物理化学实验习题答案整理.docx

1、物理化学实验习题答案整理“物理化学实验”习题 1 对某一液体的密度进行多次测定，其实验结果如下：1.082, 1.079, 1.080, 1.076 g/cm3。求其平均误差、平均相对误差、标准误差和精密度。解： (g/cm3) (g/cm3) (g/cm3)2 在不同温度下测定氨基甲酸铵的分解反应 NH2COONH4(s) = 2NH3(g) + CO2(g) 的平衡常数，今获得如下数据：T/K 298 303 308 313 318lgK -3.638 -3.150 -2.717 -2.294 -1.877试用最小二乘法求出lgK 1/T的关系式，求出反应的平均热效应rH0m（设rH0m在

2、此温度范围内为一常数）；作lgK 1/T 的关系曲线，从直线的斜率求出rH0m。比较上述两种方法所得的rH0m值，何者更准确，为什么？解：（1）、用最小二乘法计算：由数据判断lgK 1/T的关系呈线性关系，假设： lgK=b*1/T+a则根据最小二乘法：通过列表计算：T1/T lgK（）*（）（）22980.003360.00011-3.638-0.903-0.0000990.00000001213030.003300.00005-3.150-0.415-0.0000210.00000000253080.003250-2.7170.018003130.00319-0.00006-2.2940.

3、441-0.0000260.00000000363180.00314-0.00011-1.8770.858-0.0000940.00000001210.01624-0.00001-13.676-0.001-0.0002400.0000000303 所以lgK 1/T的关系式为：由公式可得：=8.301032.3038.314=1.59105 (J/mol)（2）、作图法：3 设一钢球的质量为10 mg，钢球密度为7.85 g/cm3。若测半径时，其标准误差为0.015 mm，测定质量时的标准误差为0.05 mg。问测定此钢球密度的精确度（标准误差）是多少？解：由得：又由： 得测定此钢球密度的精

4、确度为：4 在629 K时，测定HI的解离度，得到下列数据： 0.1914, 0.1953, 0.1968, 0.1956, 0.1937, 0.1949, 0.1948, 0.1954, 0.1947, 0.1938。 解离度与平衡常数K的关系为 试求629 K时的K值及其标准误差。解：数据大小分析可看出 0.1914这个数值偏离其它数值比较大，通过计算3进行判断：扣除这个异常值后9个数的平均值为： 因此处于(0.1950-0.0030，0.1950+0.0030)区间的测量数据属正常范围，而0.1914这个数值远远超出此范围，是异常值，应当舍弃。所以:5利用苯甲酸的燃烧热测定氧弹的热容C，

5、其计算式为 C = （26460G + 6694g）/t - DC水 式中，C水是水的比热容，26460和6694分别是苯甲酸和燃烧丝的燃烧热（Jg-1）。实验所得数据如下： 苯甲酸的质量G=1.18000.0003g；燃烧丝质量g = 0.02000.0003g；量热器中含水D=19952g；测得温度升高值 为t=3.1400.005。计算氧弹的热容及其标准误差，并讨论引起实验结果误差的主要因素。解： 则氧弹的热容为：C=163918 J/K。从上面的计算得数据看，由测量温度升高值t而带来的误差最大，占总误差的百分比253/（6.40.4125370）78%，其次是量热器中水的质量D，它所带

6、来的误差占总误差的21%，所以在实验中要改进对这两个物理量的测量方法，以减小实验误差。6. 根据公式计算及其偏差。已知数据如下： T1 = 283.160.05K; T2 = 303.160.05K; p1 = 109.50.5mmHg; p2 = 264.50.5mmHg; R = 8.314J mol-1 K-1。解:同理 同理: 得:故: 7.下表给出同系物7个碳氢化合物的沸点（Tb）数据： Substance Tb/K C4H10 273.8 C5H12 309.4 C6H14 342.2 C7H16 368.0 C8H18 397.8 C9H20 429.2 C10H22 447.2

7、 碳氢化合物的摩尔质量M和沸点Tb/K符合下列关系式：Tb=aMb要求：（1）用作图法求a和b； （2）用最小二乘法确定常数a和b，并与（1）中的结果比较。解：对等式Tb=aMb两边取对数得：lgTb=lga+b lgM，即lgM与 lgTb成线性关系。依题整理数据有：分子式摩尔质量M(g/mol)Tb/KlgTblgMC4H1058273.82.43741.76C5H1272309.42.49051.86C6H1486342.22.53431.93C7H16100368.02.56582.00C8H18114397.82.59972.06C9H20128429.22.63272.11C10H

8、22142447.22.65052.15（1） 作图法：以lgM为横坐标，lgTb为纵坐标作图：（2） 最小二乘法：由lgTb=lga+b lgM，得：相关数据处理：lgMlgTb1.76-0.220.04842.4374-0.12130.0266861.86-0.120.01442.4905-0.06820.0081841.93-0.050.00252.5343-0.02440.0012202.000.020.00042.56580.00710.0001422.060.080.00642.59970.04100.0032802.110.130.01692.63270.07400.009620

9、2.150.170.02892.65050.09180.01560613.870.010.117917.9100.064738两种方法的结果比较: 8.用精密天平对某物质连续称11次，所得数据如下：25048.8, 25049.1, 25048.9, 25048.9, 25048.8, 25049.0, 25079.3, 25049.2, 25048.9, 25049.0, 25048.8 mg。求测量值及测量的标准误差。（提示：该测量系列中是否含异常数据？试用3法则进行判断）。解：数据大小分析可看出25079.3这个数值偏离其它数值比较远，通过计算3进行判断：除这个数值，另外10个数的平均值

10、为：测量数据在(25049.1-0.6，25049.1+0.6)区间是正常的，而25079.3这个数值大大超出范围，是异常值，应当舍弃。所以测量结果为：m=25049.10.2。9.下列各数据中有多少个有效数字： 3.80；0.0100；3.14106；2.25105；10.203。答：上述数据的有效数字分别是：3.803位；0.01003位；3.141063位，2.251053位，10.2035位。10.从有效数字概念，计算下列各题：1 . 0.90.9=2 . lg4.42103=3 . 求5.37的反对数。4 . 437.2+543.21-1.07103=5 . 1.711102+1.2

11、102+1.304310-2=6 . 已知半径r=2.65cm,求圆的面积。解：1 . 0.90.9=0.82 . lg4.42103=3.6453 . 105.37=2.31054 . 437.2+543.21-1.07103=91015 . 1.711102+1.2102+1.304310-2=2.91026 . S=r2=3.14*2.652=22.0 cm211. 计算下列重复测定的平均值及平均偏差。1）20.20, 20.24, 20.21, 20.232）/kgL-1 =0.8786, 0.8787, 0.8782, 0.87843）当正确的为0.8790 kgL-1时，求上题的绝

12、对误差和相对误差。解:1) 2): 绝对误差相对误差/%0.87860.00040.040.87870.00030.030.87820.00080.090.87840.00060.073):绝对误差= 相对误差:各测量值的绝对误差和相对误差如右图:12.(1)金属钠的蒸气压与温度的关系为，现测定在200时金属钠的蒸气压，要求其相对误差不超过1%，测定时应控制温度的误差最大不得超过多少？解：由金属钠的蒸气压与温度的关系式：得：方程两边同时对T求导：即是说在测定时应控制温度的误差最大不得超过0.04%。13.要配制浓度为0.2molL-1的Kr2Cr2O7溶液1L，如果称量误差为0.1%，而1L的

13、容量瓶的误差有1mL左右，则所得的Kr2Cr2O7的浓度应有多少误差？解：配制此浓度的溶液需要Kr2Cr2O7：m=0.2molL-11L294.18gmol=58.8g因称量误差为0.1因此所得的Kr2Cr2O7的浓度的相对误差为：（7）如果要求浓度的误差在0.2%即可，试问上述操作需用下列哪种天平既能满足要求，又可快速配好？1) 感量为1g的天平；2) 感量为0.5g的天平；3) 感量为0.2g的天平；4) 化学天平（可以称到g）；5) 万分之一克分析天平（可以称到g）；6) 十万分之一克分析天平（可以称到g）； 答：若要求浓度误差在0.2%即可，即:所以选择化学天平（可以称到g）即可达到既能大大满足要求，又可快速配好。14. 乙胺在不同温度下的蒸气压如下： t/ -13.9 -10.4 -5.6 0.9 5.8 11.5 16.2 p/mmHg 185.0 234.0 281.8 371.5 481.3 595.7 750.5 试绘出