物理化學(xué)實(shí)驗(yàn) 思考題答案

1、熱力學(xué)部分實(shí)驗(yàn)105 燃燒熱的測定1在燃燒熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要加幾滴水？答：C、H化合物的燃燒反應(yīng)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(yīng)前即為水和水蒸氣平衡存在，而反應(yīng)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?dú)?，是否?huì)使實(shí)驗(yàn)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(yīng)物不純而導(dǎo)致的副反應(yīng)，會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果引入誤差，要加以校正。如氧氣中含有氮?dú)?，N2+O2=2NO, 2NO+O2=NO2, 3NO2+H2O=2HNO3+NO，反應(yīng)放熱影響燃燒熱的測定。這時(shí)可收集硝酸，用酸堿滴定法計(jì)算其產(chǎn)生的熱量，加以

2、扣除。3使用氧氣鋼瓶應(yīng)注意什么？答：氧氣遇油脂會(huì)爆炸。因此氧氣減壓器、氧彈以及氧氣通過的各個(gè)部件，各連接部分不允許有油污，如發(fā)現(xiàn)油垢，應(yīng)用乙醚或其它有機(jī)溶劑清洗干凈。除此之外還應(yīng)遠(yuǎn)離熱源，防曬，禁止劇烈磕碰。4在直接測量中，哪一個(gè)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(shí)，樣品的量過多或過少對實(shí)驗(yàn)有什么影響？答：樣品少，溫差小，誤差大；樣品多，溫差大，反應(yīng)不能按等溫過程處理。6在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，哪些是體系，哪些是環(huán)境？實(shí)驗(yàn)過程中有無熱損耗？這些熱損耗實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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

3、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(lán)瓶黑字；氫氣深綠瓶紅字；氮?dú)夂谄奎S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(shí)，導(dǎo)致燃燒不完全，產(chǎn)生炭黑。實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)過程中，為什么要防止空氣倒灌？為防止空氣倒灌，在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？答：如果倒灌，

4、ab蒸汽中會(huì)含有空氣，引入誤差。為了防止倒灌，在調(diào)節(jié)空氣活塞時(shí)，應(yīng)使空氣緩緩進(jìn)入。3為什么要校正氣壓計(jì)所示大氣壓值？答：汞柱氣壓計(jì)原理為P=gh，但汞的與溫度有關(guān)，g也隨地點(diǎn)不同而異。因此以h表示大氣壓時(shí)，規(guī)定溫度為0，g=9.80665m/s2，=13.5951g/cm3。所以，對于非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的情況下要矯正。4每個(gè)測量儀器的精度是多少？估計(jì)得到的結(jié)果應(yīng)該有幾位有效數(shù)字？答：恒溫槽0.1K；氣壓計(jì)0.01kPa；平均摩爾氣化熱三位有效數(shù)字。5本實(shí)驗(yàn)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(hù)真空泵。干燥管除去水分，減少對泵的傷害。壓力計(jì)測量

5、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?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是假定Hm(平均摩爾汽化熱)在一定范圍內(nèi)不變，但是當(dāng)溫度升得較高時(shí)，Hm的真值與假設(shè)值之間存在較大偏差，所以會(huì)使得實(shí)驗(yàn)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(huì)變大，即使n不變，p也將變大，即分子運(yùn)動(dòng)加快，難以平衡。7測定蒸氣壓的方法除本實(shí)驗(yàn)所介紹的靜態(tài)法外，還有動(dòng)態(tài)法，氣體飽和法等。以靜態(tài)法準(zhǔn)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

6、控制而準(zhǔn)確度較差。動(dòng)態(tài)法是利用當(dāng)液體的蒸氣壓與外壓相等時(shí)液體沸騰的原理。故測定不同外壓下的沸點(diǎn)就可求出不同溫度下的蒸氣壓。它的優(yōu)點(diǎn)是對溫度的控制要求不嚴(yán)。動(dòng)態(tài)法的優(yōu)點(diǎn)是對溫度的控制要求不高，對于沸點(diǎn)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(dá)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(diǎn)是通常不易達(dá)到真正的飽和狀態(tài)，因此實(shí)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(shí)驗(yàn)109

7、 二組分體系的氣-液平衡相圖1沸點(diǎn)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?yàn)三次取用。2平衡時(shí)，氣液兩相溫度應(yīng)該不應(yīng)該一樣？實(shí)際是否一樣？怎樣防止有溫度差異？答：應(yīng)該相同；實(shí)際不相同；平衡加熱回流幾分鐘，冷凝時(shí)用滴管吸冷水淋洗小球，進(jìn)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(dǎo)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(shí)，雖然溫度、波長等條件沒有改變，但測量重復(fù)性差，為什么？答：測混合液，若其中一組分揮發(fā)性強(qiáng)，測量過程中，體系

8、組成不斷變化，折光率數(shù)據(jù)將很難重復(fù)，所以要求測量速度盡可能快。6. 過熱現(xiàn)象對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生什么影響？如何在實(shí)驗(yàn)中盡可能避免？答：過熱現(xiàn)象使得溶液沸點(diǎn)高于正常沸點(diǎn)。在本實(shí)驗(yàn)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(diǎn)下即可沸騰，可避免過熱現(xiàn)象。7本實(shí)驗(yàn)在測環(huán)己烷、異丙醇體系沸點(diǎn)時(shí)，為什么沸點(diǎn)儀不需要洗凈、烘干？答：實(shí)驗(yàn)只要測不同組成下的沸點(diǎn)、平衡時(shí)氣相及液相的組成即可。體系具體總的組成沒必要精確。實(shí)驗(yàn)112 分解反應(yīng)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(gè)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(huì)導(dǎo)致液體倒吸。2瓶防止泵油倒吸

9、到真空泵。8瓶使空氣平緩進(jìn)入系統(tǒng)中，也防止泵油進(jìn)入冷凝塔。2試述本試驗(yàn)檢測裝置檢漏方法？答：旋轉(zhuǎn)活塞，使泵與壓力計(jì)相通而與大氣和樣品隔絕，開泵，抽氣，達(dá)到平衡時(shí)，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(rèn)為不漏氣。3當(dāng)將空氣緩緩放入系統(tǒng)時(shí)，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(huì)明顯偏高，兩端液面高度不相同，此時(shí)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是標(biāo)準(zhǔn)壓力p和溫度T下氣體為純理想氣體的狀態(tài)。不可以，因?yàn)閘nKp不一定等于lnKp。動(dòng)力學(xué)部分

10、實(shí)驗(yàn)121 蔗糖酸催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)1蔗糖酸轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率與哪些因素有關(guān)？其反應(yīng)速率常數(shù)又與哪些因素有關(guān)？答：反應(yīng)速率與反應(yīng)速率常數(shù)、氫離子濃度、蔗糖濃度有關(guān)。反應(yīng)速率常數(shù)與反應(yīng)物性質(zhì)、濃度、溫度、催化劑、壓強(qiáng)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(shí)驗(yàn)測出蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)級(jí)數(shù)為一級(jí)，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(shí)的反應(yīng)速率。定義都不同。水和氫離子的濃度以及其

11、反應(yīng)級(jí)數(shù)。4假若反應(yīng)不能進(jìn)行到底，由t、和t的數(shù)據(jù)能否求反應(yīng)級(jí)數(shù)和k？為什么？答：能；見p368。5試劑加入順序?yàn)閷⒘蛩峒尤胝崽侨芤褐?，不能反過來滴加，因?yàn)闅潆x子為催化劑，滴加瞬間若體系中氫離子濃度過高，反應(yīng)速率過快，不利于測定。實(shí)驗(yàn)122 乙酸乙酯皂化反應(yīng)1答：濃度一定，電導(dǎo)與電極成正比，可用前者來檢驗(yàn)。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(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定呢？答：當(dāng)二者濃度相等時(shí)，可表示為單組元的二級(jí)反應(yīng)，推導(dǎo)簡便。不等時(shí)也可測定，但需要進(jìn)行推導(dǎo)。3在保持電導(dǎo)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

12、高，變化明顯。4反應(yīng)開始后不久，發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)池的鉑黑有脫落，此時(shí)應(yīng)停止試驗(yàn)還是繼續(xù)下去？為什么？答：停止試驗(yàn)；因?yàn)榇藭r(shí)電導(dǎo)池的常數(shù)會(huì)發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)123 丙酮碘化反應(yīng)1分析實(shí)驗(yàn)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(jí)數(shù)為0，所以反應(yīng)速率不隨時(shí)間變化為一常數(shù)。所以D-t線為一條直線。2反應(yīng)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(shí)的反應(yīng)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(xiàng)。4試驗(yàn)中若開始計(jì)時(shí)晚了，就本實(shí)驗(yàn)而言，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無影響？為什么？對一般動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)而論，情況又該怎樣?答：對于本實(shí)驗(yàn)沒有影響。對一般動(dòng)力學(xué)而言，由于

13、外推t=0會(huì)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(shí)會(huì)有吸收，使起點(diǎn)偏高。測定結(jié)果時(shí)測量值D偏低。6選取各反應(yīng)物的初始濃度時(shí)應(yīng)考慮哪些情況？答：丙酮和氫離子大大過量，使反應(yīng)速率適中。實(shí)驗(yàn)124 溶液中的離子反應(yīng)1碘鐘法在什么條件下適用？答：在反應(yīng)一中可以生成碘，反應(yīng)二中可以消耗碘，并且反應(yīng)二的速率要遠(yuǎn)大于反應(yīng)一的速率。同時(shí)反應(yīng)過程中不能有其余顏色干擾。電化學(xué)部分實(shí)驗(yàn)115 電解質(zhì)溶液電導(dǎo)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(huì)怎樣？答：采用1000Hz的交變電流，使正負(fù)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

14、間產(chǎn)生互感，對測定影響較大。2強(qiáng)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(yùn)輸產(chǎn)生一定的限制和障礙，而在無限稀釋的溶液中，實(shí)際用于電導(dǎo)的離子比例增加，則m隨濃度下降而上升。實(shí)驗(yàn)116 電動(dòng)勢的測定1當(dāng)Zn電極表面有Fe、Ag、Cu等雜質(zhì)時(shí)，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(shí)，如果檢流計(jì)光點(diǎn)總是向一個(gè)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(shí)驗(yàn)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

15、對于標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行較長時(shí)間的預(yù)極化？答：測定時(shí)，開始不太穩(wěn)定，需經(jīng)過較長時(shí)間預(yù)極化之后測得的曲線的重復(fù)性和準(zhǔn)確性會(huì)較高，同時(shí)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(yīng)在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行較長時(shí)間的預(yù)極化，使電極獲得穩(wěn)定的表面狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)119 方波脈沖電流鍍鋅膠體化學(xué)部分實(shí)驗(yàn)126 氣體溶液界面上的吸附1本實(shí)驗(yàn)選用的毛細(xì)管的半徑大小對實(shí)驗(yàn)測定有何影響？若毛細(xì)管不清潔會(huì)不會(huì)影響測定結(jié)果？答：由=r/2*p，若毛細(xì)管半徑增大，則需克服的表面張力不變，那么p就會(huì)

16、減?。环粗?，毛細(xì)管半徑減小，p增大。會(huì)影響，隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，不清潔度降低，半徑增大，數(shù)據(jù)趨小。2實(shí)驗(yàn)中有時(shí)發(fā)生毛細(xì)管端口幾個(gè)氣泡同時(shí)冒出的現(xiàn)象，這對結(jié)果有無影響？為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？答：使結(jié)果偏大；只有當(dāng)毛細(xì)管口鋒利，滴水速度、氣體溢出趨向平衡，毛細(xì)管口保持靜止才能使氣泡一個(gè)個(gè)冒出。3試驗(yàn)中，假若毛細(xì)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(huì)給測定帶來什么影響？答：會(huì)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?？蛇x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

17、定，作為溶劑，效果更好。因?yàn)槁然c溶液中離子強(qiáng)度較大，使表面活性劑排列有序性增加。實(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)，使B與大氣相通，空氣會(huì)進(jìn)入D，將U型管與毛細(xì)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(dòng)。若去掉B，則液體流動(dòng)時(shí)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(dǎo)前提。不可以去掉。3 設(shè)計(jì)烏氏粘度計(jì)時(shí)，毛細(xì)管的粗細(xì)和長短，F(xiàn)球和E球的大小應(yīng)根據(jù)什么因素來考慮？答：毛細(xì)管越粗流的越快，越長壓差越大流的越快。使毛細(xì)管又細(xì)

18、又短，可使誤差減小，但易堵塞。F球保證抽液時(shí)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(gè)成功的實(shí)驗(yàn)每一步都要仔細(xì)，所謂細(xì)節(jié)決定成??！5 使毛細(xì)管堵塞的原因？答：實(shí)驗(yàn)儀器洗不干凈，烘干后殘留雜質(zhì)。溶液配制時(shí)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(jì)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(yīng)保證粘度計(jì)位置固定，朝向不變。實(shí)驗(yàn)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(fù)極電泳。B溶膠由于碘化鉀過量，膠粒吸附碘離子帶負(fù)點(diǎn)，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(shí)，為什么要控制所用的輔助液的電導(dǎo)率與待測溶膠的電導(dǎo)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