物理化学实验课后思考题答案

物化实验思考题答案
实验一、恒温槽的安装与调试
1，恒温槽的工作原理：恒温槽之所以能维持恒温，主要是依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡。

当恒温槽介质因对外散热而使发生变化时，恒温控制器就使恒温槽的加热器工作，使介质加热到所需温度时，它又停止加热，这样就保持介质有恒定的温度。

2，恒温槽的组成以及应用：
槽体：用于盛装恒温介质
介质：
搅拌器：搅动恒温介质，以保证恒温槽的温度均匀
温度计：测量恒温槽的温度加热器：用于加热介质
电子继电器：用于控制加热器的通与断
感温元件：当恒温槽的温度达到设定值时，发出信号，命令执行机构停止加热；低于设定温度时，则又发出信号，命令执行机构继续加热。

3，几种典型的控温曲线
⑴．表示加热器的功率适中，并且介质热惰性小。

因此温度波动较小，控温精度高
⑵．表示加热器功率适中，但介质的热惰性较大，因此温度波动较大，控温精度低
⑶．加热器的功率过大
⑷．加热器的功率过小或散热过快
4，为提高恒温槽精度，在设计和安装恒温槽时要注意以下几点：⑴．恒温槽的热容量要尽可能大，加热器的热容量要尽可能小
⑵．加热器导热良好且功率适中⑶．感温元件和电子继电器的灵敏度要高⑷．合理安排各个仪器部件在恒温槽中的位置：如搅拌器和贝克曼温度计应该放在加热
器附近⑸．提高恒温槽的绝热保温状态
二．思考题
1，对于指定的恒温槽，加热器的功率适中是指：加热器通与断的时间大致相同降低恒温槽的热惰性：
A.恒温槽的热容量要大些，
B.介质传热要好
C.搅拌速率要适中
D.要合理安排各个仪器部件在恒温槽中的位置
E.加热器导热良好且功率适中
2，为达到3中（1）的曲线。

应采取什么措施：
⑴．恒温槽的热容量要大一些，加热器的热容量要小一些
⑵．加热器导热良好且功率适中
⑶．提高感温元件和电子继电器的灵敏度⑷．合理安排各个仪器部件在恒温槽中的位置，如搅拌器和贝克曼温度计应该放在加热器附近⑸．要提高恒温槽的绝热保温状态
3，3中（3），（4）不能用控温精度公式来计算。

因为（3）中加热器功率过大，所测温度偏高，加热时间和停止时间一样，正误差大于负误差；（4）中加热器功率过小或散热过快，加热时间和停止时间不会一样。

所测温度偏低，负误差大于正误差实验
二燃烧热的测定
一、
1，实验原理
1mol物质完全氧化时产生的焓称为燃烧焓。

一般燃烧焓是指恒压燃烧焓，Qp=Qv+△nRT 二、思考题
1，加入的水温为什么要比空气温度低0.5-1.0度
因为随着实验的进行，水会吸收物质燃烧放出的热量。

若原水温太低，则燃烧放出的热量无法使水温升高到与空气温度相同，则体系就会向环境吸热；若原水温太高，再加上吸收物质燃烧放出的热量，则会使水温高于空气温度，则体系就会向环境放热。

为了使吸收了物质燃烧放出的热量的体系与环境之间温差减小，使之热交换减小，所以……
2，实验测得的数据为什么要经过雷若校正
因为体系不能完全达到理想的绝热恒容状态，体系与环境之间还存在热交换，如，刚开始时水温比室温稍低，则体系就会从环境吸热，后来体系温度上升，因系统绝热不好而散热，则使实际测得的体系与环境之间的温差与理想的绝热恒容状态下测得的温差有所偏差。

故需要经过雷若校正。

实验3液体饱和蒸汽压的测定
一．基本原理在某一温度下，密闭容器中的液体与其上方的蒸汽平衡时，这时的气相压力就称为该温度下液体的饱和蒸汽压。

液体的饱和蒸汽压与外界压力相等时，这时液体会发生沸腾，此时的温度即沸腾温度或沸点。

当外压等于饱和蒸汽压且为一个标准大气压时，此时的温度称为正常沸点。

二．思考题
1，说明等压计测量蒸汽压的原理
管a为样品管，管b和管c为平衡管。

当管b和管c中也被样品液填充时，管a就成为密闭容器，当管a和管c的空间内的其他气体被抽走时，该空间即被样品的蒸汽所占有，当液体和蒸汽达到平衡时，此时的蒸汽压即样品的饱和蒸汽压。

管b与环境接通。

当环境的压力与蒸汽压相等时，管b和管c的液面就会保持相平，通过测定外压的大小可确定样品蒸汽压的大小。

2，为什么测定饱和蒸汽压之前要把等压计中的空气驱尽？
若果不赶尽等压计中的空气，所测得的蒸汽压是样品蒸汽和空气组成的混合气体的压力而不是样品的饱和蒸汽压。

实验四凝固点下降法测定尿素的分子量
一、基本原理
凝固点是液体和其结晶固相成平衡时的温度。

含非挥发性溶质的稀溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点。

凝固点降低是稀溶液依数性的一种表现，确定了溶剂的种类和数量之后，溶剂凝固点降低值仅取决于所含溶质分子的数目
二，该实验的关键控制搅拌速度：
⑴．在步冷过程中，要保证温度均匀下降和散热均匀，所以要缓慢搅拌⑵．当温度比粗测凝固点低0.2-0.3时，及时快速搅拌
⑶．当温度开始回升时，要及时缓慢加热，使散热均匀
防止过冷：寒剂温度比粗测凝固点低2-3度
三，思考题
1，定性分析，当溶质在溶剂中解离、缔合、溶剂化合生成络合物时，对测量结果有什么影响？
溶质解离，溶质分子数增大，则溶质的质量摩尔浓度增大，凝固点降低值增大，则溶质的摩尔质量就会减小
溶质缔合，溶质分子数减小，则溶质的质量摩尔浓度减小，凝固点降低值减小，则溶质的摩尔质量就会增大
溶质溶剂化合生成络合物，溶质分子数减小，则溶质的质量摩尔浓度减小，凝固点降低值减
小，则溶质的摩尔质量增大
2，加入溶剂中的溶质的量应如何确定？加入太多或太少将会有什么影响？
所加入的量应使溶液的凝固点降低0.5度左右。

加入的量根据稀溶液的依数性来确定，实验的主要误差是来源于纯溶剂凝固点的测定以及溶液凝固点的测定，为了减小误差，一般采取大量的溶剂来溶解少量的溶质，使达到平衡之后，即使部分溶质析出，对浓度的影响叶很小。

加入太多，会使溶液浓度过大，当溶质析出时，对浓度的影响就比较大，会带来较大误差，并且凝固点下降法仅适用于在稀溶液中且溶质不解离、不络合的情况。

加入太少，会使浓度过低，称量的相对精度会下降，且当溶质的质量摩尔浓度过小时，凝固点降低值过小，则溶质的摩尔质量的测量误差就比较大。

3，槽中寒剂的温度应调节在什么范围内？过高或过低有什么不好？比溶液凝固点低2-3度，
过高，体系降温速度过慢，甚至可能无法降到其凝固点
过低，可能导致体系过冷过甚，溶质析出多，对浓度影响大，所测溶质摩尔质量的误差就比较大，使凝固点偏低。

实验5二元金属相图的绘制
一，基本原理
用热分析法绘制相图曲线的原理是将二元组分的体系全部熔化，然后再一定环境下自然冷却，观察其在冷却过程中体系温度随时间的变化关系。

这种温度随时间的变化曲线就称为步冷曲线。

二，思考题
1.对于不同组成的混合物的步冷曲线，其平台有什么不同？哪一种的平台组成的最长，为
什么？
平台长短不同。

可以组成共熔物的平台最长。

因为该组成冷却到低共熔点时，是锡和铋同时析出，此时熔液中锡和铋的总质量大于其他组成达到低共熔时的量，所以析出时间最长，平台较长。

实验六乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
一．实验原理
用电导法测定X值的依据：因为反应体系在稀释的水溶液中进行，可以认为醋酸钠是全部电离的，则溶液中参加导电的离子有钠离子、氢氧根离子、醋酸根离子。

而钠离子在反应前后浓度不变，氢氧根离子的电导率远大于醋酸根离子的电导率，随着反应的进行，氢氧根离子的浓度不断减少，醋酸根离子的浓度不断增加，体系的电导率不断下降。

则体系中电导率值的减少量和醋酸根离子的浓度X增大成正比。

三，思考题
1，为何本实验要在恒温条件下进行，而乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合之前还要进行预温？
因为温度对反应常数K的影响很大，故需要再恒温下进行
预温后混合，可以保证反应前后温度基本一致，保证了恒温条件，排除了温度变化对该实验测定的影响。

2，如何从实验结构中来验证乙酸乙酯皂化反应使二级反应？用t对（）作图，因为体系的电导率的降低值与醋酸根离子浓度的增大成正比，即以t对x/(a-x)作图，若得到一条直线，则可说明为二级反应。