。需要精确知道的数据是不同系统组成时的沸点、气相组成和液相组成，而气液两相组成可通过折光率－组成标准曲线得到。

4． 如何判定气－液两相已达到平衡？

答：将液体缓慢加热，当液体沸腾回流一段时间，且体系温度计读数稳定时，可判定气－液两相已达到平衡。

5. 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。

实验四 溶解热的测定

1． 根据积分溶解热的定义，可知随着n 0增大，Δsol H 应该不断增大的，且增大的速率逐渐变慢。

图中拟合的二次曲线并不是与此严格相符的，在n 0=700左右有下降趋势。所以，该拟合曲线线

只能概括实验进行范围内的Δ

sol H~ n

的关系。若要得到更大范围内的关系曲线，需要增加实验

组数，获得更全面的数据。

2．硝酸钾溶解在水中吸热，这是破坏硝酸钾的晶格能，硝酸钾的电离能以及溶剂化热等能量的综合效应。从实验结果看出，溶剂的量n

越多，吸热也越多，这可能是与溶剂化热有关，溶

剂的量不同，会影响K+,NO

3-

周围的水合离子数。

3．溶剂量的影响随着溶剂量的增多而逐渐减弱，反映在图中曲线的斜率减少上。当溶剂很多时，加入少量的溶剂，浓度的变化甚小。这些体现在微分稀释热上。微分稀释热定义为1mol 溶质溶解在无限量一定浓度溶液中产生的热效应。按此定义，在定温定压下它为一定值。实验处理得到的微分稀释热是不断变小的，这是因为溶液量并不是无限的。当溶剂量很大时，认为

溶液浓度不再变化，这时得到的微分稀释热便趋于稳定了。Δ

sol H~n

最终应为一线性关系。

4．在不同温度压力下，硝酸钾的溶解热是不同的，尤其是温度的影响更大。当温度改变时，由van’tHoff等温式知，溶解平衡常数和溶解焓均会发生变化。故实验时需要注明环境的温度、压强。

5．硝酸钾加入快慢的控制，是实验成败的关键。加得太快，会使得温差过大，体系与环境的热交换加快，测得的溶解热偏低。加得太慢，一旦温度升到一个较高的值，即使加入所有硝酸钾也无法使温差回到零度以下，导致实验失败。一般ΔT控制在-0.3℃左右为宜，最低不要超过-0.5℃，但要始终为负值。实验中要时刻注意温差的变化，掌握好加料的时间和量。在每次组实验完后，温差回升到0℃以上，此时升温较快，需要及时加入较多的硝酸钾，否则温差可能再无法回到负值。加料时应小心，以免硝酸钾洒落，留在瓶口的需要用毛刷刷进去。

6．磁子的搅拌速度也很重要。搅拌太慢，硝酸钾难以完全溶解，若实验结束发现有未溶解的硝酸钾，应重复实验。搅拌太快，会加快散热，且温差归零的时间难以准确记录。

7．实验中使用的硝酸钾不是十分干燥，已经略有吸潮。这对实验结果会有影响（相当于硝酸钾已经溶解了一些）。实验中，应在其它事宜都准备好后，再称量硝酸钾，称完后盖上盖子，