物理化學實驗-思考題答案.docx

熱力學部分實驗105 燃燒熱的測定1在燃燒熱反應實驗中，為什么要加幾滴水？答：C、H化合物的燃燒反應熱，要求其產(chǎn)物狀態(tài)為CO2氣體和液態(tài)水。如果氧彈內(nèi)加幾滴水，在反應前即為水和水蒸氣平衡存在，而反應生成的水可幾乎全部變?yōu)橐簯B(tài)水，防止出現(xiàn)過飽和蒸汽，符合燃燒熱定義的要求。2若氧氣中含有少量氮氣，是否會使實驗結(jié)果引入誤差？在燃燒過程中若引入誤差，該如何校正？答：對于反應物不純而導致的副反應，會使實驗結(jié)果引入誤差，要加以校正。如氧氣中含有氮氣，N2+O2=2NO, 2NO+O2=NO2, 3NO2+H2O=2HNO3+NO，反應放熱影響燃燒熱的測定。這時可收集硝酸，用酸堿滴定法計算其產(chǎn)生的熱量，加以扣除。3使用氧氣鋼瓶應注意什么？答：氧氣遇油脂會爆炸。因此氧氣減壓器、氧彈以及氧氣通過的各個部件，各連接部分不允許有油污，如發(fā)現(xiàn)油垢，應用乙醚或其它有機溶劑清洗干凈。除此之外還應遠離熱源，防曬，禁止劇烈磕碰。4在直接測量中，哪一個量的測定誤差對WN和萘的qp的數(shù)值影響最大？答：溫度T影響最大。5測燃燒熱時，樣品的量過多或過少對實驗有什么影響？答：樣品少，溫差小，誤差大；樣品多，溫差大，反應不能按等溫過程處理。6在這個實驗中，哪些是體系，哪些是環(huán)境？實驗過程中有無熱損耗？這些熱損耗實驗結(jié)果有何影響？答：內(nèi)筒和氧彈作為體系，而外筒作為環(huán)境。實驗過程中有熱損耗。有少量熱量從內(nèi)筒傳到外筒，使得內(nèi)筒水溫比理論值低，而使得燃燒焓偏低。7不同氣體鋼瓶的顏色是什么？答：氧氣藍瓶黑字；氫氣深綠瓶紅字；氮氣黑瓶黃字；氬氣灰瓶綠字。8說出一種引入誤差的可能方式？答：樣品壓的不實，導致燃燒不完全，產(chǎn)生炭黑。實驗108 液體飽和蒸汽壓的測定1為什么測定前必須將平衡管a、b段的空氣趕凈？怎樣判斷它已被趕凈？答：在測量中，調(diào)節(jié)b、c液面相平，則加在c上的大氣壓值即為b管上方的氣壓值。如果b管上方混有空氣，則測得的乙醇蒸汽壓為實際乙醇蒸汽與空氣的總值，引入誤差。接通冷凝水，開啟真空泵，沸騰3分鐘左右可視為空氣已排凈。2在實驗過程中，為什么要防止空氣倒灌？為防止空氣倒灌，在實驗過程中，應注意哪些事項？答：如果倒灌，ab蒸汽中會含有空氣，引入誤差。為了防止倒灌，在調(diào)節(jié)空氣活塞時，應使空氣緩緩進入。3為什么要校正氣壓計所示大氣壓值？答：汞柱氣壓計原理為P=gh，但汞的與溫度有關(guān)，g也隨地點不同而異。因此以h表示大氣壓時，規(guī)定溫度為0，g=9.80665m/s2，=13.5951g/cm3。所以，對于非標準態(tài)的情況下要矯正。4每個測量儀器的精度是多少？估計得到的結(jié)果應該有幾位有效數(shù)字？答：恒溫槽0.1K；氣壓計0.01kPa；平均摩爾氣化熱三位有效數(shù)字。5本實驗所用的蒸汽壓測量裝置中，各部件的作用是什么？答：真空泵抽出空氣，調(diào)解體系內(nèi)壓力。緩沖瓶防止倒吸，保護真空泵。干燥管除去水分，減少對泵的傷害。壓力計測量氣壓值。恒溫槽控制調(diào)節(jié)體系溫度保證測定特定溫度下的飽和蒸汽壓。冷凝管乙醇回流，防止乙醇沸騰被蒸干。6溫度愈高，測出的蒸氣壓誤差愈大，為什么？答：首先，因為本實驗是假定Hm(平均摩爾汽化熱)在一定范圍內(nèi)不變，但是當溫度升得較高時，Hm的真值與假設值之間存在較大偏差，所以會使得實驗結(jié)果產(chǎn)生誤差。其次，(假定氣體為理想氣體)，PV=nRT。V是定值，隨著T升高，n會變大，即使n不變，p也將變大，即分子運動加快，難以平衡。7測定蒸氣壓的方法除本實驗所介紹的靜態(tài)法外，還有動態(tài)法，氣體飽和法等。以靜態(tài)法準確性較高。靜態(tài)法以等壓管的兩臂液面等高來觀察平衡，較為靈敏，但對較高溫度下的蒸氣壓的測定，由于溫度難于控制而準確度較差。動態(tài)法是利用當液體的蒸氣壓與外壓相等時液體沸騰的原理。故測定不同外壓下的沸點就可求出不同溫度下的蒸氣壓。它的優(yōu)點是對溫度的控制要求不嚴。動態(tài)法的優(yōu)點是對溫度的控制要求不高，對于沸點低于100的液體，如四氮化碳、丙酮、氯仿、乙酸乙酯、乙酸等亦可達到一定的精確度。飽和氣流法：使干燥的惰性氣流通過被測物質(zhì)，并使其為被測物質(zhì)所飽和，分析混合氣體中各組分的量及總壓，就可根據(jù)分壓定律算出被測物質(zhì)的飽和蒸氣壓。飽和氣流法不僅可測液體的飽和蒸氣壓，亦可測定固態(tài)易揮發(fā)物質(zhì)，如碘的蒸氣壓。它的缺點是通常不易達到真正的飽和狀態(tài)，因此實測值偏低。故這種方法通常只用來求溶液蒸氣壓的相對降低。實驗109 二組分體系的氣-液平衡相圖1沸點儀中的小球E體積過大或過小對測量有何影響？答：過大冷凝出來的液體過多，體系偏向分餾，影響測量結(jié)果。過小液體量不足，不夠?qū)嶒炄稳∮谩?平衡時，氣液兩相溫度應該不應該一樣？實際是否一樣？怎樣防止有溫度差異？答：應該相同；實際不相同；平衡加熱回流幾分鐘，冷凝時用滴管吸冷水淋洗小球，進行充分混合回流。3如不恒溫，對折光率數(shù)據(jù)的影響如何？答：溫度不同導致折光率不同。4純物質(zhì)的折射率和哪些因素有關(guān)？答：與物質(zhì)本性、溫度、折射光波長有關(guān)。5測定環(huán)已烷-異丙醇折光率時，雖然溫度、波長等條件沒有改變，但測量重復性差，為什么？答：測混合液，若其中一組分揮發(fā)性強，測量過程中，體系組成不斷變化，折光率數(shù)據(jù)將很難重復，所以要求測量速度盡可能快。6. 過熱現(xiàn)象對實驗產(chǎn)生什么影響？如何在實驗中盡可能避免？答：過熱現(xiàn)象使得溶液沸點高于正常沸點。在本實驗中，所用的電熱絲較粗糙，吸附的空氣作為形成氣泡的核心，在正常沸點下即可沸騰，可避免過熱現(xiàn)象。7本實驗在測環(huán)己烷、異丙醇體系沸點時，為什么沸點儀不需要洗凈、烘干？答：實驗只要測不同組成下的沸點、平衡時氣相及液相的組成即可。體系具體總的組成沒必要精確。實驗112 分解反應平衡常數(shù)的測定1. 真空泵在停止工作前為什么要先通大氣？裝置中兩個緩沖瓶各起什么作用?答：真空泵在停止工作之前，處于極低壓狀態(tài)，先停泵會導致液體倒吸。2瓶防止泵油倒吸到真空泵。8瓶使空氣平緩進入系統(tǒng)中，也防止泵油進入冷凝塔。2試述本試驗檢測裝置檢漏方法？答：旋轉(zhuǎn)活塞，使泵與壓力計相通而與大氣和樣品隔絕，開泵，抽氣，達到平衡時，體系與大氣及泵隔斷。觀察管內(nèi)液面高度，在五分鐘內(nèi)保持穩(wěn)定不變，可以認為不漏氣。3當將空氣緩緩放入系統(tǒng)時，如放入空氣過多，將有何種現(xiàn)象出現(xiàn)？怎樣克服？答：如果空氣放入過多，等壓管中有一端液面會明顯偏高，兩端液面高度不相同，此時可停止通大氣，打開真空閥緩慢減壓抽氣，是兩端液面平衡。如果抽氣過多，可關(guān)閉真空泵重新通入空氣使液面平衡。4答：標準狀態(tài)是標準壓力p和溫度T下氣體為純理想氣體的狀態(tài)。不可以，因為lnKp不一定等于lnKp。動力學部分實驗121 蔗糖酸催化轉(zhuǎn)化反應1蔗糖酸轉(zhuǎn)化反應的速率與哪些因素有關(guān)？其反應速率常數(shù)又與哪些因素有關(guān)？答：反應速率與反應速率常數(shù)、氫離子濃度、蔗糖濃度有關(guān)。反應速率常數(shù)與反應物性質(zhì)、濃度、溫度、催化劑、壓強有關(guān)。2=AC，比例常數(shù)A與哪些因素有關(guān)？與哪些因素有關(guān)？【】D20與哪些因素有關(guān)？答：A與溫度、光源、物質(zhì)本性和旋光管長度有關(guān)。與濃度、溫度、光源、物質(zhì)本性和旋光管長度?！尽緿20只與物質(zhì)本性有關(guān)。3實驗測出蔗糖轉(zhuǎn)化反應級數(shù)為一級，可求得速率常數(shù)k，k的含義是什么？它與k有什么不同？已知k后，還需要知道哪些數(shù)據(jù)才能求k？答：一定溫度下，單位濃度時的反應速率。定義都不同。水和氫離子的濃度以及其反應級數(shù)。4假若反應不能進行到底，由t、和t的數(shù)據(jù)能否求反應級數(shù)和k？為什么？答：能；見p368。5試劑加入順序為將硫酸加入蔗糖溶液中，不能反過來滴加，因為氫離子為催化劑，滴加瞬間若體系中氫離子濃度過高，反應速率過快，不利于測定。實驗122 乙酸乙酯皂化反應1答：濃度一定，電導與電極成正比，可用前者來檢驗。2氫氧化鈉和乙酸乙酯的初始濃度為什么要相等？若不等能否進行實驗測定呢？答：當二者濃度相等時，可表示為單組元的二級反應，推導簡便。不等時也可測定，但需要進行推導。3在保持電導與離子濃度成正比關(guān)系的前提下，氫氧化鈉和乙酸乙酯的濃度高一些好還是低一些好？為什么？答：高一些好，這樣使誤差較小，靈敏度高，變化明顯。4反應開始后不久，發(fā)現(xiàn)電導池的鉑黑有脫落，此時應停止試驗還是繼續(xù)下去？為什么？答：停止試驗；因為此時電導池的常數(shù)會發(fā)生變化。實驗123 丙酮碘化反應1分析實驗所得D-t線的形狀并說明原因。答：丙酮和氫離子大大過量，可看作一常數(shù)，并且I2級數(shù)為0，所以反應速率不隨時間變化為一常數(shù)。所以D-t線為一條直線。2反應速率常數(shù)k的物理意義。答：在一定溫度下，相關(guān)組元取單位濃度時的反應速率。3答：由于氫離子大大過量，可看作一常數(shù)，并入速率常數(shù)項。4試驗中若開始計時晚了，就本實驗而言，對實驗結(jié)果有無影響？為什么？對一般動力學實驗而論，情況又該怎樣?答：對于本實驗沒有影響。對一般動力學而言，由于外推t=0會發(fā)生變化。5若盛蒸餾水的比色皿沒有洗干凈，對測定結(jié)果有什么影響？答：在調(diào)0時會有吸收，使起點偏高。測定結(jié)果時測量值D偏低。6選取各反應物的初始濃度時應考慮哪些情況？答：丙酮和氫離子大大過量，使反應速率適中。實驗124 溶液中的離子反應1碘鐘法在什么條件下適用？答：在反應一中可以生成碘，反應二中可以消耗碘，并且反應二的速率要遠大于反應一的速率。同時反應過程中不能有其余顏色干擾。電化學部分實驗115 電解質(zhì)溶液電導的測定1測定電解質(zhì)溶液的電阻為什么需要選擇1000Hz的頻率，頻率太高會怎樣？答：采用1000Hz的交變電流，使正負快速交替變化，防止兩極產(chǎn)生極化現(xiàn)象。頻率過高，則電路各部分間產(chǎn)生互感，對測定影響較大。2強電解質(zhì)溶液是全部電離的，為什么所測得的m隨濃度下降而上升？這說明什么？答：電解質(zhì)溶液中離子之間存在相互作用，對離子的運輸產(chǎn)生一定的限制和障礙，而在無限稀釋的溶液中，實際用于電導的離子比例增加，則m隨濃度下降而上升。實驗116 電動勢的測定1當Zn電極表面有Fe、Ag、Cu等雜質(zhì)時，對電極電位有何影響？答：形成原電池，加速鋅電極的腐蝕。使平衡電位變正。2在測量時，如果檢流計光點總是向一個方向偏，可能是什么原因在造成的？答：工作電源電壓不足；工作電源電極接反；測量線路接觸不良。實驗117 氫陰極析出極化曲線的測定1 如何將所測得的相對于飽和甘汞電極的電極電位換算至相對于標準氫電極電位？答：SCE(VS,SHE)為已知，則有（VS.SHE）=SCE(VS,SHE)+(VS,SCE)2 測量氫陰極析出極化曲線為什么要進行較長時間的預極化？答：測定時，開始不太穩(wěn)定，需經(jīng)過較長時間預極化之后測得的曲線的重復性和準確性會較高，同時也為了避免電極表面吸附的氧氣和溶液中溶解的氧氣干擾，故應在實驗前進行較長時間的預極化，使電極獲得穩(wěn)定的表面狀態(tài)。實驗119 方波脈沖電流鍍鋅膠體化學部分實驗126 氣體溶液界面上的吸附1本實驗選用的毛細管的半徑大小對實驗測定有何影響？若毛細管不清潔會不會影響測定結(jié)果？答：由=r/2*p，若毛細管半徑增大，則需克服的表面張力不變，那么p就會減??；反之，毛細管半徑減小，p增大。會影響，隨著實驗的進行，不清潔度降低，半徑增大，數(shù)據(jù)趨小。2實驗中有時發(fā)生毛細管端口幾個氣泡同時冒出的現(xiàn)象，這對結(jié)果有無影響？為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？答：使結(jié)果偏大；只有當毛細管口鋒利，滴水速度、氣體溢出趨向平衡，毛細管口保持靜止才能使氣泡一個個冒出。3試驗中，假若毛細管口與待測液面不是恰好接觸，而是插入液面一段距離，這會給測定帶來什么影響？答：會引入510Pa的誤差，使測得的p增大，對不同組分影響不同。4為什么選擇正丁醇？答：不可選長鏈物質(zhì)，以防打結(jié)；不可選短鏈物質(zhì)，無表面活性作用。可選物質(zhì)有丁、戊、己可選，但后兩者毒性較大。5將水換位5%NaCl溶液也可測定，作為溶劑，效果更好。因為氯化鈉溶液中離子強度較大，使表面活性劑排列有序性增加。實驗127 粘度法測定高聚物的相對分子質(zhì)量1 答:略。2 在烏氏粘度計中B管的作用是什么？能否將B管去掉，為什么？答：在測量液面下降時，使B與大氣相通，空氣會進入D，將U型管與毛細管部分的液體隔開，使得被測液上下都有大氣壓，僅在自身重力作用下克服粘滯力流動。若去掉B，則液體流動時與下球中液體保持了相通，作用力是兩夜面高度差引起的壓力，因此不符合泊塞勒原理的推導前提。不可以去掉。3 設計烏氏粘度計時，毛細管的粗細和長短，F(xiàn)球和E球的大小應根據(jù)什么因素來考慮？答：毛細管越粗流的越快，越長壓差越大流的越快。使毛細管又細又短，可使誤差減小，但易堵塞。F球保證抽液時有足夠體積使D中無液體。E球使抽液后F中有液體。4 拜托，都很重要，一個成功的實驗每一步都要仔細，所謂細節(jié)決定成??！5 使毛細管堵塞的原因？答：實驗儀器洗不干凈，烘干后殘留雜質(zhì)。溶液配制時的殘留物。吸耳球中的膠粒。6 說出一種引入誤差的原因？答：粘度計要求絕對垂直，但由于底座發(fā)生歪斜，且恒溫槽底部為弧形，無法垂直。所以每次應保證粘度計位置固定，朝向不變。實驗128 電泳1a、b兩種AgI溶膠膠粒的電泳方向是否一致？為什么？答：不一致；a溶膠由于硝酸銀過量，膠粒吸附銀離子帶正電，向負極電泳。B溶膠由于碘化鉀過量，膠粒吸附碘離子帶負點，向正極電泳。2氫氧化鐵溶膠膠粒帶何種電荷？為什么？答：帶正電；膠粒伸出羥基，吸附氫離子和鐵離子，從而帶正電。3 測電位時，為什么要控制所用的輔助液的電導率與待測溶膠的電導率相等？根據(jù)什么條件選擇作為輔助液的物質(zhì)？答：防止膠粒凝聚，防止電位梯度突變。組成、濃度相同