物理化学实验课后练习参考
物理化学实验所有课后习题和思考题答案

物理化学实验所有课后习题和思考题答案Revised final draft November 26, 2020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值不是太小,容易测定,又要保证是稀溶液这个前提。
复旦大学版物理化学实验第三版课后思考题答案

实验一凝固点降低法测定摩尔质量1、在冷却过程中,凝固点测定管内液体有哪些热交换存在?他们对凝固点的测定有和影响?答:主要热交换有液相变成固相时放出凝固热;固液与寒剂之间热传导。
对凝固点测定的影响是当凝固热放出速率小于冷却速率,会发出过冷现象,使凝固点测量偏低。
2、当溶质在溶液中解离、缔合、溶剂化和形成配合物时,测定的结果有何意义?加入溶剂中的溶质的量应如何确定?加入量过多或过少将会有和影响?答: 当溶质在溶液里有解离、缔合、溶剂化或形成配合物等情况时,缔合和生成配合会使测量值偏大,离解会使测量值偏小,不适用上式计算,一般只适用强电解质稀溶液。
3、加入溶剂中的溶质的量应如何确定?加入量过多或过少将会有和影响?答:加入的溶质的量约使溶液的凝固点降低0.5℃左右。
加入太多,会使溶液太快凝固;加入太少,会使溶液的凝固点降低不明显,测量误差会增大。
4、估算实验结果的误差,说明影响测量结果的主要因素?答:溶液过冷程度的控制,冰水浴温度控制在3℃左右,搅拌速度的控制,温度升高快速搅拌,溶剂溶质的精确测量,溶液浓度不能太高都对其有影响。
实验二纯液体饱和蒸气压的测定1、压力和温度的测量都有随机误差,试导出H的误差传递表达式.答:由 H=U+PV 可得,→ dH=dU+PdV+VdP→ dH=(au/aT)v dT+(au/aV)TdV+pdV+Vdp →ΔVHm=(au/aT)VΔT+VΔp2、用此装置,可以很方便地研究各种液体,如苯.二氯乙烯.四氯化碳.水.正丙醇.异丙醇.丙酮.和乙醇等,这些液体中很多是易燃的确,在加热时应该注意什么问题?答:加热时,应该缓慢加热,并且细心控制温度,使溶液的温度不能超过待测液的着火点,同时a,c管的液面上方不宜有空气(或氧气)存在,此外温度变化采用逐渐下降方式。
实验四燃烧热的测定的测定1、固体样品为什么要压成片状?答:压成片状有利于样品充分燃烧。
2、在量热测定中,还有哪些情况可能需要用到雷诺温度校正方法?答:实际上,热量计与周围环境的热交换无法完全避免,它对温差测量值的影响可用雷诺温度校正图校正。
物理化学实验课后习题答案

物理化学实验课后习题答案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。
3.电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?答:电位差计:利用补偿法测定被测电极电动势;标准电池:提供稳定的已知数值的电动势EN,以此电动势来计算未知电池电动势。
检流计:指示通过电路的电流是否为零;工作电池:为整个电路提供电源,其值不应小于标准电池或待测电池的值。
4.测电动势为何要用盐桥?如何选用盐桥以适合不同的体系?答:(1)对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。
(2)选择盐桥中电解质的要求是:①高浓度(通常是饱和溶液);②电解质正、负离子的迁移速率接近相等;③不与电池中的溶液发生反应。
具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应,如原电池溶液中含有能与Cl-作用而产生沉淀的Ag+、Hg 离子或含有能与K+离子作用的ClO-离子,则不可使用KCl盐桥,应选用KNO3或NH4NO3盐桥。
5.在测定电动势过程中,若检流计的指针总往一个方向偏转,可能是什么原因?答:若调不到零点,可能的原因有:(1)电池(包括工作电池、标准电池和待测电池)的正负极接反了;(2)电路中的某处有断路;(3)标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势,超出了测量范围。
4.为何本实验要在恒温条件下进行,而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先恒温?答:温度对反应速率常数k影响很大,故反应过程应在恒温条件下进行。
北京大学《物理化学》课后章节练习题第3章习题及答案

第三章 习题1. 在413.15K 时,纯C 6H 5Cl 和C 6H 5Br 的蒸气压分别为125.238kPa 和66.104kPa 。
假定两液体组成理想液体,若有一混合液,在413.15K 、101.325kPa 下沸腾,试求该溶液的组成,以及在此情况下,液面上蒸气的组成。
2. 液体A 与液体B 形成理想溶液。
在343.15K 时,1mol A 和2mol B 所成溶液的蒸气压为50.663kPa ,若在溶液中再加入3mol A ,则溶液的蒸气压增加到70.928kpa ,试求:(1)和。
*A p *B p (2)对第一种溶液,气相中A 、B 的摩尔分数各位若干?3. 若气体的状态方程为m (1)pV p RT β−=,求其逸度的表示式。
4. 液体A 和B 形成理想溶液。
现有一含有A 的物质的量分数为0.4的蒸气相,放在一个带活塞的气缸内,恒温下将蒸气慢慢压缩。
已知和分别为*A p *B p 0.4p θ×和1.2p θ×,计算:(a) 当液体开始凝聚出来时的蒸气总压。
(b) 该溶液在正常沸点b T 时的组成。
5. 在288.2K 、p θ时,某酒窖中存有10.0 m 3的酒,其中含乙醇96%(质量分数)。
今欲加水调制为含乙醇56%的酒,问(1)应加多少体积的水?(2)能得到多少立方米的含醇56%的酒已知该条件下水的密度999.1 kg.m -3,水和乙醇的偏摩尔体积分别为 乙醇的质量分数V H2O,m / (10-6 m 3.mol -1)V 乙醇,m / (10-6 m 3.mol -1)96%14.61 58.01 56%17.11 56.586. K 2SO 4在水溶液中的偏摩尔体积V 2,m 在298K 为V 2,m /m 3=3.228×10-5+1.821×10-5m 1/2/(mol·kg -1)1/2+2.2×10-8 m /(mol·kg -1)。
物理化学实验课后练习参考

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)<p(外)时, 气泡会从毛细管口逸出。
∆p=p(外)-p(内),∆p 可从压力计两边读数的差值h读出。
(1分)π r2∆p 为气泡逸出时受到向下的总作用力2π rσ 为气泡在毛细管口受到的表面张力(2分)当π r2∆p max=2π rσ 时, 气泡就逸出了故实验中要求读出最大压力差h。
(2分)2.最大气泡压力法测液体的表面张力实验时,某同学发现,当毛细管管端不是刚刚与液面相接触,而是插入液面一小段距离时,测得的△h偏高。
因而该同学在讨论中说毛细管管端插入液体内部,将使测得的表面张力值偏高,你认为这一说法对吗?为什么?答:知标样S 及未知样X,则γx/γs= △h x/△h s影响γx值的因素与△h之测定值, X, S 样的密度及毛细管端插入深浅等众多因素有关。
3.在恒温、恒压下,测定化学反应速率常数的方法常分为物理法及化学法两类, 请你以做过的实验为例, 简述这两类方法的主要区别及优缺点。
物理法:如电导法测乙酸乙酯皂化速率常数等, 优点是不需要直接取样, 不需中止反应, 测量快, 测得数据多, 数据误差小, 所测的物理量易转化为电讯号, 易实现测定、记录、处理的自动化。
缺点是:对不同反应体系要用不同物理量, 有的体系找不到合适的物理量, 物理量与浓度关系不规则, 易引入系统误差,需要比较特殊的仪器。
(5分)化学法:如用KMnO4滴定法测定H2O2分解反应速率常数, 其优点是使用通常用的化学分析方法, 如多为容量法分析测定浓度, 取得的数据直接引入动力学方程, 不加其他关系。
缺点是需取样并中止反应才能进行分析, 取样记时及反应条件控制易引入误差, 化学分析慢, 取得数就少, 增加了数据处理误差, 不易实现自动化。
(5分)4.请设计一电化学实验,测定下列反应的等压热效应,并说明其理论根据(不写实验装置及实验步骤)。
物理化学实验答案1

物理化学实验答案1 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN一、溶液中的等温吸附五、注意事项1.溶液的浓度配制要准确,活性炭颗粒要均匀并干燥2. 醋酸是一种有机弱酸,其离解常数Ka = 1.76× ,可用标准碱溶液直接滴定,化学计量点时反应产物是NaAc,是一种强碱弱酸盐,其溶液pH 在8.7 左右,酚酞的颜色变化范围是8-10,滴定终点时溶液的pH 正处于其内,因此采用酚酞做指示剂,而不用甲基橙和甲基红。
直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微红色,并保持半分钟内不褪色即为终点。
3.变红的溶液在空气中放置后,因吸收了空气中的CO2,又变为无色。
4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2,以它测定醋酸的浓度,用酚酞做为指示剂,则测定结果会偏高。
为使测定结果准确,应尽量避免长时间将NaOH 溶液放置于空气中。
七、讨论1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当,即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。
既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附,又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。
2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求,溶液吸附必须在等温条件下进行,使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡,使之达到平衡。
本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。
实验过程中温度会有变化,这样会影响测定结果。
3.由实验结果可知,活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附,可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特性。
用溶液吸附法测定活性炭比表面积,不需要特殊仪器,但测定过程中要防止溶剂挥发,以免引起测量误差。
此外,由于忽略界面上被溶剂占据部分,因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。
但由于方法简便,可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。
八、思考题(供参考)1.吸附作用与哪些因素有关?固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同?答:吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。
物化课后习题答案

物化课后习题答案物化课后习题答案在学习物理化学的过程中,课后习题是巩固知识、加深理解的重要环节。
然而,面对繁多的习题,有时候我们可能会遇到一些难题,找不到正确的解答。
本文将为大家提供一些物化课后习题的答案,希望能够帮助大家更好地理解和掌握相关知识。
一、热力学1. 一个气体在等温过程中从体积V1膨胀到体积V2,其对外界做功为W,根据热力学第一定律,这个过程的热量变化为多少?根据热力学第一定律,热量变化等于对外界做功的绝对值,即热量变化(ΔQ)= |W|。
2. 一个物体在压力为P的等压过程中吸收了热量Q,根据热力学第一定律,这个过程的对外界做功为多少?根据热力学第一定律,对外界做功等于热量的负值,即对外界做功(W)= -Q。
二、化学反应1. 氨气与氧气发生反应生成氮气和水蒸气的化学方程式是什么?氨气与氧气反应生成氮气和水蒸气的化学方程式为:4NH3 + 5O2 -> 4NO +6H2O。
2. 一定质量的乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水,计算生成的二氧化碳的质量。
乙醇的化学式为C2H5OH。
根据化学方程式,1摩尔的乙醇燃烧生成2摩尔的二氧化碳。
根据摩尔质量,乙醇的摩尔质量为46g/mol,二氧化碳的摩尔质量为44g/mol。
因此,生成的二氧化碳的质量为乙醇质量的两倍,即生成的二氧化碳质量为92g。
三、电化学1. 铜离子在铜电极上发生还原反应,写出该反应的化学方程式。
铜离子在铜电极上发生还原反应的化学方程式为:Cu2+ + 2e- -> Cu。
2. 如果电池的电动势为1.5V,电池内发生的化学反应的标准电动势为1.8V,那么这个电池的电动势变化是正值还是负值?根据定义,标准电动势是在标准状态下,即溶液浓度为1mol/L,温度为25℃时测得的电动势。
电动势的变化等于实际电动势减去标准电动势。
因此,这个电池的电动势变化为负值。
通过以上几个例子,我们可以看到,物化课后习题的答案并不复杂,只需要掌握一些基本的概念和原理,就能够轻松解答。
物理化学课后习题答案

1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的,与压力、温度的关系。
解:根据理想气体方程1.5 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到100 °C,另一个球则维持0 °C,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。
解:由题给条件知,(1)系统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。
标准状态:因此,1.9 如图所示,一带隔板的容器内,两侧分别有同温同压的氢气与氮气,二者均可视为理想气体。
(1)保持容器内温度恒定时抽去隔板,且隔板本身的体积可忽略不计,试求两种气体混合后的压力。
(2)隔板抽取前后,H2及N2的摩尔体积是否相同?(3)隔板抽取后,混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干?解:(1)等温混合后即在上述条件下混合,系统的压力认为。
(2)混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义?(3)根据分体积的定义对于分压1.11 室温下一高压釜内有常压的空气,为进行实验时确保安全,采用同样温度的纯氮进行置换,步骤如下:向釜内通氮气直到4倍于空气的压力,尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。
重复三次。
求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。
解:分析:每次通氮气后至排气恢复至常压p,混合气体的摩尔分数不变。
设第一次充氮气前,系统中氧的摩尔分数为,充氮气后,系统中氧的摩尔分数为,则,。
重复上面的过程,第n次充氮气后,系统的摩尔分数为,因此。
1.13 今有0 °C,40.530 kPa的N2气体,分别用理想气体状态方程及van der Waals方程计算其摩尔体积。
实验值为。
解:用理想气体状态方程计算用van der Waals计算,查表得知,对于N2气(附录七),用MatLab fzero函数求得该方程的解为也可以用直接迭代法,,取初值,迭代十次结果1.16 25 °C时饱和了水蒸气的湿乙炔气体(即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压)总压力为138.7 kPa,于恒定总压下冷却到10 °C,使部分水蒸气凝结为水。
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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)<p(外)时,气泡会从毛细管口逸出。
∆p=p(外)-p(内),∆p可从压力计两边读数的差值 h读出。
(1 分)π r2∆p为气泡逸出时受到向下的总作用力2π rσ 为气泡在毛细管口受到的表面张力(2 分)当π r2∆p max=2π rσ 时,气泡就逸出了故实验中要求读出最大压力差h。
(2 分)2.最大气泡压力法测液体的表面张力实验时,某同学发现,当毛细管管端不是刚刚与液面相接触,而是插入液面一小段距离时,测得的△h偏高。
因而该同学在讨论中说毛细管管端插入液体内部,将使测得的表面张力值偏高,你认为这一说法对吗?为什么?答:知标样S及未知样X,则γx/γs= △h x△/h s影响γx值的因素与△h之测定值, X,S样的密度及毛细管端插入深浅等众多因素有关。
3.在恒温、恒压下,测定化学反应速率常数的方法常分为物理法及化学法两类,请你以做过的实验为例,简述这两类方法的主要区别及优缺点。
物理法:如电导法测乙酸乙酯皂化速率常数等,优点是不需要直接取样,不需中止反应,测量快,测得数据多,数据误差小,所测的物理量易转化为电讯号,易实现测定、记录、处理的自动化。
缺点是:对不同反应体系要用不同物理量, 有的体系找不到合适的物理量,物理量与浓度关系不规则,易引入系统误差,需要比较特殊的仪器。
(5 分)化学法:如用 KMnO4滴定法测定 H2O2分解反应速率常数,其优点是使用通常用的化学分析方法,如多为容量法分析测定浓度,取得的数据直接引入动力学方程,不加其他关系。
缺点是需取样并中止反应才能进行分析,取样记时及反应条件控制易引入误差,化学分析慢,取得数就少,增加了数据处理误差,不易实现自动化。
(5 分)4.请设计一电化学实验,测定下列反应的等压热效应,并说明其理论根据(不写实验装置及实验步骤)。
Ag(s) + HCl(aq)=AgCl(s)↓ + 1/2 H2(g)[答] (1)设计电池Ag - AgCl(s)│HCl(aq)│H2(Pt) (1.5 分)(2)压力p一定时,测该电池于某温度下的电动势E和电池的温度系数(∂E/∂T)p可得电池的反应焓变值△H = -zFE + zFT(∂E/∂T)p此△H即为该反应不在电池中进行时,反应的等压热效应。
(1.5 分) (3)因为反应不论是否在电池中进行,其初、终态相同,利用状态函数的性质△H(电池中)=H(烧杯中),在等T,等p,W f = 0时,△H = Q p(2 分)5.某种不可燃固体物质,加热可使它分解成为另一种固体和一种气体,请设计一个实验以测定上述分解反应的∆H∃ 和∆S∃ ,简要叙述实验方法和所依椐的热力学原理,不必绘出实验装置图。
[答]实验方法:将该固体放在密闭容器中,将容器抽成真空,置于电炉上加热,测定不同温度下的平衡分解压。
(3 分) 平衡时: ∆G=∆G∃+RT ln Q p=0 (2 分) ∆G∃=-R T ln K p=∆H∃-T∆S∃(1 分) K p值即相当于此固体分解压: ln K p=-∆H∃/(RT)+∆S∃/R(2 分) 以ln K p对1/T作图,得一直线,从斜率求出∆H∃(1 分)在直线上找一点,代入上式,求出∆S∃。
6.某研究所,需要测定牛奶样品的热值,请提出所需仪器及实验步骤。
[答]仪器:氧弹燃烧热测定仪一套步骤:(1)水当量的测量;(2)空白滤纸的热能测定;(3)牛奶样品用滤纸吸取烘干称重进行测量。
7.用氧弹量热计测定有机化合物的燃烧热实验,有的实验教材上要求在量热测定时,在氧弹中加几滴纯水,然后再充氧气、点火,请说明加的这几滴水的作用是什么?[答] 希望产物H2O尽快凝聚为液态水。
8.为什么在测量原电池电动势时,要用对消法进行测量?而不能使用伏特计来测量?答:要准确测量电池电动势只有在电流无限小的可逆情况下进行,对消法可达到此目的。
伏特计与待测电池接通后,要使指针偏转,线路上必须有电流通过,这样一来变化方式不可逆,所测量结果为有“极化”现象发生时的外电压。
9.作为盐桥使用的电解质有什么要求?答:⑴盐桥电解质不能与两端电极溶液发生化学反应;⑵盐桥电解质溶液中的正、负离子的迁移速率应该极其接近;⑶盐桥电解质溶液的浓度通常很高,甚至达到饱和状态。
10.以本实验中的装置来说,哪一部分是体系?答:(将装置图中的平衡管部分转化一下)根据实验题目可知,体系中应包含液体部分和气体部分,因此本实验的体系是 A 中的液体和 A—B 液面之间的气体。
11.体系中的气体部分含有空气等惰性气体时,是否对饱和蒸气压的测定产生影响?答:有影响。
参见【物理化学】教科书有关部分(P147~148)。
公式为公式中 Pg*为没有惰性气体存在时液体的饱和蒸气压,Pg 为有惰性气体存在且总压为 pe 时液体的饱和蒸气压。
12.怎样才能把体系中的空气排出到环境中去,使得体系的气体部分几乎全部是由被测液体的蒸气所组成?如何判断空气已被赶净?答:通过对体系加热或(/和)减小环境的压力,可以把体系中的空气等惰性气体排出到环境中去。
刚开始时,空气比较多,通过 B—C 管液体冒泡排出的速度较快,后来逐步减慢。
当体系温度达到液体的沸点并且空气很少时,冒泡排出气体的速度比较慢并且均匀,此时冒泡排出的气体主要是饱和蒸气。
13. B—C 之间的 U 形状液体所起到的作用是什么?答:⑴起到一个液体活塞(或液封)的作用,用于分隔体系与环境。
(同时通过该液体活塞,可将体系中的空气排除到环境中去)⑵起到检测压力的作用。
(当 B、C 管中的液面等高时,说明体系的压力等于环境的压力,可以通过测量环境的压力来代表体系的压力)⑶当 B、C 管中的液面等高时测定温度和压力的数据,也可保持多次测量数据时体系的体积几乎相等。
14.怎样才能使环境的空气不会进入到体系中去?答:读测完温度和压差的数据以后,赶快给体系加热,或减小环境的压力15.对于动力学研究中,物理量及其测量仪器的选择有哪些方面的考虑:答:⑴反应前后,体系的物理量的变化非常显著;⑵测的物质浓度成线性关系的特征物质量为最佳;⑶测的物质浓度不成线性关系的非特征物质量为最差。
16. 根据具有简单反应级数的化学反应动力学特征,大致有哪几种确定反应级数的数据处理方法?答:微分法,积分法,半衰期法,改变初始物质浓度法。
17.动力学实验,一般情况下为什么要在恒温条件下进行?答:不同温度下的反应速度不一样,反应速率常数与温度有关,电导率的数值与温度也有关,所以要准确进行动力学测量,必须在恒温条件下进行。
18. 在本实验的装置中哪部分是燃烧反应体系?燃烧反应体系的温度和温度变化能否被测定?为什么?答:在本实验装置中,氧弹的内部是被测物质的燃烧空间,也就是燃烧反应体系。
由于做燃烧实验时要在氧弹中充入高压的氧气,燃烧瞬间将产生高温,这样就无法将温度计(或温差计)直接插入到高压氧弹中或者因为温度计无法承受高压或高温,另外温度计是玻璃或金属外壳,在氧弹外面也无法与氧弹紧密接触,或者有的温度计(如热电偶)达不到测量精度,所以很难对燃烧反应体系进行温度或温度差的测量。
19. 在本实验的装置中哪部分是测量体系?测量体系的温度和温度变化能否被测定?为什么?答:由于不能直接对燃烧反应体系进行温度或温度差测量,因此就需要将燃烧反应体系(氧弹)放入到一种可以进行温度或温度差测量的介质中去,构成比燃烧反应体系大的测量体系。
在本实验的装置中,盛水桶、3000ml 水(刚好可以淹没氧弹)和氧弹三部分组成了测量体系,温度计可以插入到水中并与水紧密接触,不需要承受高压和高温,这样可以根据测量体系的温度变化去推断燃烧反应进行所放出的热量。
20.测量体系与环境之间有没有热量的交换?(即测量体系是否是绝热体系?)如果有热量交换的话,能否定量准确地测量出所交换的热量?答:测量体系与环境之间有热量的交换,因为理想的绝热条件是不可能达到的。
同时影响热量的交换量大小的因素也比较多,①与体系、环境的材质有关;②与体系、环境的接触界面积大小有关;③与体系、环境的温差有关,所以要定量准确地测量出体系与环境交换的热量是比较困难的。
如果有净的热量交换的话,将会增大实验的测量误差。
21. 在一个非绝热的测量体系中怎样才能达到相当于在绝热体系中所完成的温度和温度差的测量效果?答:既然无法避免体系与环境之间有热量的交换,就希望体系与环境之间交换的热量为零或尽可能的小。
在本实验过程中,样品点火燃烧以后体系的温度肯定将高于环境的温度,体系将热传递给环境,因此就必须在样品点火燃烧以前使体系的温度低于环境的温度,使体系从环境处获得热量,并使体系获得的热量与传出的热量尽量抵消,这样测量的效果就相当于绝热体系的结果。
这就是“雷诺校正图”的设计思想。
22. 在本实验中采用的是恒容方法先测量恒容燃烧热,然后再换算得到恒压燃烧热。
为什么本实验中不直接使用恒压方法来测量恒压燃烧热?答:原因为:①如果是使用恒压燃烧方法,就需要有一个无摩擦的活塞,这是机械摩擦的理想境界,是做不到的;②做燃烧热实验需要尽可能达到完全燃烧,恒压燃烧方法难于使另一反应物——“氧气”的压力(或浓度)达到高压,会造成燃烧不完全,带来实验测定的实验误差。
23.苯甲酸物质在本实验中起到什么作用?答:热量交换很难测量,温度或温度变化却很容易测量。
本实验中采用标准物质标定法,根据能量守恒原理,标准物质苯甲酸燃烧放出的热量全部被氧弹及周围的介质等吸收,使得测量体系的温度变化,标定出氧弹卡计的热容。
再进行奈的燃烧热测量和计算。
24.恒压燃烧热与恒容燃烧热有什么样的关系?答:Qp=Qv+Δn(RT)Qp:恒压燃烧热;Qv:恒溶燃烧;Δn:反应前后气态物质的量之差;T为环境(外夹套)的温度。
25.在本实验装置中哪些是体系?哪些是环境?体系和环境通过哪些哪些途径进行热交换?这些热交换对结果影响怎样?如何进行校正?答:体系包括内筒以内的部分,如氧弹,水等;内筒以外的为环境。
体系和环境以空气层绝热。
体系和环境交换能量的途径有:传导、辐射、对流、蒸发和机械搅拌等。
在测定的前期和末期,体系和环境间温差的变化不大,交换能量较稳定。
而反应期温度改变较大,体系和环境间温差随时改变,交换的能量也不断改变,很难用实验数据直接求算,通常采用作图或经验公式等方法消除其影响。
26.搅拌过快或过慢有何影响?答:搅拌过快会产生大量热量使体系温度升高造成误差;搅拌过慢会使体系温度不均匀造成误差。
27.扼要说明测定市售麦片热值的方案回答要点:(1)针对麦片的某一品牌从商店里随机抽样取一定量的麦片(2)用氧弹量热计测定麦片的燃烧热。