第一轮物化实验思考题参考答案
实验一燃烧热的测定【思考题】
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，N2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0.1mol·dm-3 NaOH 溶液滴定洗涤氧弹内壁的蒸馏水，每毫升0.1 mol·dm-3 NaOH溶液相当于5.983 J(放热)。
2. （1）本实验中，那些为体系？那些为环境？（2）实验过程中有无热损耗，（3）如何降低热损耗？
答：（1）氧弹中的样品、燃烧丝、棉线和蒸馏水为体系，其它为环境。
（2）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。
（3）降低热损耗的方法：调节内筒水温比外筒水温低0.5-1℃，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。
3. 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1.5-2℃，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0.5-1℃较合适。
实验四完全互溶双液系的平衡相图【思考题】
1. 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。
2. 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。
3. 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
1．有一失去标签的Pb-Sn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。
2．总质量相同但组成不同的Pb-Sn混合物的步冷曲线，其水平段的长度有什么不同？为什么？
答：（1）混合物中含Sn越多，其步冷曲线水平段长度越长，反之，亦然。
（2）因为Pb 和Sn的熔化热分别为23.0和59.4jg-1，熔化热越大放热越多，随时间增长温度降低的越迟缓，故熔化热越大，样品的步冷曲线水平段长度越长。
实验十四弱电解质电离常数的测定【思考题】
1. 为什么要测电导池常数？如何得到该常数？
答：测出电导池常数后，把待测溶液注入该电导池测出其电导值，再根据G=κA/l求出其电导率,然后根据
Λm＝κ/C，α = Λm/Λm∞Kc = cα2/(1-α)可求Kc。
由于电极的l和A不易精确测量，因此实验中用一种已知电导率值的溶液，测出其电导，根据G=κA/l可求出电导池常数K cell。将已知电导率的溶液装入电导池中测其电导值，即可求得电导池常数。
2. 测电导时为什么要恒温？实验中测电导池常数和溶液电导，温度是否要一致？
答：因为电导与温度有关，所以测电导时要恒温，而且实验中测电导池常数和溶液电导温度是要一致。
3. 实验中为何用镀铂黑电极？使用时注意事项有哪些？
答：铂电极镀铂黑的目的在于减少电极极化，且增加电极的表面积，使测定电导时有较高灵敏度。电导池不用时，应把两铂黑电极浸在蒸馏水中，以免干燥致使表面发生改变。
第二轮物化实验思考题参考答案
实验十三溶液偏摩尔体积的测定
1.使用比重瓶应注意哪些问题？
（1）时应手持其颈部。
（2）实验过程中毛细管里始终要充满液体，注意不得存留气泡。
1.如何使用比重瓶测量粒状固体物的密度？
对固体密度的测定也可用比重瓶法。其方法是首先称出空比重瓶的质量为W0,再向瓶内注入已知密度的液体(该液体不能溶解待测固体，但能润湿待测固体)，盖上瓶塞。置于恒温槽中恒温10min，用滤纸小心吸去比重瓶塞上毛细管口溢出的液体，取出比重瓶擦干，称出重量为W1。倒去液体，吹干比重瓶，将待测固体放入瓶内，恒温后称得质量为W2。然后向瓶内注入一定量上述已知密度的液体。将瓶放在真空干燥内，用油泵抽气约3～5min，使吸附在固体表面的空气全部抽走，再往瓶中注入上述液体，并充满。将瓶放入恒温槽，然后称得质量为W3，则固体的密度可由式(5)计算：
1.为提高溶液密度测量的精度，可作哪些改进？
温度影响测量结果，因此尽可能在室温与所需恒定的温度相同条件下进行实验。
实验十六电极的制备与原电池电动势的测定【思考题】
1. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？如何保护及正确使用？
答：（1）电位差计是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置，能直接给出待测电池的电动势值，测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短，以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态。
（2）标准电池是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。
（3）检流计用来检验电动势是否对消，在测量过程中，若发现检流计受到冲击，应迅速按下短路按钮，以保护检流计。检流计在搬动过程中，将分流器旋钮置于―短路‖。
（4）工作电池（稳压电源）电压调至与电位差计对电源的要求始终相一致。
2. 参比电极应具备什么条件？它有什么功用？答：
（1）装置简单、可逆性高、制作方便、电势稳定。
（2）以标准氢电极(其电极电势规定为零)作为标准，与待测电极组成一电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极，如：甘汞电极。
3. 盐桥有什么作用？选用作盐桥的物质应有什么原则？
答：（1）盐桥用来减小液体接界电势。
（2）作盐桥的物质正负离子的迁移数应接近；在使用温度范围内浓度要大；不能与两端电池溶液发生反应。4. UJ34A型电位差计测定电动势过程中，有时检流计向一个方向偏转，分析原因。
原因：电极管中有气泡；电极的正负极接反；线路接触不良；工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不一致等。
5. 在测量金属电极的电极电势时，金属电极要加以处理，以除去氧化膜。
6. 如何使E测定准确？答：（1）电极管不能漏液。
（2）准电池和待测电池极化，―标准/未知选择‖旋钮在―标准‖或―未知‖位置的时间应尽可能的短。对―待测溶液‖应将读数盘预置到理论值后再将―标准/未知选择‖旋钮旋到，―未知‖。
（3）甘汞电极不用时浸泡在饱和氯化钾溶液中。
（4）对新制锌汞齐电极和新镀铜电极应及时测量，避免再度被氧化。
实验二十一乙酸乙酯皂化反应
1．为什么由0.0100mol·dm-3的NaOH溶液和0.0100mol·dm-3的CH3COONa溶液测得的电导率可以认为是κ0、κ∞？
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，0.0100mol·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∞。
2．反应物起始浓度不相等，试问应怎样计算k值？
答：若CH3COOC2H5溶液浓度a＞b（NaOH溶液浓度），则其反应速率方程的积分式为
a a
κt+κ0 (— -1) - κ0—
b c a
ln????????? = κ(a—b)t + ln—
____ b b
κt - κc —
c
C和κc分别为反应进行完全后体系中产物CH3COONa的浓度和电导率
若a＞b时b =C，若a< b时a =C
3．如果NaOH和乙酸乙酯溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么？
答：不能。只有反应体系是很稀的水溶液，才可认为CH3COONa是全部电离的。反应前后Na+的浓度不变。随着反应的进行，导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，以跟踪反应物浓度随时间变化。
4．哪些离子的贡献？答：溶液的电导是OH-、Na+和CH3COO-离子的贡献。
5．使用浓度相同的两种反应物？答：两种反应物的浓度相同比不同的κt ~ t关系式简单。
6．反应进行的过程中为何溶液的电导发生变化？
答：随着反应的进行，导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。
实验二十蔗糖的转化
1．实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点？在蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度αt是否需要零点校正？
为什么？
答：（1）因为待测液是以蒸馏水作为溶剂的蔗糖水溶液，以蒸馏水的旋光度作为零点，则待测液的旋光度的变化反映出蔗糖的转化过程旋光度的变化。
（2）在蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度αt不需要零点校正，因为数据处理
要求ln(αt－α∞)对t作图，若αt和α∞对零点都有一个偏差，αt－α∞可以抵消。2．蔗糖溶液为什么可粗略配制？
答：以ln(αt－α∞)对t作图的斜率为–k，粗略配制蔗糖溶液不影响αt－α∞，需要的是差。
3．蔗糖的转化速率常数k与哪些因素有关？答：温度、盐酸的浓度
4．试分析本实验误差来源，怎样减少实验误差？
答：（1）温度波动大，测定过程中旋光管无法恒温，室温也不恒定。（2）测定温度尽量接近室温
实验二十八溶胶的制备及电泳
1.本实验中所用的稀盐酸溶液的电导为什么必须和所测溶胶的电导率相等或尽量接近？
答：为了保持ξ电势计算式中的电势梯度（V/L）尽量接近
1.电泳的速度与哪些因素有关？
答：由ξ=ηυ/[ε。εr （V/L）]，式可以分析，电泳的速度υ的影响因素有：ξ电势、介质的粘度η和介电常数εr、两极间距L、外加电压V以及影响ξ、η、εr、L、V的因素如温度、胶体浓度、胶体中杂质、通电时间的长短、电泳管受到震动的情况、电泳管的胶塞处通大气的畅通状态等。
1.在电泳测定中如不用辅助液体，把两电极直接插入溶胶中会发生什么现象？
答：本实验是用界面移动法测电动电势，如果在电泳测定中如不用辅助液体，只靠气液界面，不存在液-液界面，无法判断液-液界面移动情况
1.溶胶胶粒带何种符号的电荷？为什么它会带此种符号的电荷？
答：（1）实验中溶胶移向负极，说明溶胶带正电。（2）溶胶带正电，实际上是胶粒带正电：
水解法制备Fe(OH)3溶胶的反应为：FeCl3 + 3H2O = Fe(OH) 3 + 3HCl
Fe(OH)3+ HCl= FeOCl+2H2O，FeOCl 离解成FeO+与Cl-离子。胶团结构为：
[（Fe(OH)3）m].nFeO+.(n-c) Cl-]c+.cCl-
胶粒
5、仅用自来水冲洗电泳管和试管，对实验结果会有何影响？
答：溶胶会发生聚沉。界面移动速率减小，电动电势ξ偏小。
6、通过气味判断两电极上各产生的什么气体？为什么？
答：（1）从正阳极上产生刺激性气味判断是氯气。负阴极上产生的气体没有气味应该是氢气。
（2）正阳极上电极电势低的物质首先发生氧化反应，考虑到制备Fe(OH)3溶胶时加入的FeCl3浓度低，体积小，生成的HCl和辅助液HCl浓度很小，可忽略浓度对E的影响，I=1000A.m-2时，在光亮的Pt上
H2O→2H++（1/2）O2+2e-，Eir≈Er+ηO2（Pt）=1.229+1.28=2.51V
2Cl-→Cl2+2e-Eir≈Er+ηCl2（Pt）=1.36+0.054=1.41V
负阴极发生还原反应2H++2e-→H2没有竞争反应。
7、实验成功的关键是什么？
答：（1）使用的仪器必须洁净，蒸馏水及药品不能被污染。
（2）制备好的溶胶一定冷却到和HCl辅助液温度一致或比HCl辅助液温度略低。
（3）用下加液法往电泳管中加溶胶时，乳胶管中无气泡，开始一定要慢，保证界面清晰。
（4）电泳管的胶塞处通大气要畅通。
实验三十粘度的测定和应用
1.与奥氏粘度计相比，乌氏粘度计有何优点？本实验能否用奥氏粘度计？
答：（1）乌氏粘度计比奥氏粘度计增加了支管C，通过支管C使毛细管下端和上端同时与大气相通，溶液是在其本身重力作用下流出的，故测定数据更准确。
（2）本实验也能用去掉C管的奥氏粘度计，只是测定精度不高。
1.乌氏粘度计中支管C有何作用？除去支管C是否可测定粘度？
答：（1）乌氏粘度计中支管C起与大气平衡的作用。
（2）除去支管C也可以测定溶液的粘度，但是没有C支管使毛细管下端和上端同时与大气相通，F管中溶液重力的影响会影响流出毛细管的时间，导致测定结果精度差。
1.乌粘度计的毛细管太粗或太细有什么缺点？
答：毛细管太粗流经时间短，容易使读数误差增大。毛细管太细容易造成堵塞。
1.为什么用[η]来求算高聚物的分子量？它和纯溶剂粘度有无区别？
答：（1）
K与α的数值可通过其它绝对方法确定，例如渗透压法、光散射法等，从粘度法只能测定得[η]。
（2）[η]主要反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦作用，纯溶剂粘度反映的是溶剂分子之间的内摩擦作用。
1.分析ηSP /C－C及lnηr / C－C作图缺乏线性的原因？
答：（1）温度波动，（2）记时有误差，（3）每次加入水之后未混合均匀，使溶液的浓度不准，(4)G管溶液有泡沫，
（5）测定过程中因为毛细管垂直发生改变以及微粒杂质局部堵塞毛细管而影响流经时间。
实验一燃烧热的测定
数据记录格式
1.苯甲酸的燃烧热的测定
样品重：0.？g 铜镍丝重：0.0？0g 剩余铜镍丝重：0.00？g
棉线重：0.0？g 棉线+铜镍丝+苯甲酸片：0.？g
1.萘的燃烧热的测定
与1格式相同
实验四完全互溶双液系的平衡相图
乙酸乙酯-乙醇体系的沸点-组成数据表格式：
1、配制Sn 质量百分数0%、40%、80%、100%的Pb混合物，上盖石墨粉。
2、将可控升降温电炉与电源线连接好，接通电源，置于―外控‖状态
3、数字控温仪与电源线、传感器、计算机、电炉连接好,接通电源，置于―置数‖状态，将―设定温度‖设为高于样品熔点40（纯Pb）-60℃，转置―工作‖状态。
4、将传感器放到电炉炉膛保护筒内，样品管外。
5、将装有金属的样品管（玻璃管轻放！！！）放到电炉炉膛保护筒内,
6、将―加热量调节‖旋钮顺时针调至最大，待控温仪―实时温度‖达到了所―设定温度‖之后，迅速将控温仪―工作‖转置―置数‖状态，同时将―加热量调节‖旋钮逆时针调回最小（旋不动），再将传感器转移到样品管中（玻璃管轻放！！！），待控温仪―实时温度‖达到了―设定温度‖并稳定2分钟后：
7、将―冷风量调节‖旋钮顺时针电压调至最大（旋不动），使冷却速率基本恒定。
a) 控温仪置于―置数‖状态，设置控温仪的时间间隔（20S或30S）后转置―工作‖状态，按设置的控温时间间隔记录温度，直到步冷曲线的平台及拐点以下，结束一组实验，得出该配比样品的步冷曲线数据。
b) 6稳定时，打开计算机→程序→工程1→串口1→图框1→点击―开始绘图‖ →直到步冷曲线平台以下1厘米，点击―结束绘图‖得出该样品的步冷曲线。
8、重复步骤4—7，依次测出所配各样品的步冷曲线数据和步冷曲线。
9、待教师对实验数据签字、仪器检查完毕即可关闭数字控温仪与电炉的电源，计算机退出系统。最后一组完成该实验者关闭计算机总电源。
注意：1、传感器不能超过400℃！！！（失灵）
2、实验时勿将样品管拿出观看！更不能将高温的样品管直接移置低温处！
五、数据记录和处理 1．绘制步冷曲线所需数椐2．步冷曲线3．温度-组成图。
4、将稳压电源电压调节旋钮逆时针旋到头，确认电压为零后，与UJ33D-3型数字电位差计两个―6V‖电源插孔连接，将稳压电源电压调到6V
5、将电位差计与所组合原电池的正负极正正、负负连接，测定四组原电池的电动势值。.
五、数据记录和处理记录实验室温度t= / ℃带入以下1．2求φt，E/v（理）
1．饱和甘汞电极电势与温度的关系：φt{ Hg2Cl2（S）?Hg（l）}/V=0.2415-7.61* 10-4(t/℃-25)
式中κ为反应的速率常数。若用a、b分别表示CH3COOC2H5和NaOH的起始浓度，χ表示经过时间t后消耗掉的反应物浓度，则（1）式可表示为：dχ/dt=κ（a–χ）（b-χ）（2）
本实验a和b相同，则（2）式可表示为：dχ/dt=κ（a–χ）2（3），将（3）式积分得：
χ/a（a–χ）=κt（4），本实验用电导法测定反应系统在不同时刻的电导来求出反应速率常数，因为在乙酸乙酯的皂化反应的过程中，溶液人中导电能力强的OH—逐渐被导电能力弱的CH3COO—取代，Na+浓度不发生变化，而CH3COOC2H5和C2H5OH不具有明显的导电性，所以溶液的电导逐渐减小。故可以通过反应系统电导的变化来度量反应的进程。
由于电导率κ、电导G、电导池常数K cell三者之间的关系为：κ=K cell G，在稀溶液中
NaOH和CH3COONa的电导率分别与其浓度成正比。若令G。、G t、G∞分别表示反应起始时、反应时间t时、反应终了时溶液的电导，G t是浓度为（a –χ）的NaOH溶液与浓度为χ的CH3COONa溶液的电导之和。得出G t= G∞+（G。-G t）/aκt（5），由（5）式可以看出，以G t对（G。-G t）/t作图，可得一直线，其斜率为1/aκ，就能求出反应速率常数κ。
三、仪器和药品
DDS—307型电导率仪，恒温槽，双管电导池，铂黑电导电极，移液管，NaOH（0.006M），CH3COOC2H5
四、实验步骤
1．DDS——307型电导率仪与电源接通，预热30分钟。
2．溶液的配制
3．选用电极常数为近似为1的DJS-1C型铂黑电极，将其与电导率仪、电导池装配好并用蒸馏水洗净
4．用NaOH专用移液管吸取25毫升浓度为0.006M的NaOH溶液置于装有铂黑电极的电导池内，再吸25毫升蒸馏水稀释一倍---1号溶液。
5.校准电导率仪：
（1）将电导率仪最左边的旋钮白色刻度线指向―检查‖，
（2）将―常数‖补偿调节旋钮指向―1‖刻度线
（3）将―温度‖ 补偿调节旋钮指向―25‖刻度线，
调节―校准‖ 调节旋钮，使仪器显示100μS/cm
6.电极常数的设置：
将―温度‖补偿调节旋钮指向―实验室温度‖刻度线，―常数‖调节旋钮指向―铂黑电极所标值‖（如电极常数为0.967仪器显示96.7）
7.选量程：测量1号溶液的电导率，选定量程规则由大（Ⅳ）到小（Ⅰ），本实验选定量程Ⅲ（测量范围200—2000μS/cm）
8．NaOH 专用移液管吸取25毫升浓度为0.006M的NaOH溶液置于装有铂黑电的电导池内，用乙酸乙酯专用移液管吸取25毫升浓度为0.006M的乙酸乙酯置于另一电导池内，用洗耳球将两溶液混合，按时间间隔由短到长记录电导率值，
Ⅲ挡被测电导率=显示读数*电极常数μS/cm，本实验用电极常数≈1，κ=K cell G≈G
9.教师对实验仪器检查完毕即可关闭电导率仪的电源。
五、数据记录和处理 1．实验室温度℃，2．0.02M的NaOH溶液G。= μs.cm-1
3．反应过程t-G t数据
胶粒胶粒会向负极移动，胶粒与分散介质之间会发生相对运动，产生电势差，此电势差叫作ξ电势。这种现象称为电泳。凡是高度分散的和颜色鲜明的溶胶，都可以用界面移动电泳法测定ξ电势（伏）。电泳速率υ，介质的粘度η数据分为:
温度/℃18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
粘度η/10- 3N.s m- 2 1.053、1.027、1.002、0.9779、0.9548、0.9325、0.9111、0.8904 0.8705、0.8513
介质相对于真空的介电常数εr（水）=81，真空的介电常数ε。（8.85╳10-12），两极间距L(米)，外加电压V（伏）之间的关系：ξ=ηυ/[ε。εr （V/L）]，式中υ=d/t=界面移动距离（米）/界面移动此距离所需时间（秒）
三、仪器与药品
1.电泳仪，FeCl3溶液，HCl辅助液，杯烧，量筒，NaCl，Na2SO4，K3[Fe（CN）6]
四、实验操作步骤
1、将150毫升蒸馏水烧至沸腾，逐滴加入3.2%的FeCl3 7毫升,再沸腾2—5分钟，冷却至和0.0004M的HCl辅助液温度相等，量取所制胶体溶液35毫升备用。
2、将两支铂电极和电泳管以及与之连接的漏斗用蒸馏水洗净，
3、将已量取的35毫升溶胶加入与电泳管连接的漏斗中，乳胶管中不能有气泡！！！，关上旋塞。
4、根据所用电泳管的不同，用上加液法加60或50毫升（无刻度电泳管）0.024M的HCl辅液
5、使漏斗内的液面高出电泳管内液面1—2毫米后，将旋塞部分打开，待旋塞上小段的玻璃管内充满胶体后，将漏斗缓慢上移至两支铂电极浸入HCl辅助液中！！，关闭旋塞。
6、在电泳管上做好界面标记，接通电源，将电压调至100V，记录开始通电的时间，每隔5分钟记录一次5分钟界面上升和下降的距离，记录3次。
7、改变电压，重复―6‖的操作。
8、观察两电极上气泡产生速率是否相同，分析原因，用嗅觉判两极产生的各是什么气体？
9、实验完毕将电泳管冲洗干净。
10、量取两电极之间的距离（直管部分用自带尺子量取，玻璃弯管部分用线从玻璃管中部量）
11、用幻灯机的光源观察所制Fe(OH) 3胶体的丁达尔效应
12.实验三种电解质对胶体的聚沉情况，分别记录两毫升胶体所用各电解质的滴数，换算填表
磁化率的测定 1．本实验在测定XM做了哪些近似处理 答：（1）忽略了X反（2）X0=0（样品周围介质的体积磁化率）（3）H0=0(样品顶端磁场强度为0。近似认为样品顶端就是试管顶端) 2．为什么可以用莫尔盐来标定磁场强度 答：莫尔盐的XM仅与T有关,物质,物质稳定，组成固定，对磁场反应良好。 3.样品的填充高度和密度以及在磁场中的位置有何要求若样品的填充高度不够，对测量结果有何影响 答：样品管与磁极中心线平齐，不与磁极接触，样品要紧密均匀填实。若样品的填充高度不够，则样品最上端处磁场强度不为零。（样品的填充高度距样品管口处，样品要紧密均匀填实。将样品悬挂在天平上，样品底部处于磁场强度最大区域【H】管顶则位于场强最弱甚至为0的区域，若样品的填充高度不够，对样品处于磁场中的受力产生影响） 三组分体系等温相图 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。 电极的制备与原电池电动势的测定 1. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用如何保护及正确使用 答：（1）电位差计是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置，能直接给出
待测电池的电动势值，测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短，以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态。（2）标准电池是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。（3）检流计用来检验电动势是否对消，在测量过程中，若发现检流计受到冲击，应迅速按下短路按钮，以保护检流计。检流计在搬动过程中，将分流器旋钮置于“短路”。（4）工作电池（稳压电源）电压调至与电位差计对电源的要求始终相一致。 2. 参比电极应具备什么条件它有什么功用 答(1)装置简单、可逆性高、制作方便、电势稳定。 (2)以标准氢电极(其电极电势规定为零)作为标准，与待测电极组成一电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极，如：甘汞电极。 3. 盐桥有什么作用选用作盐桥的物质应有什么原则 答：（1）盐桥用来减小液体接界电势。（2）作盐桥的物质正负离子的迁移数应接近；在使用温度范围内浓度要大；不能与两端电池溶液发生反应。 4. UJ34A型电位差计测定电动势过程中，有时检流计向一个方向偏转，分析原因。 答：随着反应的进行，导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。电极管中有气泡；电极的正负极接反；线路接触不良；工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不一致等。在测量金属电极的电极电势时，金属电极要加以处理，以除去氧化膜。 6. 如何使E测定准确 答：（1）电极管不能漏液。（2）准电池和待测电池极化，“标准/未知选择”旋钮在“标准”或“未知”位置的时间应尽可能的短。对“待测溶液”应将读数盘预置到理论值后再将“标准/未知选择”旋钮旋到，“未知”。（3）甘汞电极不用时浸泡在饱和氯化钾溶液中。（4对新制锌汞齐电极和新镀铜电极应及时测量，避免再度被氧化。
物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是：() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有（） (A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0 (C) W <0，Q <0，U >0
(D). W <0，Q =0，U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是（） (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化：（） A 如果系统的?S >0，则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 ，变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是（） A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 9. 在定压下，NaCl晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C和条件自由度f'：（） A C=3，f'=1 B C=3，f'=2 C C=4，f'=2 D C=4，f'=3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0
实验一液体饱和蒸汽压的测定 思考题 1．克-克方程在哪三个条件下才适用？ 答：气-液平衡或气-固平衡；气体当作理想气体且液固体的体积可以忽略；温度 变化范围不大，Δ vap H m 当作常数。 2．怎样确定气—液达到平衡？温度计读数为什么要进行校正？如何校正？ 答：在一定压强下，每隔2～3分钟读数一次，两次读数基本没有变化时，表示水银球外部已建立了气—液平衡。使用温度计测温时，除了要对零点和刻度误差进行校正外，还应作露茎校正。这主要是由于水银温度计是全浸式的，即水银柱须是完全臵于被测体系中，但在实际测量温度时，总有一段观察读数的水银柱要露出在较低的室温环境中，使得水银柱的膨胀量较全浸状态时低，即测定值比全浸状态时略小。 本实验中以测定常压下水的沸点（看是否为100℃）进行粗略的刻度校正。 温度计读数露茎校正的方法是，在测温的温度计旁再固定一支温度计7（见图8-8），用以读取露茎的环境温度，温度计7的水银球应臵于测量温度计露出刻度至读数刻度那一段水银柱的中部；在读观测温度时同时读取温度计7上的读数，得到温度t（观）和t （环）；根据玻璃与水银膨胀系数的差异，露茎校正值为：?t（露）/℃=1.6?10-4〃n〃(t 观 -t环)。 式中1.6?10-4是水银对玻璃的相对膨胀系数，n为露出部分水银柱的长。 则实际温度t（真）= t（观）+ ?t（露）。 3．压差仪中的示数就是饱和蒸汽压吗？ 答：不是，饱和蒸汽压p = p0-Δp，Δp为压差仪中的示数. 4．温度计水银球包滤纸有何作用？为何电热套温度更高的多却不会影响气-液平衡温度？ 答：包裹滤纸条的作用是：一者，滤纸条增大了液体蒸发的面积和速率，当液体受热时，能在滤纸上快速的蒸发，迅速建立气—液平衡；二者，水银球处在滤纸所包围的气氛中，可以避免由于过热而使沸点读数偏高。 5．在体系中安臵缓冲瓶有何目的？如何检查漏气？ 安臵缓冲瓶可以避免系统内的压强在抽真空或吸入空气时由于系统内体积太小而变化幅度大，难以控制——“缓冲”之意义。 答：在液体尚未开始加热前，启动真空泵，系统减压400～500 mmHg后关闭真空泵，系统能保持5分钟压力不发生变化，则属正常。这时可以加热液体样品进行实验了。 注意加热后再检漏就不适宜了，因为液体的蒸发和冷凝本身都会使系统压强波动。6．汽化热与温度的关系如何？ 答：参看教材，汽化热与温度有关，dΔ vap H m = (C p,m, 气 - C p,m,液 )dT，只有当C p,m, 气 与 C p,m, 液 近似相等或温度变化范围不大时，汽化热才可以近似当作常数。 7．测量仪器的精确度是多少？估计最后气化热的有效数字。 答：精密温度计精确度到小数点后两位，共四位有效数字。压差仪的精度为1Pa，有五位有效数字。最后气化热的有效数字应有四位有效数字。 实验二二元液系相图
物理化学实验课后练习参考 一、问答题 1.用最大气泡法测定溶液的表面张力的实验操作中,为什么要求读出最大压力差? [答] p(内) 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 -3 NaOH 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 A W 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 物理化学实验思考题答案（精心整理） 实验1 1.不能，因为溶液随着温度的上升溶剂会减少，溶液浓度下降，蒸气压随之改变。 2.温度越高，液体蒸发越快，蒸气压变化大，导致误差愈大。 实验3 实验5 T----X图 1蒸馏器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若蒸馏时仪器保温条件欠佳，在气相到达平衡气体收集小槽之前，沸点较高的组分会发生部分冷凝，则T—x图将怎么变化 答：若有冷凝，则气相部分中沸点较高的组分含量偏低，相对来说沸点较低的组分含量偏高了，则T不变，x的组成向左或向右移（视具体情况而定） 3在双液系的气-液平衡相图实验中，所用的蒸馏器尚有那些缺点如何改进 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。 4本实验的误差主要来源有哪些 答：组成测量：(1)工作曲线；(2)过热现象、分馏效应；(3)取样量。 温度测量：(1)加热速度；(2)温度计校正。 5.试推导沸点校正公式： 实验12蔗糖水解速率常数的测定 1蔗糖的转化速率常数k 与哪些因素有关 答：温度、催化剂浓度。 2在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好还是短的旋光管好 答：选用较长的旋光管好。根据公式〔α〕＝α×1000/Lc ，在其它条件不变情况下，L 越长，α越大，则α的相对测量误差越小。 3如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞ 答：α0＝〔α蔗糖〕D t ℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕D t ℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕D t ℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]D t ℃，[α葡萄糖]D t ℃，[α果糖]D t ℃ 分别表示用钠黄光作光源在t ℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm 表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t ＝20℃ L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝×2×10/100＝° α∞＝×2×10/100×（）＝－° 4、试分析本实验误差来源怎样减少实验误差 答：温度、光源波长须恒定、蔗糖溶液要现用现配。 1、实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点在蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度αt 是否需要零 点校正为什么 答：(1)因水是溶剂且为非旋光性物质。 (2)不需，因作lg(αt-α∞)～t 图，不作零点校正，对计算反应速度常数无影响。 2、蔗糖溶液为什么可粗略配制 答：因该反应为(准)一级反应，而一级反应的速率常数、半衰期与起始浓度无关，只需测得dC/dt 即可。 实验17电导的测定及应用 1、本实验为何要测水的电导率 () ℃果糖℃葡萄糖〕α〕〔α蔗糖t D t D 0[100]L[21+= 《物理化学实验》练习题 ●本练习题供平时练习所用，对期末考试有指导作用,望同学们认真做答. ●此次练习题需要当做一次物理化学作业一样提交. 练习题 一、填空题（每空1分，共30）： 1．写出物理化学实验中所使用的两种温度计：和。 2．氧气钢瓶外表油漆的颜色是色；氢气钢瓶外表油漆的颜色是色。 3．在静态法测定乙醇饱和蒸气压的实验中，直接测量的物理量是 和。 4．热分析法测定“步冷曲线”时，根据曲线上的或可以确定相变温度。 5．测定物质的磁化率所使用的磁天平有磁天平和磁天平两种。 6．测量物质的燃烧焓所需的测量仪器是，燃烧反应在内进行。 7．测量液体饱和蒸气压所依据的原理是方程，通过实验数据作直线可以求出。 8．在二组分气液平衡相图的实验中，直接测量的物理量是和。 9．物质的旋光度与和等因素有关。 10．诱导极化率（或变形极化率）由极化率和极化率两部分组成。 11．写出恒温槽构造中的两个部件：和。 12．用氧弹量热计测量得到的是恒容热Q V，则恒压热Q p= 。 13．在液体饱和蒸气压测量的实验中，若空气未被抽净，则所得蒸气压的数值偏。 14．测量电解质溶液的电导可采用电桥法，测量电池的电动势采用 法。 15．在最大泡压法测量液体表面张力的实验中，直接测量的物理量是 。 16．接触温度计是用作 ，而贝克曼温度计是用作 。 17．热分析法所测量的“步冷曲线”是以 为纵坐标，以 为横坐标所得的曲线。 18．惠斯登（wheatston ）电桥法测量电解质溶液的电导时，需要 作电源和 作示零装置。 19．对消法测量电池电动势需要用到 电池和 电池。 20．在偶极矩测量实验中，介电常数是通过测量 而得的。 21．在蔗糖水解反应速率常数测定的实验中，C 0/C = 。 22．乙酸乙酯皂化反应体系的电导随时间逐渐 ，反应体系的pH 随时间逐渐 。 23．贝克曼温度计测量温度的范围为 ℃，最小分度为 ℃。 24．获得真空时所使用的仪器是 ；测量真空度的仪器是 。 25．在测量液体表面张力的实验中，从毛细管中逸出泡的半径越 ，则最大液柱差△h m 越 。 二、单项选择题：将所选择的答案号添入括号中（每题1分，共50分）： 1. 下面四条曲线分别代表A 、B 、C 、D 四个恒温槽的灵敏度曲线，其中恒温效果最好的是（ ）。 控温灵敏度曲线 2. 在氧弹量热计中萘的燃烧反应为： C 10H 8(s)+12O 2(g)→10CO 2(g)+4H 2O(l) 在K 2.298时，测得反应的恒容热?-=kJ 5152v Q mol -1，则萘的燃烧焓= ?m c H 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? 物理化学习题解答(十一) 习题p216~224 1、298K 时，2N 2O 5(g)==N 2O 4(g)+O 2(g)，该分解反应的半衰期t 1/2=，此值与N 2O 5(g)的起始浓度无关，试求： (1) 该反应的速率常数； (2) N 2O 5(g)转化掉90%所需的时间。 解： (1) 反应的半衰期t 1/2与N 2O 5(g)的起始浓度无关，故为一级反应。 (2) . ln10= t = 2、某物质A 分解反应为二级反应，当反应进行到A 消耗了1/3时，所需时间为2min ，若继续反应掉同样多这些量的A ，应需多长时间 解： 1/2=4/t ，t =8min ，t a =8–2=6min 3、有反应A→P ，实验测得是级反应，试证明： (1) (2) kt A A 2 1][][2 12 1 0=-2 1210])[12(2A k t -=1 2ln 21k t =12/111216.07.52ln 2ln -===h t k t k x a a 1ln =-t a a a 1216.09.0ln =-t k a x a 2 11=--2 21311k a a a =--241k a =t k a a a 213 21=--t k a 22= 解： (1) (2) 4、在298K 时，用旋光仪测定蔗糖的转化率，在不同时间所测得的旋光度αt 如 下： 试求该反应的速率常数k 值。 解： 由ln(αt –α∞)~t 作图，直线斜率–k = –×10-3，速率常数k =×10-3min -1。 2 1][][A k dt A d r =-=kdt A A d -=2 1][][kdt A d A -=-][][21 kdt A d -=21 ][2t d k A d t A A ??-=0 ][][2 10][2)0(}][]{[22 121 0- -=-t k A A kt A A 2 1][][21210 =-2 121 2121}][21{][00kt A A =-21 212 121}][22][00kt A A =-2 12121])[222(0kt A =-21 21 0])[22(kt A =-2 1210])[12(2A k t -=) ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t 物理化学实验 实验一 燃烧热的的测定 1. 说明恒容燃烧热(V Q ）和恒压燃烧热(P Q )的差别和相互联系。 区别：恒容燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统内能的变化值，恒压燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统地焓变 联系：对于理想气体 P v Q Q nRT =+? 2. 在这个实验中，那些是体系，那些是环境？实验过程中有无热损耗？这些热损耗实验结果有何影响？ 答：内筒和氧弹作为体系，而外筒作为环境。实验过程中有热损耗。有少量热量从内筒传到外筒，使得内筒水温比理论值低，而使得燃烧焓偏低。 4. 实验中，那些因素容易造成误差?如果要提高实验的准确度，应从哪几方面考虑？ 答：内外筒开始反应前的温度差造成误差，我们应提高软件质量，使软件调试出的温度如（3）所述，有利于减小误差。又如点燃火丝的燃烧带来的一定的热量，造成误差，应寻求一种让反应自发进行的方法，或寻求一种更好的点火材料。 实验二 Pb-Sn 体系相图的绘制 1．是否可用加热曲线来做相图？为什么？ 答：不能。加热过程中温度难以控制，不能保持准静态过程。 2．为什么要缓慢冷却合金做步冷曲线？ 答：使温度变化均匀，接近平衡态。 3．为什么坩埚中严防混入杂质？ 答：如果混入杂质，体系就变成了另一多元体系，使绘制的相图产生偏差。 实验三 化学平衡常数及分配系数的测定 1. 配1、2、3各溶液进行实验的目的何在？根据实验的结果能否判断反应已达到平衡？ 答：实验1是为了计算I 2在CCl 4和H 2O 中的分配系数。实验2、3是为了 计算和比较平衡常数K ，当2Kc ≈3Kc 时，可判断反应已达到平衡。 2. 测定四氯化碳中I 2的浓度时，应注意什么？ 答：应加入5～10ml 水和少量KI 溶液，还要先加入淀粉，充分振荡，滴定后要回收。 实验四 液体饱和蒸气压的测定——静态压 1. 本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压，为什么？ 答：不能。因为克－克方程只适用于单组分液体，而溶液是多组分，因此不合适。 2. 温度愈高，测出的蒸气压误差愈大，为什么？ 答：首先，因为本实验是假定?H m (平均摩尔汽化热)在一定范围内不变，但是当温度升得较高时，?H m 得真值与假设值之间存在较大偏差，所以会使得实验结果产生误差。 其次，(假定气体为理想气体)，PV =n R T 。V 是定值，随着T 升高，n 会变大，即使n 不变，p 也将变大，即分子运动加快，难以平衡。 实验五 蔗糖水解 1. 旋光度t β与哪些因素有关？实验中入如何控制？ 答：旋光度与溶液中蔗糖、葡萄糖、果糖等的浓度有关。实验中计时必须准确，操作必须迅速，因为这样才能准确求得一定时间内的旋光度变化。实验中通过将所取出的反应液放入事先在冰水中冷却的试管中，使反应速率迅速下降，然后快速测量旋光度来控制。 2. 0β如何测定？ 答：测0β的时候，必须用20mL 蔗糖溶液与10mL 蒸馏水组成的混合溶液去测量，因为这样才能保证浓度前后对应，也即和后来由100mL 蔗糖及50mLHCl 反应所组成的溶液浓度对应。 3. 恒温不严格控制行不行？为什么？取反应液时为什么要迅速注入事先冷却的试管中？ 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205 1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201 1、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。 7．最大泡压法测定表面张力时为什么要读最大压力差？如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，对实验结果有无影响？ 答：如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的。当气泡开始形成时，表面几乎是平的，这时曲率半径最大；随着气泡的形成，曲率半径逐渐变小，直到形成半球形，这时曲率半径R和毛细管半径r相等，曲率半径达最小值，根据拉普拉斯(Laplace)公式，此时能承受的压力差为最大：△pmax = p0 - pr = 2σ/γ。气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出。最大压力差可通过数字式微压差测量仪得到。 如气泡逸出速度速度太快，气泡的形成与逸出速度快而不稳定；致使压力计的读数不稳定，不易观察出其最高点而起到较大的误差。 8．本实验为何要测定仪器常数？仪器常数与温度有关系吗？ 答：因为用同一支毛细管测两种不同液体，其表面张力为γ1，γ2，压力计测得压力差分别为△P1，△P2，则γ1/γ2=△P1/△P2 ，若其中一液体γ1已知，则γ2=K×△P2其中 K=γ1/△P1，试验中测得水的表面张力γ1，就能求出系列正丁醇的表面张力。 物理化学实验习题 物理化学实验习题 一、选择题 1. 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. 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. 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-1 4. 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. 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. 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。严格地说, 与这温度变化相对应的是：( ) (A) 中和热 (B) 中和热和稀释热的总效应 (C) 中和热、稀释热、解离热的总效应 (D) 中和热和解离热的总效应 7. 某固体样品质量为1 g左右，估计其相对分子质量在10 000 以上，可用哪种方法测定相对分子质量较简 便：( ) 蔗糖水解速率常数的测定 1．蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？ 答：主要和温度、反应物浓度和作为催化剂的H+浓度有关。 2．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？ 答：选用长的旋光管好。旋光度和旋光管长度呈正比。对于旋光能力较弱或者较稀的溶液，为了提高准确度，降低读数的相对误差，应选用较长的旋光管。根据公式（a）=a*1000/LC,在其他条件不变的情况下，L越长，a越大，则a的相对测量误差越小。 3．如何根据蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度数据计算？ 答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94° 4．试估计本实验的误差，怎样减少误差？ 答：本实验的误差主要是蔗糖反应在整个实验过程中不恒温。在混合蔗糖溶液和盐酸时，尤其在测定旋光度时，温度已不再是测量温度，可以改用带有恒温实施的旋光仪，保证实验在恒温下进行，在本实验条件下，测定时要力求动作迅速熟练。其他误差主要是用旋光仪测定时的读数误差，调节明暗度判断终点的误差，移取反应物时的体积误差，计时误差等等，这些都由主观因素决定，可通过认真预习实验，实验过程中严格进行操作来避免。 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 电导的测定及其应用 1、本实验为何要测水的电导率？ 答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。作电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。水的电导率相对弱电解质的电导率来说是不能够忽略的。所以要测水的电导率。 2、实验中为何通常用镀铂黑电极?铂黑电极使用时应注意什么？为什么？ 物理化学习题解答(十二) 习题p305~310 4、已知乙炔气体热分解是二级反应，发生反应的临界能E c =190.4kJ·mol -1,分子直径为0.5nm ，试计算： (1) 800K,100kPa 时，单位时间、单位体积内的碰撞数； (2) 求上述反应条件下的速率常数； (3) 求上述反应条件下的初始反应速率。 解： (1) c A =p/RT =100×103/(8.314×800)=15.035mol·m -3 =3.672×1034m -3·s -1 (2) = =9.968×10-5m 3·mol -1·s -1 (3) r =kc A 2=9.968×10-5×(15.035)2=0.02253mol·m -3·s -1 12、某基元反应A(g)+B(g)→P(g)，设在298K 时的速率常数k p (298K)=2.777×10-5 Pa -1·s -1,308K 时k p (308K)=5.55×10-5 Pa -1·s -1。若A(g)和B(g)的原子半径和摩尔质量分别为：r A =0.36nm ，r B =0.41nm ，M A =28g·mol -1，M B =71g·mol -1。试求在298K 时： (1) 该反应的概率因子P ； (2) 反应的活化焓△r *H m ，活化熵△r *S m 和活化Gibbs 自由能△r *G m 。 解： (1) d AB =r A +r B =0.36+0.41=0.77nm=7.7×10-10m u =M A M B /(M A +M B )=28×71/(28+71)=20.08 g·mol -1=2.008×10-2kg·mol -1 k c =k p RT =2.777×10-5×8.314×298=6.88×10-2m 3·mol -1·s -1 22 22A A AA AA c M RT L d Z ππ=1 5 512121284.5210777.21055.5ln )298308298308(314.8ln )(---?=???-??=-=mol kJ k k T T T T R E a 2 3 22329) 035.15(10036.2614.3800314.8)10023.6()105.0(14.32????? ?????=--AA Z RT E A AA e M RT L d k -=ππ2 2800 314.8104.1903 2329310 036.2614.3800 314.810023.6)105.0(14.32??- --??????????=e k RT E AB RT E a a e u RT L d p pAe k --==ππ82298 314.81084.523 23210231008.2014.3298 314.8810023.6)107.7(14.31088.6??- ---?????? ?????=?e p 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 6.什么是燃烧热？它在化学计算中有何应用？ 答：燃烧热是指在一定压力、温度下，某物质完全氧化成相同温度的指定产物时的焓变。在化学计算中，它可以用来求算化学反应的焓变以及生成焓。 7.什么是卡计和水的热当量？如何测得？ 答：即量热计及水每升高1K所需吸收的热量。利用标准物质（如苯甲酸）进行标定。 8.通过燃烧热测定实验，能否自己设计实验，利用数据来判断煤、柴油、天然气哪个热值最大？ 答：液体样品燃烧热的测定方法：取一只预先称好重量的玻璃小球直径约, 用注射器将样品装进小球, 再在煤气灯上把小球的玻璃管口封死。玻璃小球在装样前后重量之差就是液体样品的重量。再取一片预先压好的带有点火丝的标准样品如苯甲酸, 称重后系在氧弹的点火电极上, 将装好样品的玻璃小球放在此样品片下面如图所示, 充氧气后,点火, 标准样品先燃烧, 放出的热使玻璃小球裂开, 此才液体样品被点燃, 并在氧气中完全燃烧。其余操作方法与固体样品燃烧热的测定基本类似。此时, 氧弹中样品燃烧放出的热量为固体标准样品、液体样品以及点火丝燃烧放热之总和。基于固标准样品及点火丝的燃烧热是已知的, 所以很容易计算出液体样品的燃烧热。另外, 在计算样品的燃烧热时, 应考虑到玻璃球本身的热容量。 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 精品文档 精品文档物理化学实验复习 一、选择题 1. 电导率仪在用来测量电导率之前, 必须进行： (A) 零点校正 (B) 满刻度校正 (C) 定电导池常数 (D) 以上三种都需要 2.在测定Ag│AgNO3(m) 的电极电势时，在盐桥中哪一种电解质是可以采用的？ (A) KCl （饱和） (B) NH4Cl (C) NH4NO3 (D) NaCl 3.用惠斯顿电桥法测定电解质溶液的电导，电桥所用的电源为： (A) 220 V ，50 Hz市电 (B) 40 V直流电源 (C) 一定电压范围的交流电，频率越高越好 (D) 一定电压范围1000 Hz左右的交流电 4. pH计是利用下列哪种电学性质测定水溶液中氢离子的活度： (A) 电导 (B) 电容 (C) 电感 (D) 电位差 5.惠斯登电桥是测量哪种电学性质的？ (A) 电容 (B) 电位 (C) 电阻 (D) 电感 6.用对消法测量可逆电池的电动势时，如发现检流计光标总是朝一侧移动，而调不到指零位置，与此现象无关的因素是： (A) 工作电源电压不足 (B) 工作电源电极接反 (C) 测量线路接触不良 (D) 检流计灵敏度较低 7.常用酸度计上使用的两个电极是： (A) 玻璃电极，甘汞电极 (D) 氢电极，甘汞电极 (C) 甘汞电极，铂电极 (D) 铂电极，氢电级 8.用补偿法测可逆电池电动势，主要为了： (A) 消除电极上的副反应 (B) 减少标准电池的损耗 (C) 在接近可逆情况下测定电池的电动势 (D) 简便易测 精品文档 精品文档 9.在使用电位差计测电动势时, 首先必须进行“标淮化”操作, 其目的是： (A) 校正标准电池的电动势 (B) 校正检流计的零点 (C) 标定工作电流 (D) 检查线路是否正确 10.用对消法测得原电池 Zn │ZnSO 4(a 1)‖KCl(a 2)│Ag —AgCl(s) 的电动势与温度关系为 E /V=1.0367-5.42×10-4(T /K-298) 则反应 Zn+2AgCl(s)=2Ag+ZnCl 2 在293.2 K 时的焓变为： (A) 169.9 kJ ·mol -1 (B) -169.9 kJ ·mol -1 (C) -231.3 kJ ·mol -1 (D) 231.3 kJ ·mol -1 11.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，该电池的可逆热效应为 (A) -31.2 kJ (B) -200.1 kJ (C) 31.2 kJ (D) 200.1 kJ 12.多数情况下, 降低液体接界电位采用KCl 盐桥, 这是因为： (A) K +, Cl - 的电荷数相同，电性相反 (B) K +, Cl - 的核电荷数相近 (C) K +, Cl - 的迁移数相近 (D) K +, Cl - 的核外电子构型相同 13.对消法测原电池电动势, 当电路得到完全补偿, 即检流计指针为 0 时, 未知电池电动势E x (电阻丝读数 为AB)与标准电池电动势E s (电阻丝读数为 Ab )之间的关系为： (A) E x ＝R R Ab AB ·E s (B) E x ＝R R AB Ab ·E s (C) E x ＝ R R AB Bb ·E s (D) E x ＝R R Bb AB ·E s 14.有人希望不用量热法测定反应 2Ag ++Sn 2+= 2Ag+Sn 4+ 的热效应, 若用电化学方法, 应选用下列 哪一个电池? (A) Ag —AgCl │KCl(a 1)‖AgNO 3(a 2)│Ag(s) (B) Ag(s)│AgNO 3(a 1)‖Sn 4+(a 2),Sn(a 3)│Pt(s) (C) Pt(s)│Sn 4+(a 1),Sn 2+(a 2)‖Ag +(a 3)│Ag(s) (D) Ag(s)│Ag +(a 1)‖Sn 4+(a 2),Sn 2+(a 3)│Sn(s) 15.饱和标准电池在20℃时电动势为： (A) 1.01845 V (B) 1.01800 V (C) 1.01832 V物理化学实验思考题解答
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