物化實(shí)驗(yàn)的思考題答案

1、實(shí)驗(yàn)一  燃燒熱的測(cè)定1. 在本實(shí)驗(yàn)中，哪些是系統(tǒng)？哪些是環(huán)境？系統(tǒng)和環(huán)境間有無(wú)熱交換？這些熱交換對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？如何校正？提示：盛水桶內(nèi)部物質(zhì)及空間為系統(tǒng)，除盛水桶內(nèi)部物質(zhì)及空間的熱量計(jì)其余局部為環(huán)境，系統(tǒng)和環(huán)境之間有熱交換，熱交換的存在會(huì)影響燃燒熱測(cè)定的準(zhǔn)確值，可通過(guò)雷諾校正曲線校正來(lái)減小其影響。2. 固體樣品為什么要壓成片狀？萘和苯甲酸的用量是如何確定的？提示：壓成片狀有利于樣品充分燃燒；萘和苯甲酸的用量太少測(cè)定誤差較大，量太多不能充分燃燒，可根據(jù)氧彈的體積和內(nèi)部氧的壓力確定來(lái)樣品的最大用量。3. 試分析樣品燃不著、燃不盡的原因有哪些?提示：壓片太緊、燃燒絲陷入藥片內(nèi)會(huì)造成

2、燃不著；壓片太松、氧氣缺乏會(huì)造成燃不盡。4. 試分析測(cè)量中影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素有哪些? 本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素是什么?提示：能否保證樣品充分燃燒、系統(tǒng)和環(huán)境間的熱交換是影響本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素。本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵：藥品的量適宜，壓片松緊適宜，雷諾溫度校正。5. 使用氧氣鋼瓶和氧氣減壓器時(shí)要注意哪些事項(xiàng)？提示：閱讀?物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)?教材P217-2206.什么是燃燒熱？它在化學(xué)計(jì)算中有何應(yīng)用？ 答：燃燒熱是指在一定壓力、溫度下，某物質(zhì)完全氧化成相同溫度的指定產(chǎn)物時(shí)的焓變。在化學(xué)計(jì)算中，它可以用來(lái)求算化學(xué)反響的焓變以及生成焓。7.什么是卡計(jì)和水的熱當(dāng)量？如何測(cè)得？答：即量熱計(jì)及水每升高1K所需吸收的熱

3、量。利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)如苯甲酸進(jìn)行標(biāo)定。8.通過(guò)燃燒熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)，能否自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用數(shù)據(jù)來(lái)判斷煤、柴油、天然氣哪個(gè)熱值最大？答：液體樣品燃燒熱的測(cè)定方法：取一只預(yù)先稱好重量的玻璃小球直徑約, 用注射器將樣品裝進(jìn)小球, 再在煤氣燈上把小球的玻璃管口封死。玻璃小球在裝樣前后重量之差就是液體樣品的重量。再取一片預(yù)先壓好的帶有點(diǎn)火絲的標(biāo)準(zhǔn)樣品如苯甲酸, 稱重后系在氧彈的點(diǎn)火電極上, 將裝好樣品的玻璃小球放在此樣品片下面如下圖, 充氧氣后,點(diǎn)火, 標(biāo)準(zhǔn)樣品先燃燒, 放出的熱使玻璃小球裂開(kāi), 此才液體樣品被點(diǎn)燃, 并在氧氣中完全燃燒。其余操作方法與固體樣品燃燒熱的測(cè)定根本類似。此時(shí), 氧彈中樣品燃燒放出的熱量

4、為固體標(biāo)準(zhǔn)樣品、液體樣品以及點(diǎn)火絲燃燒放熱之總和?；诠虡?biāo)準(zhǔn)樣品及點(diǎn)火絲的燃燒熱是的, 所以很容易計(jì)算出液體樣品的燃燒熱。另外, 在計(jì)算樣品的燃燒熱時(shí), 應(yīng)考慮到玻璃球本身的熱容量。實(shí)驗(yàn)二  凝固點(diǎn)降低法測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量1. 什么原因可能造成過(guò)冷太甚？假設(shè)過(guò)冷太甚，所測(cè)溶液凝固點(diǎn)偏低還是偏高？由此所得萘的相對(duì)分子質(zhì)量偏低還是偏高？說(shuō)明原因。答：寒劑溫度過(guò)低會(huì)造成過(guò)冷太甚。假設(shè)過(guò)冷太甚，那么所測(cè)溶液凝固點(diǎn)偏低。根據(jù)公式 和 可知由于溶液凝固點(diǎn)偏低，Tf偏大，由此所得萘的相對(duì)分子質(zhì)量偏低。2. 寒劑溫度過(guò)高或過(guò)低有什么不好？答：寒劑溫度過(guò)高一方面不會(huì)出現(xiàn)過(guò)冷現(xiàn)象，也就不能產(chǎn)生大量細(xì)小晶體

5、析出的這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，另一方面會(huì)使實(shí)驗(yàn)的整個(gè)時(shí)間延長(zhǎng)，不利于實(shí)驗(yàn)的順利完成；而寒劑溫度過(guò)低那么會(huì)造成過(guò)冷太甚，影響萘的相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定，具體見(jiàn)思考題1答案。3. 參加溶劑中的溶質(zhì)量應(yīng)如何確定?參加量過(guò)多或過(guò)少將會(huì)有何影響？答：溶質(zhì)的參加量應(yīng)該根據(jù)它在溶劑中的溶解度來(lái)確定，因?yàn)槟厅c(diǎn)降低是稀溶液的依數(shù)性，所以應(yīng)當(dāng)保證溶質(zhì)的量既能使溶液的凝固點(diǎn)降低值不是太小，容易測(cè)定，又要保證是稀溶液這個(gè)前提。如果參加量過(guò)多，一方面會(huì)導(dǎo)致凝固點(diǎn)下降過(guò)多，不利于溶液凝固點(diǎn)的測(cè)定，另一方面有可能超出了稀溶液的范圍而不具有依數(shù)性。過(guò)少那么會(huì)使凝固點(diǎn)下降不明顯，也不易測(cè)定并且實(shí)驗(yàn)誤差增大。4. 估算實(shí)驗(yàn)測(cè)

6、定結(jié)果的誤差，說(shuō)明影響測(cè)定結(jié)果的主要因素？答：影響測(cè)定結(jié)果的主要因素有控制過(guò)冷的程度和攪拌速度、寒劑的溫度等。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定凝固點(diǎn)需要過(guò)冷出現(xiàn)，過(guò)冷太甚會(huì)造成凝固點(diǎn)測(cè)定結(jié)果偏低，因此需要控制過(guò)冷程度，只有固液兩相的接觸面相當(dāng)大時(shí)，固液才能到達(dá)平衡。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中就是采取突然攪拌的方式和改變攪拌速度來(lái)到達(dá)控制過(guò)冷程度的目的；寒劑的溫度，寒劑溫度過(guò)高過(guò)低都不利于實(shí)驗(yàn)的完成。5. 當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時(shí)，測(cè)定的結(jié)果有何意義？答：溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時(shí)，凝固點(diǎn)降低法測(cè)定的相對(duì)分子質(zhì)量為溶質(zhì)的解離、締合、溶劑化或者形成的配合物相對(duì)分子質(zhì)量，因此凝固點(diǎn)降低法測(cè)定出

7、的結(jié)果反響了物質(zhì)在溶劑中的實(shí)際存在形式。6. 在冷卻過(guò)程中，凝固點(diǎn)測(cè)定管內(nèi)液體有哪些熱交換存在？它們對(duì)凝固點(diǎn)的測(cè)定有何影響？答：凝固點(diǎn)測(cè)定管內(nèi)液體與空氣套管、測(cè)定管的管壁、攪拌棒以及溫差測(cè)量?jī)x的傳感器等存在熱交換。因此，如果攪拌棒與溫度傳感器摩擦?xí)?dǎo)致測(cè)定的凝固點(diǎn)偏高。測(cè)定管的外壁上粘有水會(huì)導(dǎo)致凝固點(diǎn)的測(cè)定偏低。7.什么要先測(cè)近似凝固點(diǎn)？答：因?yàn)槟厅c(diǎn)確實(shí)定比擬困難，先測(cè)一個(gè)近似凝固點(diǎn)，然后在精確測(cè)量時(shí)，通過(guò)“在接近近似凝固點(diǎn)時(shí)減慢降溫速度，到凝固點(diǎn)時(shí)快速攪拌的方法有效減小測(cè)量誤差。8. 測(cè)凝固點(diǎn)時(shí)，純?nèi)軇囟壬仙笥幸缓愣A段，而溶液那么沒(méi)有，為什么？答：這是因?yàn)殡S著固態(tài)純?nèi)軇娜芤褐胁粩辔?/p>

8、出，剩余溶液的濃度逐漸增大，因而凝固點(diǎn)逐漸降低，在步冷曲線上得不到溫度不變的水平段，只出現(xiàn)折點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)三  純液體飽和蒸氣壓的測(cè)定1.在停止抽氣時(shí)，假設(shè)先拔掉電源插頭會(huì)有什么情況出現(xiàn)?答：會(huì)出現(xiàn)真空泵油倒灌。2. 能否在加熱情況下檢查裝置是否漏氣?漏氣對(duì)結(jié)果有何影響?答：不能。加熱過(guò)程中溫度不能恒定，氣液兩相不能到達(dá)平衡，壓力也不恒定。漏氣會(huì)導(dǎo)致在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體系內(nèi)部壓力的不穩(wěn)定，氣液兩相無(wú)法到達(dá)平衡，從而造成所測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。3.壓力計(jì)讀數(shù)為何在不漏氣時(shí)也會(huì)時(shí)常跳動(dòng)?答：因?yàn)轶w系未到達(dá)氣液平衡。4. 克克方程在什么條件下才適用? 答：克克方程的適用條件：一是液體的摩爾體積V與氣體的摩

9、爾體積Vg相比可略而不計(jì)；二是忽略溫度對(duì)摩爾蒸發(fā)熱vapHm的影響，在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)可視其為常數(shù)。三是氣體視為理想氣體。5.本實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的摩爾氣化熱數(shù)據(jù)是否與溫度有關(guān)？答：有關(guān)。6.       本實(shí)驗(yàn)主要誤差來(lái)源是什么?答：裝置的密閉性是否良好，水本身是否含有雜質(zhì)等。實(shí)驗(yàn)四  雙液系的氣一液平衡相圖的繪制假設(shè)蒸餾時(shí)儀器保溫條件欠佳，在氣相到達(dá)氣體收集小槽之前圖3-5，沸點(diǎn)較高的組分會(huì)發(fā)生局部冷凝，那么T-x圖將怎樣變化？答：會(huì)導(dǎo)致氣相冷凝效果較差，T-x圖上移。平衡時(shí)，氣液兩相溫度應(yīng)不應(yīng)該一樣？實(shí)際是否一樣？怎樣防止有溫度

10、的差異？答：兩相溫度應(yīng)該一樣，但實(shí)際是不一樣的。通過(guò)調(diào)整溫度計(jì)水銀球的位置能較好得減小溫度的差異，一般將溫度計(jì)的水銀球插入溶液下1/2較好。樣品混合液測(cè)定時(shí)，可以粗略配制不同乙醇體積分?jǐn)?shù)的溶液，為什么？答：因?yàn)閷?shí)驗(yàn)只要測(cè)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(méi)必要精確。收集氣相冷凝液的小槽體積大小對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響？為什么？答：有影響，氣相冷凝液的小槽大小會(huì)影響氣相和液相的組成。阿貝折射儀的使用應(yīng)注意什么？答：不能測(cè)定強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等對(duì)儀器有強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)。討論本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來(lái)源。答：A.影響溫度測(cè)定的：溫度計(jì)的插入深度、沸騰的程度等；B.影響組成測(cè)定的：移動(dòng)沸點(diǎn)儀時(shí)氣相

11、冷凝液倒流回液相中、測(cè)定的速度慢等 實(shí)驗(yàn)三 溶解熱的測(cè)定簡(jiǎn)易量熱計(jì)除了用于測(cè)定溶解熱，還可以測(cè)定哪些過(guò)程的熱效應(yīng)？答：還可以測(cè)定中和焓、生成焓、比熱容、反響熱效應(yīng)。能否用簡(jiǎn)易量熱計(jì)測(cè)定物質(zhì)的比熱容？請(qǐng)說(shuō)出具體的方法與步驟。答：可以。步驟如下：1.準(zhǔn)確稱量待測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量M。 2.準(zhǔn)確量取一定量的水，換算得其質(zhì)量為m1，把水倒入簡(jiǎn)易量熱計(jì)中。 3.測(cè)出室溫T0，再將溫度計(jì)插入封蓋一定深度，蓋上封蓋溫度計(jì)的液泡要浸沒(méi)于水中。4.加熱，觀察并記錄貝克曼溫度計(jì)讀數(shù)，直至溫度不再升高，記錄下此時(shí)的溫度T1。 5.停止加熱，將待測(cè)物質(zhì)迅速放入簡(jiǎn)易量熱計(jì)內(nèi)，迅速蓋上封蓋，觀察并記錄貝克曼溫度計(jì)讀數(shù)直

12、至溫度不再降低，記錄下此時(shí)的溫度T2。6.作溫度-時(shí)間曲線，進(jìn)行雷諾校正。再根據(jù)公式 C水m1(T1-T2)=C待測(cè)M(T2-T0)水放出的熱等于待測(cè)物質(zhì)升溫所吸收的熱計(jì)算出C待測(cè)的值。純液體飽和蒸氣壓的測(cè)定什么叫液體的飽和蒸氣壓？什么叫正常沸點(diǎn)？液體的沸點(diǎn)與外壓有何關(guān)系？答：在一定溫度下，純液體與其自身的蒸氣到達(dá)氣液平衡時(shí)，蒸氣的壓力稱為該溫度下該液體的飽和蒸氣壓。當(dāng)飽和蒸汽壓等于外界壓力時(shí)，液體開(kāi)始沸騰，此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度稱為沸點(diǎn)。當(dāng)飽和蒸汽壓恰為101.325kPa時(shí)，所對(duì)應(yīng)的溫度稱為該液體的正常沸點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)方法能否用于測(cè)定溶液的蒸氣壓？為什么？答：不可以，因?yàn)樵诩円后w的測(cè)定中，液體會(huì)隨溫度

13、的升高而蒸發(fā)，如果是溶液，其溶劑揮發(fā)后濃度將會(huì)改變。不同濃度的溶液其飽和蒸汽壓不同。等壓計(jì)U形管中的液體起什么作用？冷凝器起什么作用？答：U形管中的液體用于觀察系統(tǒng)的壓力與大氣壓是否相同，以及封閉液體，防止氣體進(jìn)入AB管。冷凝器用于回收U形管中蒸發(fā)出來(lái)的液體，防止抽干。怎樣從數(shù)字式低真空測(cè)壓儀的示數(shù)得到純液體的飽和蒸氣壓？答：飽和蒸汽壓=低真空測(cè)壓儀的示數(shù)+大氣壓實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為什么要防止空氣倒灌？答：假設(shè)出現(xiàn)空氣倒灌，那么汽液平衡時(shí)，B管液面上方的氣體不只是待測(cè)液體的蒸氣分子，還含有空氣，那么此時(shí)測(cè)得的壓力并非蒸氣壓。實(shí)驗(yàn)時(shí)抽氣和漏入空氣的速度應(yīng)如何控制？為什么？答：氣壓調(diào)節(jié)應(yīng)緩慢并控制U型管通

14、過(guò)氣泡的速度至一個(gè)一個(gè)氣泡通過(guò)。容易使BC管的水蒸干？1.在停止抽氣時(shí)，假設(shè)先拔掉電源插頭會(huì)有什么情況出現(xiàn)?答：會(huì)出現(xiàn)真空泵倒灌。2. 能否在加熱情況下檢查裝置是否漏氣?漏氣對(duì)結(jié)果有何影響?答：不能。加熱過(guò)程中溫度不能恒定，氣液兩相不能到達(dá)平衡，壓力也不恒定。漏氣會(huì)導(dǎo)致在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體系內(nèi)部壓力的不穩(wěn)定，氣液兩相無(wú)法到達(dá)平衡，從而造成所測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。3.壓力計(jì)讀數(shù)為何在不漏氣時(shí)也會(huì)時(shí)常跳動(dòng)?答：因?yàn)轶w系未到達(dá)氣液平衡。4. 克克方程在什么條件下才適用? 答：克克方程的適用條件：一是液體的摩爾體積V與氣體的摩爾體積Vg相比可略而不計(jì)；二是忽略溫度對(duì)摩爾蒸發(fā)熱vapHm的影響，在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)可

15、視其為常數(shù)。三是氣體視為理想氣體。5.本實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的摩爾氣化熱數(shù)據(jù)是否與溫度有關(guān)？答：有關(guān)。6.本實(shí)驗(yàn)主要誤差來(lái)源是什么?答：裝置的密閉性是否良好，水本身是否含有雜質(zhì)等。實(shí)驗(yàn)六 液相反響平衡常數(shù)的測(cè)定 當(dāng)Fe3+、CNS-濃度較大時(shí)，能否用式(3-16)計(jì)算FeCNS2+絡(luò)離子生成的平衡常數(shù)？答：不能。當(dāng)Fe3+、CNS-濃度較大時(shí)，F(xiàn)e3+與CNS-生成的絡(luò)合物組成復(fù)雜，而這些不同的絡(luò)離子的溶液顏色也不同，會(huì)影響消光值，從而影響Fe3+、CNS-、FeCNS2+平衡濃度的計(jì)算，進(jìn)而影響平衡常數(shù)。 平衡常數(shù)與反響物起始濃度有無(wú)關(guān)系？答：平衡常數(shù)與反響物起始濃度無(wú)關(guān)，只與溫度有關(guān)。 測(cè)定Kc時(shí)，為什么要控制酸度和離子強(qiáng)度？答：平衡常數(shù)受