物理化学实验下思考题答案.docx
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物理化学实验下思考题答案
磁化率的测定
1．本实验在测定XM做了哪些近似处理?
答：
（1）忽略了X反
（2）X0=0（样品周围介质的体积磁化率）（3）H0=0（样品顶端磁场强度为0。
近似认为样品顶端就是试管顶端）
2．为什么可以用莫尔盐来标定磁场强度？
答：
莫尔盐的XM仅与T有关,物质,物质稳定，组成固定，对磁场反应良好。
3.样品的填充高度和密度以及在磁场中的位置有何要求？
若样品的填充高度不够，对测量结果有何影响？
答：
样品管与磁极中心线平齐，不与磁极接触，样品要紧密均匀填实。
若样品的填充高度不够，则样品最上端处磁场强度不为零。
（样品的填充高度距样品管口1-1.5cm处，样品要紧密均匀填实。
将样品悬挂在天平上，样品底部处于磁场强度最大区域【H】管顶则位于场强最弱甚至为0的区域，若样品的填充高度不够，对样品处于磁场中的受力产生影响）
三组分体系等温相图
1.实验为什么根据体系由清变浑的现象即可测定相界？
答：
各组分彼此互溶时，体系为均相，一旦体系恰好不相容，则分相达到相界。
2.如连接线不通过物系点，其原因可能是什么？
答：
（1）苯水分层不彻底
（2）苯、醋酸乙酸挥发（3）酚酞变色范围为碱性，通过NaOH滴定醋酸量偏高。
3.实验根据什么原理求出苯-乙酸-水体系连接线？
答：
在苯和水含量确定的前提下，互溶曲线上的点与醋酸量一一对应。
电极的制备与原电池电动势的测定
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。
2.参比电极应具备什么条件？
它有什么功用？
答
（1）装置简单、可逆性高、制作方便、电势稳定。
（2）以标准氢电极（其电极电势规定为零）作为标准，与待测电极组成一电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。
由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极，如：
甘汞电极。
3.盐桥有什么作用？
选用作盐桥的物质应有什么原则？
答：
（1）盐桥用来减小液体接界电势。
（2）作盐桥的物质正负离子的迁移数应接近；在使用温度范围内浓度要大；不能与两端电池溶液发生反应。
4.UJ34A型电位差计测定电动势过程中，有时检流计向一个方向偏转，分析原因。
答：
随着反应的进行，导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。
电极管中有气泡；电极的正负极接反；线路接触不良；工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不一致等。
在测量金属电极的电极电势时，金属电极要加以处理，以除去氧化膜。
6.如何使E测定准确？
答：
（1）电极管不能漏液。
（2）准电池和待测电池极化，“标准/未知选择”旋钮在“标准”或“未知”位置的时间应尽可能的短。
对“待测溶液”应将读数盘预置到理论值后再将“标准/未知选择”旋钮旋到，“未知”。
（3）甘汞电极不用时浸泡在饱和氯化钾溶液中。
（4对新制锌汞齐电极和新镀铜电极应及时测量，避免再度被氧化。
最大泡压法
1毛细管尖端为何必须调节得恰与液面相切，否则对实验有何影响?
答：
毛细管尖端若不与液面相切插入一定深度，会引起表面张力测定值偏小.用最大气泡压力法测定表面
2.张力时为什么要读最大压力差？
答：
若读中间某个压力差值，不能保证每次读压力差对应大小相同气泡。
因为随着气泡的形成，曲率半径逐渐由大变小又变大，：
当曲率半径等于毛细管半径时，气泡呈半球形，气泡曲率半径最小，△P最大。
3.如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，对实验结果有何影响?
答：
如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，即气泡形成时间太短，则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来，测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值
4.为何要控制气泡逸出速率？
答：
气泡逸出速率会影响气泡的大小，近而影响压力差值的大小，因而要保证测定过程中气泡逸出速率恒定。
5.本实验需要在恒温下进行吗？
为什么？
答：
需要恒温，因为表面张力的大小受温度的影响。
6.哪些因素影响表面张力测定的结果？
如何减小或消除这A些因素对实验的影响？
答：
温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。
减小或消除这些因素引起误差的措施是：
恒温、控制气泡逸出速率恒定、毛细管干净以及毛细管与液面相切
7、实验时，为什么毛细管口应处于刚好接触溶液表面的位置？
如插入一定深度将对实验带来什么影响？
答：
减少测量P误差，因为P是气泡内外的压力差，在气泡形成的过程中，由于表面张力Prmax=KP，如果插入一定深度，Pmax2max的作用，凹液面产生一个指向液面外的附加压力△P，γ=外还要考虑插入这段深度的静压力，使得?
Pmax的绝对值变大，表面张力也变大。
8、对测量所用毛细管有什么要求？
所用毛细管半径大小对实验有何影响？
若毛细管不清洗干净，会不会影响实验结果？
答：
毛细管一定要清洗干净，管口平齐。
所用毛细管半径大，所需压力小，测定误差增大，毛细管半径小，气泡易从毛细管成串连续冒出，泡压平衡时间短，压力计所读最大压力差不准。
不干净会影响实验结果，因为加入的正丁醇为表面活性剂，有杂质会影响正丁醇溶液的浓度，引起误差。
9.表面张力为什么必须在恒温槽中进行测定？
答案：
因为表面张力与温度有关，温度升高，表面张力下降。
粘度的测定和应用
1.与奥氏粘度计相比，乌氏粘度计有何优点？
本实验能否用奥氏粘度计？
答：
（1）乌氏粘度计比奥氏粘度计增加了支管C，通过支管C使毛细管下端和上端同时与大气相通，溶液是在其本身重力作用下流出的，故测定数据更准确。
（2）本实验也能用去掉C管的奥氏粘度计，只是测定精度不高。
2.乌氏粘度计中支管C有何作用？
除去支管C是否可测定粘度？
答：
（1）乌氏粘度计中支管C起与大气平衡的作用。
（2）除去支管C也可以测定溶液的粘度，但是没有C支管使毛细管下端和上端同时与大气相通，F管中溶液重力的影响会影响流出毛细管的时间，导致测定结果精度差。
3.乌粘度计的毛细管太粗或太细有什么缺点？
答：
毛细管太粗流经时间短，容易使读数误差增大。
毛细管太细容易造成堵塞。
4.为什么用[η]来求算高聚物的分子量？
它和纯溶剂粘度有无区别？
答：
（1）
K与α的数值可通过其它绝对方法确定，例如渗透压法、光散射法等，从粘度法只能测定得[η]。
（2）[η]主要反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦作用，纯溶剂粘度反映的是溶剂分子之间的内摩擦作用。
5.分析ηSP/C－C及lnηr/C－C作图缺a乏线性的原因？
答：
（1）温度波动，
（2）记时有误差，（3）每次加入水之后未混合均匀，使溶液的浓度不准，（4）G管溶液有泡沫，（4）测定过程中因为毛细管垂直发生改变以及微粒杂质局部堵塞毛细管而影响流经时间。
乙酸在活性炭上的吸附
比表面积的测定与哪些因素有关，为什么？
答案：
（1）实验过程中温度的变化会影响测定结果。
（2）振荡时间，振荡过程太短会使吸附未达到平衡。
（3）活性炭易吸潮，放在空气中没有保持干燥会影响测定结果。
（4）溶液浓度配制不准确。
实验四完全互溶双液系的平衡相图【思考题】
1.该实验中，测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测定样品时折射仪的恒温温度是否需要保持一致？
为什么？
答：
在该实验中，测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测定样品时折射仪的恒温温度应保持一致，因为温度不同，物质的折射率不同；而且测定样品的折射率后，要在工作曲线上查折射率对应的气液相组成。
2.过热现象对实验产生什么影响？
如何在实验中尽可能避免？
答：
过热现象使得溶液沸点高于正常沸点。
在本实验中，所用的电热丝较粗糙，吸附的空气作为形成气泡的核心，在正常沸点下即可沸腾，可避免过热现象。
3.在连续测定法实验中，样品的加入量应十分精确吗？
为什么？
答：
样品的加入量不用十分精确，因为测定样品的折射率后，要在工作曲线上查折射率对应的气液相组成。
。
实验十六电极的制备与原电池电动势的测定【思考题】
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。
2.参比电极应具备什么条件？
它有什么功用？
答：
装置简单、可逆性高、制作方便、电势稳定。
以标准氢电极（其电极电势规定为零）作为标准，与待测电极组成一电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。
由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极，如：
甘汞电极。
3.盐桥有什么作用？
选用作盐桥的物质应有什么原则？
答：
（1）盐桥用来减小液体接界电势。
（2）作盐桥的物质正负离子的迁移数应接近；在使用温度范围内浓度要大；不能与两端电池溶液发生反应。
4.UJ34A型电位差计测定电动势过程中，有时检流计向一个方向偏转，分析原因。
原因：
电极管中有气泡；电极的正负极接反；线路接触不良；工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不一致等。
5.在测量金属电极的电极电势时，金属电极要加以处理，以除去氧化膜。
6.如何使E测定准确？
答：
（1）电极管不能漏液。
准电池和待测电池极化，“标准/未知选择”旋钮在“标准”或“未知”位置的时间应尽可能的短。
对“待测溶液”应将读数盘预置到理论值后再将“标准/未知选择”旋钮旋到，“未知”。
甘汞电极不用时浸泡在饱和氯化钾溶液中。
（4）对新制锌汞齐电极和新镀铜电极应及时测量，避免再度被氧化。
实验二十一乙酸乙酯皂化反应
1．为什么由·dm-3的NaOH溶液和·dm-3的CH3COONa溶液测得的电导率可以认为是κ0、κ∞？
答：
κ0是反应：
CH3COOC2H5＋NaOH→CH3COONa＋C2H5OH体系t=0时的电导率，但是CH3COOC2H5与NaOH混合的瞬间就已开始反应，因而混合后第一时间测的κ也不是t=0时的电导率。
根据CH3COOC2H5与NaOH体积和浓度都相等，二者混合后浓度均稀释一倍，若忽略CH3COOC2H5的电导率，·dm-3NaOH所测κ即为κ0。
κ∞是上述反应t=∞时的电导率，当反应完全时，CH3COONa的浓度和t=0时NaOH浓度相同，若忽略C2H5OH的电导率，·dm-3的CH3COONa所测κ即为κ∞。
反应物起始浓度不相等，试问应怎样计算k值？
答：
若CH3COOC2H5溶液浓度a＞b（NaOH溶液浓度），则其反应速率方程的积分式为
aa
κt+κ0（—-1）-κ0—
bca
ln−−−−−−−−−=κ（a—b）t+ln—
____bb
κt-κc—
c
C和κc分别为反应进行完全后体系中产物CH3COONa的浓度和电导率
若a＞b时b=C，若a3．如果NaOH和乙酸乙酯溶液为浓溶液时，能d否用此法求k值，为什么？
答：
不能。
只有反应体系是很稀的水溶液，才可认为CH3COONa是全部电离的。
反应前后Na+的浓度不变。
随着反应的进行，导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。
可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，以跟踪反应物浓度随时间变化。
被测溶液的电导是哪些离子的贡献答：
溶液的电导是OH-、Na+和CH3COO-离子的贡献。
使用浓度相同的两种反应物？
答：
两种反应物的浓度相同比不同的κt~t关系式简单。
6．反应进行的过程中为何溶液的电导发生变化？
答：
随着反应的进行，导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。
实验三十粘度的测定和应用
与奥氏粘度计相比，乌氏粘度计有何优点？
本实验能否用奥氏粘度计？
答：
（1）乌氏粘度计比奥氏粘度计增加了支管C，通过支管C使毛细管下端和上端同时与大气相通，溶液是在其本身重力作用下流出的，故测定数据更准确。
（2）本实验也能用去掉C管的奥氏粘度计，只是测定精度不高。
乌氏粘度计中支管C有何作用？
除去支管C是否可测定粘度？
答：
（1）乌氏粘度计中支管C起与大气平衡的作用。
（2）除去支管C也可以测定溶液的粘度，但是没有C支管使毛细管下端和上端同时与大气相通，F管中溶液重力的影响会影响流出毛细管的时间，导致测定结果精度差。
乌粘度计的毛细管太粗或太细有什么缺点？
答：
毛细管太粗流经时间短，容易使读数误差增大。
毛细管太细容易造成堵塞。
为什么用[η]来求算高聚物的分子量？
它和纯溶剂粘度有无区别？
答：
（1）
K与α的数值可通过其它绝对方法确定，例如渗透压法、光散射法等，从粘度法只能测定得[η]。
（2）[η]主要反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦作用，纯溶剂粘度反映的是溶剂分子之间的内摩擦作用。
分析ηSP/C－C及lnηr/C－C作图缺a乏线性的原因？
答：
（1）温度波动，
（2）记时有误差，（3）每次加入水之后未混合均匀，使溶液的浓度不准，（4）G管溶液有泡沫，
（5）测定过程中因为毛细管垂直发生改变以及微粒杂质局部堵塞毛细管而影响流经时间。
物理化学实验习题五
问答题
问答题答案
问答题
1. 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？
2. 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。
3. 在量热实验中（例如溶解热的测定）经常要用电能对量热计进行能当量的标定,请绘出电能测量线路,并加以说明。
4. 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。
5. 现要安装一个50℃以下的恒温水槽,应如何考虑下列问题：
①需要有哪些部件?
②如何配置恒温槽各部件?
③恒温槽放在20℃的实验室内,欲控制℃的恒温温度。
恒温槽在℃时的散热速率是℃·min-1,恒温槽内盛水10.0dm3,问应使用多少瓦的控温加热器为好?
己知1dm3水为1000g,水的热容为4.184J·g-1·K-1。
④若恒温槽控制的温度略低于室温,应采取什么措施才能达到恒温目的（不用现成的致冷器）?
6. 欲用溶液法测定溴苯的偶极矩，现查得溴苯、苯、乙醇、环己烷、四氯化碳、水的一些物理常数如下：
溴苯
苯
乙醇
环己烷
四氯化碳
水
密度ρ20/g·cm-3
折光率n20
沸点Tb/℃
78
80
100
上述物质中，哪些可选作溶剂？
何种溶剂为最佳？
选择溶剂应考虑哪些因素？
7. 已知某物质的相对分子质量为146,它溶于环己烷中,但不知道它在环己烷中是以单体还是二聚体，或两者的平衡状态存在。
请提出一种实验方法,对该物质在环己烷中的存在状况作出判断（需说明方法、需已知和测定的数据）。
8. 测定萘-苯的固液二组分相图，请写出所需仪器、实验步骤。
注：
苯的凝固点是℃，萘的凝固点是80℃。
9. 强电解质稀溶液符合∧m=∧
-Ac1/2规律，请设计一个实验方案，以求出 KNO3稀溶液的∧m与c的具体函数关系式（写明实验方法原理，测定线路及主要测定步骤）。
10. 在电导仪说明书中，常指出测电解质溶液用镀了铂黑的电导电极（电导池）,而测蒸馏水电导时应用光亮铂电极,你认为这是为什么?
11. 用界面移动法测定H+的迁移数时,为什么选用一定浓度的CdCl2溶液作为指示溶液?
12. 试解释双液电池所用盐桥，何以常用琼脂作支持物。
13. 在图中所示的电池的A，B两极上，要求加上0.1254V电压（直流）。
说明如何用电位差计实现这一要求。
14. 用电位差计测定原电池的电动势时，标准化这一操作起什么作用？
要测得精确的电动势值，测定操作的关键是什么？
15. 在用对消法测定电池电动势的装置中，要使用电位差计及检流计，当选用电位差计的型号及检流计的型号时，要注意什么问题？
16. 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）↓+1/2H2（g）
17. 你在那个物化实验中使用过标准电池?
简述它在实验中起的作用,它是提供标准电极电位,还是提供标准电流,还是标准电位差?
18. 测定电极在有电流通过时的电极电势，通常采用三电极的方法,请画出此测量装置的示意图,并标出三个电极的名称。
19. 在H2超电势测定实验中，鲁金毛细管的作用是什么?
实验线路中为什么要有三个电极，它们的作用是什么？
20. 在甲酸氧化反应动力学的实验中，在水溶液中，甲酸被溴氧化的反应机理经研究确认可用下式表示:
HCOO-+Br2─→CO2+HBr+Br-………
（1）
在该反应体系中又同时存在以下二个平衡：
HCOOH＝H++HCOO- …………
（2） Ka
Br-+Br2＝Br
…………（3）
问 （A）请导出反应
（1）完整的速率方程式
（B）请问应控制什么样的条件，才能得到如下简化了的反应速率方程
－d[Br2]/dt=k[HCOOH][Br2]
21. 反应C2O
+Br2─→2CO2↑+2Br-请提出做该反应的宏观动力学测定的两种实验方法，对其中的一种方法设计测定该反应的C2O
和Br2的反应级数的实验方案。
22. 用物理法对某一反应的宏观动力学性质进行实验测定时，选择跟踪反应的某一物理量，一般希望它具有什么条件？
23. 在室温20℃，标准大气压力下，用量氧气体积的方法测定℃反应
H2O2─→H2O+1/2O2 的反应速率常数,测定装置中量气管体积为 50cm3，若测定时取过氧化氢溶液20cm3，则该溶液的浓度最大不能超过何值，才能适应所用的量气管。
（假设O2服从理想气体方程）。
24.绘制惠斯登电桥的原理图。
25. 在热导式热量计中,把分别处在的1.0763g四甲基硅烷和的四甲基锡相混合，并自动记录由混合热所产生的峰面积A1,再在热量计中的电阻为28.132的加热器上通以0.068450A的电流14.193s,同样自动记录此热效应所产生的峰面积A2（温度同为283.15K）,并得到A2/A1。
（1）计算这两个液体样品在283.15K时的混合焓
（2）计算摩尔混合焓和混合物{（1-x）Si（CH3）4+xSn（CH3）4}中的摩尔分数x。
问答题答案
1．答案
希望产物H2O尽快凝聚为液态水。
2．答案
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。
3．答案
如下图,由晶体管稳压器P输出的直流电经滑线电阻R加在电加热器H上, （R用来调节电流强度）,加热器H的电流和电压分别由电流表A、电压表E测量。
当开关K倒向接点2时,电流在滑线电阻R上放电,使得在电加热前整个电学系统处于较稳定的状态,正式加热时,K倒向1,在H上稳定地放电。
设通电时间为t,则根据焦尔定律计算产生的热量:
Q电=IEt
能当量:
c=Q电/△T电
4．答案
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。
平衡时:
∆G＝∆G$＋RTlnQp＝0
∆G$＝－RTlnKp=∆H$－T∆S$
Kp值即相当于此固体分解压:
lnKp＝－∆H$/（RT）＋∆S$/R
以lnKp对1/T作图,得一直线,从斜率求出∆H$
在直线上找一点,代入上式,求出∆S$。
5．答案
（1）玻璃缸一个,加热器一个（功率恰当）,水银温度计一根（50℃以下,1/10刻度精度）,水银导电表（至少50℃以下）一个,搅拌器一个,继电器一个,调压变压器（功率与加热器相当）一个。
（2）搅拌器与加热器靠近,以迅速传递热量使浴槽温度均匀。
温度计与水银导电表靠近并尽量放置在恒温槽要使用的区间周围,以便使用区间的恒温温度控制好。
部件的安放要注意恒温槽的横截面,亦要注意深度。
（3）0.060/60×10.0×1000×1.0×4.184≈42W。
加热器功率为42W与散热速率匹配。
（4）需在恒温槽内放置金属（传热好）蛇形管,管内通温度较低的冷却水,冷却水带走的热量要比室温传给恒温槽的热量多,再用小功率的加热器由水银导电表及继电器控温,以达到低于室温的恒温。
6．答案
（1）可选作溶剂的有苯、环己烷、四氯化碳。
（2）其中最佳的是环己烷（因为它毒性相对最小，与溶质的密度相差最大）。
（3）选择溶剂密度应考虑的因素为：
（a）必须是非极性的,
（b）与溶质的性质如密度等相差越大越好，这样不同浓度溶液测量数据的差别大，测定相对误差小。
（c）溶剂稳定，毒性小，挥发性小，便于操作。
7．答案
可用凝固点降低测相对分子质量（或摩尔质量）的方法。
公式：
MB=KfWB/△TfWA 计算MB
需知道环己烷的凝固点降低常数Kf，测纯环己烷的凝固点（T1）和已知溶剂质量WA和溶质
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