東北師范大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)思考題.doc

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實(shí)驗(yàn)1 中和焓的測(cè)定 1、本實(shí)驗(yàn)用的是電熱法標(biāo)定反應(yīng)體系C，能否改用其他方法？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)。 測(cè)定量熱計(jì)熱容C的方法一般有兩種：化學(xué)標(biāo)定法和電熱標(biāo)定法。前者是將已知熱效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)樣品放在量熱計(jì)中反應(yīng)；后者是往溶液中輸入一定的電能使之轉(zhuǎn)化為熱能，然后根據(jù)已知熱量和溫升，算出量熱計(jì)熱容C。 方案：將已知熱效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液HCl和過(guò)量的NaOH溶液放在量熱計(jì)中反應(yīng)，使之放出一定熱量，根據(jù)在體系中實(shí)際測(cè)得的溫度升高值（ΔT），由下式計(jì)算出量熱計(jì)熱容C。 n(HCl)△rHmθ＋(Vρc＋C) ΔT=0 （2） 式中n(HCl)為參加反應(yīng)溶液的物質(zhì)的量；V為反應(yīng)體系中溶液的總體積，單位為L(zhǎng)；ρ 為溶液的密度；c 為溶液的比熱容，即每千克溶液溫度升高1K所吸收的熱量，單位為kJL－1kg－1。 一般當(dāng)溶液的密度不是太大或太小的情況下，溶液的密度與比熱容的乘積可視為常數(shù)。因此實(shí)驗(yàn)中如果控制反應(yīng)物體積相同，則 (Vρc＋C)亦為一常數(shù)，它就是反應(yīng)體系（包括反應(yīng)液和量熱器）的總熱容，以C表示。代入（2）式可得。由C變可方便地在相同條件下，測(cè)得任一中和反應(yīng)的中和熱。 2、試分析影響本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素有哪些？CH3COOH與NAOH在298K時(shí)中和熱的文獻(xiàn)值為—52.9*103J/mol，同學(xué)們可將測(cè)量結(jié)果與此對(duì)比，分析產(chǎn)生誤差的原因。 3、本實(shí)驗(yàn)裝置同樣適用于熔解熱和稀釋熱的測(cè)量。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)定硫酸銅水和反應(yīng)：CUSO4+H2O==CUSO4.5H2O的焓變。 實(shí)驗(yàn)2 燃燒焓的測(cè)定 1、在本實(shí)驗(yàn)裝置中哪些是體系？哪些是環(huán)境？體系和環(huán)境通過(guò)哪些方式進(jìn)行熱交換？如何校正？ 盛水桶內(nèi)部物質(zhì)及空間為體系，除盛水桶內(nèi)部物質(zhì)及空間的熱量計(jì)其余部分為環(huán)境。體系和環(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、燃燒焓測(cè)定實(shí)驗(yàn)中哪些因素容易造成誤差？ 在燃燒熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中以下因素容易造成誤差：（1）樣品壓片過(guò)程中混入污染物、稱重后脫落、造成稱重誤差；（2）如果樣品燃燒后殘留了不易觀測(cè)到的試樣殘留物、而又把它當(dāng)作沒(méi)有殘留完全充分燃燒處理數(shù)據(jù)，勢(shì)必造成較大誤差；（3) 攪拌器功率較大，攪拌器不斷引進(jìn)的能量形成誤差；（4）熱量計(jì)的絕熱性能應(yīng)該良好，如果存在有熱漏，漏入的熱量造成誤差；（5）數(shù)據(jù)處理中用直接測(cè)量的溫差當(dāng)成真實(shí)溫差進(jìn)行計(jì)算； 提高本實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度應(yīng)該從以下幾方面考慮：（1）待測(cè)樣品需干燥，受潮樣品不易燃燒且稱量有誤差；（2）嚴(yán)格控制樣品的稱量范圍；（3）壓片機(jī)要專用，清潔干凈；（4）將壓片制成的樣品放在干凈的稱量紙上，小心除掉易脫落部分，然后在分析天平上精確稱量；（5）用用雷諾法校法得到真實(shí)溫差。 實(shí)驗(yàn)3 液體飽和蒸氣壓的測(cè)定 1、在本實(shí)驗(yàn)中，如果空氣未被抽凈，所測(cè)定的蒸氣壓與標(biāo)準(zhǔn)值相比，是偏大還是偏?。? 如果空氣未抽凈，等壓計(jì)內(nèi)存有一定量的空氣，所測(cè)量的蒸氣壓值偏高。 2、能否在加熱的情況下檢查是否漏氣？ 不能在熱水浴中檢查體系是否漏氣，因?yàn)殡S著溫度升高，體系內(nèi)的壓力增大，也會(huì)導(dǎo)致真空度下降。 3、如何判斷裝置是否漏氣？如何判斷空氣是否抽干凈？ 關(guān)閉儲(chǔ)氣氣罐的平衡閥l，打開(kāi)進(jìn)氣閥和平衡閥2，開(kāi)動(dòng)真空泵，當(dāng)測(cè)壓儀的示數(shù)為-50-60kPa時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣閥，觀察測(cè)壓儀讀數(shù)，若讀數(shù)不變，則系統(tǒng)不漏氣；若真空度下降，則系統(tǒng)漏氣，要查清漏氣原因并排除之。 因?yàn)闇y(cè)定純液體的飽和蒸汽壓要求平衡共存的氣體為純蒸汽，因此要把空氣干趕凈。對(duì)純液體，外壓一定，沸點(diǎn)一定，可通過(guò)沸點(diǎn)的差異判斷，若系統(tǒng)混有空氣，則沸點(diǎn)讀數(shù)會(huì)降低，若兩次沸點(diǎn)測(cè)定結(jié)果在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)定空氣已經(jīng)被趕凈，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中防止空氣倒灌同樣是由于要保證純蒸汽的原因。 4、本實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的蒸氣壓結(jié)果的精確度有哪些因素決定？ 測(cè)定過(guò)程中空氣倒灌，判斷B、C兩液面處于同一水平時(shí)的人為誤差，壓力計(jì)讀數(shù)不迅速而產(chǎn)生誤差等。 實(shí)驗(yàn)4 雙液系氣—液平衡相圖 1、 在本實(shí)驗(yàn)中，若冷凝管下方的凹形貯槽體積過(guò)大，對(duì)測(cè)量有何影響。 小球太小難以收集氣相，小球太大，小球內(nèi)的組分更新太慢，產(chǎn)生餾分，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。 2、 在加入不同數(shù)量的各組分時(shí)，如發(fā)生了微小的偏差，對(duì)相圖的繪制有無(wú)影響？為什么？ 加入各組分時(shí)，如發(fā)生了微小的偏差，對(duì)相圖的繪制無(wú)影響，因?yàn)樽罱K液體的組成是通過(guò)對(duì)折光率的測(cè)定，在工作曲線上得出，所以無(wú)影響 3、 折射率的測(cè)定為什么要在恒溫下進(jìn)行？ 因?yàn)檎凵渎逝c溫度有關(guān)，所以在測(cè)量時(shí)要在兩棱鏡的周圍夾套內(nèi)通入恒溫水，保持恒溫 4、 影響實(shí)驗(yàn)精度的因素之一是回流的好壞。如何使回流效果好？它的標(biāo)志是什么？ 要使回流進(jìn)行好，必須使氣液多次充分接觸，所以玻璃陶管不可缺，這樣沸騰時(shí)才能不斷撞擊水銀球，使氣液兩相平衡。它的標(biāo)志是溫度指示數(shù)恒定 實(shí)驗(yàn)5 金屬相圖 1、 試從相律闡明各步冷曲線的形狀 對(duì)定壓下的二組分體系，根據(jù)相律可知，。因此，當(dāng)出現(xiàn)“拐點(diǎn)”時(shí)，，則 ，表明溫度可變；當(dāng)出現(xiàn)“平階”時(shí)，則=0，表明溫度和各相組成均不變。對(duì)于純物質(zhì)，，根據(jù)相律可知，當(dāng)出現(xiàn)“平階”時(shí)，對(duì)單組分體系，沒(méi)有“拐點(diǎn)”存在。 2、 各步冷曲線的“平階”長(zhǎng)短為什么不同 對(duì)于不同組成的混合物的步冷曲線，其平臺(tái)的長(zhǎng)短不同，因?yàn)椋寒?dāng)有固相析出時(shí)，釋放相變熱，因而步冷曲線發(fā)生折變，水平線段的長(zhǎng)短，取決于放出相變熱的多少，如大量固體析出，則可在最低共熔點(diǎn)時(shí)持化更長(zhǎng)的時(shí)間，二組分體系平臺(tái)的長(zhǎng)度和低共熔點(diǎn)混合物的量成正比，體系的組成越接近最低共熔物的組成則析出低共熔物的量越多，則水平線段越長(zhǎng)，要得到比較準(zhǔn)確的曲線圖，則要控制冷卻速度。 3、 為什么要緩慢冷卻樣品做步冷曲線 因?yàn)椴嚼淝€要盡可能接近平衡態(tài),如果冷卻速度太快,很容易造成過(guò)冷,步冷曲線就不準(zhǔn)了. 實(shí)驗(yàn)6 差熱分析 1、 影響本實(shí)驗(yàn)差熱分析的主要因素有哪些？ (1)升溫速率 升溫速率對(duì)差熱曲線有重大影響，常常影響峰的形狀、分辨率和峰所對(duì)應(yīng)的溫度值。比如當(dāng)升溫速率較低時(shí)基線漂移較小，分辨率較高，可分辨距離很近的峰，但測(cè)定時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)；而升溫速率高時(shí)，基線漂移嚴(yán)重，分辨率較低，但測(cè)試時(shí)間較短。 (2)試樣樣品的顆粒一般大約在200目左右，用量則與熱效應(yīng)和峰間距有關(guān)。樣品粒度的大小，用量的多少都對(duì)分析有著很大的影響，甚至連裝樣的均勻性也會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。 (3)稀釋劑的影響稀釋劑是指在試樣中加入一種與試樣不發(fā)生任何反應(yīng)的惰性物質(zhì)，常常是參比物質(zhì)。稀釋劑的加入使樣品與參比物的熱容相近，能有助于改善基線的穩(wěn)定性，提高檢出靈敏度，但同時(shí)也會(huì)降低峰的面積。 (4)氣氛與壓力許多測(cè)定受加熱爐中氣氛及壓力的影響較大，如CaC2O4H2O在氮?dú)夂涂諝鈿夥障路纸鈺r(shí)曲線是不同的。在氮?dú)鈿夥障翪aC2O4H2O第二步熱解時(shí)會(huì)分解出CO氣體，產(chǎn)生吸熱峰，而在空氣氣氛下熱解時(shí)放出的CO會(huì)被氧化，同時(shí)放出熱量呈現(xiàn)放熱峰。 另一種答案：影響差熱曲線的形狀的因素有：升溫速率，氣氛及壓力，參比物的選擇，稀釋劑的影響，樣品的顆粒大小，走紙速度。影響差熱分析結(jié)果的主要因素也是：升溫速率，氣氛及壓力，參比物的選擇，稀釋劑的影響，樣品的顆粒大小，走紙速度 2、 為什么差熱峰的只是溫度往往不恰巧等于物質(zhì)能發(fā)生相變的溫度？ 實(shí)驗(yàn)7 蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定 1、 為什么可以用上皿天平稱蔗糖，而不用分析天平進(jìn)行精確稱量？ 從本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理中我們了解到，一級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)和半衰期均與起始濃度無(wú)關(guān)，因此蔗糖的起始濃度可以粗略配制。 2、 為什么可以用蒸餾水校正零點(diǎn)？就本實(shí)驗(yàn)而言，是否一定要進(jìn)行零點(diǎn)校正？ 用蒸餾水校正零點(diǎn)是由于蒸餾水的旋光度為零，另外，本實(shí)驗(yàn)的蔗糖溶液也是用蒸餾水配制的。 就本實(shí)驗(yàn)而言，可不必進(jìn)行零點(diǎn)校正。因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)速率常數(shù)時(shí)，是以對(duì)時(shí)間t作圖，若儀器的零點(diǎn)不準(zhǔn)，和偏差相同的數(shù)值，剛好相互抵消，因此不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。 3、 本實(shí)驗(yàn)不是以混合的瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí)，而是在測(cè)定第一個(gè)旋光度時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，這種做法是否可以？ 本實(shí)驗(yàn)不是以混合的瞬間開(kāi)始記時(shí)，而是在測(cè)定第一個(gè)旋光度時(shí)開(kāi)始記時(shí)，這種作法是可以的。可以從以下的推導(dǎo)中得到證明，設(shè)時(shí)，有濃度為蔗糖已經(jīng)水解，則 C12H22O11（蔗糖）+H2O→C6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖） 從以上三式可以得到 上兩式相除，同樣得到 4、 當(dāng)測(cè)定了α∞，如何利用蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度計(jì)算出。 答：這里的是指蔗糖尚未水解時(shí)的旋光度。 其中 因?yàn)? 上兩式相除，得 5、 用移液管兩區(qū)蔗糖溶液時(shí)是否要求體積精確？ 答：用移液管量取蔗糖溶液時(shí)要求體積精確。因?yàn)橹挥畜w積精確才能保證鹽酸的濃度剛好稀釋一倍，使鹽酸的濃度為1.0mol?dm-3。反應(yīng)速率常數(shù)k與鹽酸（催化劑）的濃度有關(guān)，本實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的反應(yīng)速率常數(shù)k要求鹽酸的濃度正好是1.0mol?dm-3。 實(shí)驗(yàn)8 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定 1、 為什么乙酸乙酯與氫氧化鈉溶液的濃度要足夠??？ 答：只有溶液濃度足夠稀，離子之間距離足夠大，才可忽略離子之間相互影響，即“離子獨(dú)立遷移定律”，溶液的電導(dǎo)率與溶液離子濃度成正比。 2、 將氫氧化鈉溶液的濃度稀釋一倍的目的是什么？ 3、 為什么0.01mol/L的氫氧化鈉溶液和0.01mol/L的醋酸鈉溶液的點(diǎn)到可以分別作為G0和G&? 4、 若氫氧化鈉溶液和乙酸乙酯溶液的起始濃度不等，如何計(jì)算反應(yīng)速率常數(shù)？ 實(shí)驗(yàn)9 電導(dǎo)率的測(cè)定及應(yīng)用 1、 能否通過(guò)測(cè)量電極間的距離和極板面積來(lái)求得電導(dǎo)池常數(shù)？應(yīng)如何求得電導(dǎo)池常數(shù)？ 2、 測(cè)電導(dǎo)率時(shí)為什么要恒溫？實(shí)驗(yàn)中測(cè)電導(dǎo)池常數(shù)和溶液電導(dǎo)率時(shí)，溫度是否要一致？ 答：因?yàn)槿芤旱碾娊赓|(zhì)會(huì)因溫度的變化，溶解度會(huì)變化，導(dǎo)致電解度也會(huì)變化，所以要恒溫，即電導(dǎo)與溫度有關(guān)。 測(cè)量蒸餾水和測(cè)量醋酸溶液的電導(dǎo)，兩者的溫度應(yīng)保持一致。而測(cè)電導(dǎo)池常數(shù)（用KCl溶液）的溫度可以與醋酸溶液不同，因?yàn)殡妼?dǎo)池常數(shù)與溫度無(wú)關(guān)，只要使KCl溶液的電導(dǎo)率溫度對(duì)應(yīng)即可。 3、 實(shí)驗(yàn)中為什么要用鉑黑電極？使用是應(yīng)注意什么？ 答：鉑電極鍍鉑黑的目的在于減少電極極化，且增加電極的表面積，使測(cè)定電導(dǎo)時(shí)有較高靈敏度。 電導(dǎo)池不用時(shí)，應(yīng)把兩鉑黑電極浸在蒸餾水中，以免干燥致使表面發(fā)生改變 實(shí)驗(yàn)10 電極制備、電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定及應(yīng)用 1、 為什么不能用伏特計(jì)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)？ 因?yàn)楫?dāng)把伏特計(jì)與待測(cè)電池接通后，整個(gè)線路上便有電流通過(guò)，電極的平衡狀態(tài)即受到破壞，產(chǎn)生極化現(xiàn)象，而且由于電池放電，使得電池中溶液的組成不斷發(fā)生變化，改變了原來(lái)電池的性質(zhì)。另外，由于電池本身存在內(nèi)阻而產(chǎn)生電位降。因此，用伏特計(jì)所測(cè)量出的只是電池的端電壓，而非電動(dòng)勢(shì)。（回路中的電流不為零，測(cè)出的電池兩端的電壓比實(shí)際的電動(dòng)勢(shì)要小，一次用伏特計(jì)不能準(zhǔn)確測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)。）所以不能用伏特計(jì)或萬(wàn)能電表測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì) 2、 測(cè)量電動(dòng)勢(shì)為什么要用鹽橋？選擇鹽橋中的電解質(zhì)有什么要求？ 答：鹽橋的作用是使原來(lái)產(chǎn)生明顯液接電勢(shì)的兩種液體彼此不直接接觸，從而盡可能降低液接電勢(shì)到毫伏數(shù)量級(jí)一下，但不能完全消除。 注意的問(wèn)題：（1）鹽橋溶液應(yīng)不與電池溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（2）鹽橋溶液中陰陽(yáng)離子的遷移數(shù)應(yīng)盡量相等。 3、 對(duì)消法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)具有什么優(yōu)點(diǎn)？ 對(duì)消法測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)的基本原理：在一待測(cè)電池上并聯(lián)一個(gè)大小相等，方向相反的外加電動(dòng)勢(shì)與電池電壓相抗，減緩電池反應(yīng)的進(jìn)行，使得回路中的電流趨于零或待測(cè)電池中沒(méi)有電流流過(guò)，外加電勢(shì)差的大小即為待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)，只有這樣才能使得測(cè)出來(lái)的電壓為電動(dòng)勢(shì)。 實(shí)驗(yàn)11 最大泡壓法測(cè)定液體表面張力 1、 用最大泡壓法測(cè)定液體表面張力時(shí)為什么要讀取最大壓力差？ 最大氣泡法中,表面張力受壓差和氣泡的曲率的影響只有知道壓差和曲率才能求出表面張力.而氣泡的曲率和壓差相對(duì)應(yīng).氣泡即將脫離玻璃管時(shí)的曲率可通過(guò)玻璃管的直徑確定,這時(shí)對(duì)應(yīng)著最小的界面曲率,也就相應(yīng)的對(duì)應(yīng)最大壓差. 2、 為什么玻璃毛細(xì)管一定要與液面剛好相切,如果毛細(xì)管插入一定深度，對(duì)測(cè)定結(jié)果有何影響？ 3、 測(cè)量過(guò)程中如果氣泡逸出速率較快，對(duì)實(shí)驗(yàn)有無(wú)影響？為什么？ 4、 本實(shí)驗(yàn)裝置中，液體壓力計(jì)內(nèi)的介質(zhì)是水，選用水銀是否可以？ 實(shí)驗(yàn)12 粘度法測(cè)定高聚物相對(duì)分子量 1、 測(cè)定蒸餾水的流出時(shí)間，蒸餾水的加入量是否要精確？ 2、 粘度計(jì)的支管C有什么作用，出去C管是否可以測(cè)定粘度？ 答：支管C的作用是連通大氣。不能去除C管改為雙管黏度計(jì)使用。因?yàn)槿羧?除它，則由于空氣無(wú)法進(jìn)入，液體難以從B管流下。 3、 粘度計(jì)的毛細(xì)管太粗和太細(xì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？ 答： 毛細(xì)管越粗，液體流下所用時(shí)間越短，但由于最后的計(jì)算值都是與流下時(shí) 間成比例的，而與管徑無(wú)關(guān)。所以毛細(xì)管的粗細(xì)對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響。只是若流出時(shí)間太短，測(cè)量誤差會(huì)增大，時(shí)間太長(zhǎng)，則會(huì)浪費(fèi)時(shí)間。 4、 試討論影響本實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果精確度的因素 答：影響準(zhǔn)確測(cè)定的因素有溫度、溶液濃度、攪拌速度、粘度計(jì)的垂直度等。 實(shí)驗(yàn)13 丙酮電話反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 1、 在配置溶液時(shí)，想1~4號(hào)容量瓶中注入蒸餾水分別為24ml、29ml、19ml，分別對(duì)比最后配置結(jié)果少了1ml，為什么？ 2、 本實(shí)驗(yàn)不是在丙酮加入一半時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，而是在開(kāi)始測(cè)量時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，這種做法的依據(jù)是什么？ 3、 試比較1、2、3、4號(hào)這四個(gè)樣品反應(yīng)速率的大小。 實(shí)驗(yàn)14 B—Z化學(xué)振蕩反應(yīng) 1、 影響誘導(dǎo)期和振蕩周期的主要因素是什么？ 答：BZ振蕩中,影響誘導(dǎo)周期振蕩周期的主要因素是：反應(yīng)的溫度，反應(yīng)物的濃度。 2、 本實(shí)驗(yàn)中柿例子的作用是什么？ 3、 本實(shí)驗(yàn)中所用的甘汞電極為什么必須用1mol/L的H2SO4做液接？ 4、 本實(shí)驗(yàn)中，可否用同一體系連續(xù)測(cè)定不同溫度下的反應(yīng)？ 實(shí)驗(yàn)15 偶極矩的測(cè)定 1、 本實(shí)驗(yàn)測(cè)定偶極矩時(shí)做了哪些近似處理？ 2、 試分析實(shí)驗(yàn)中誤差的主要來(lái)源，如何改進(jìn)？ 實(shí)驗(yàn)16 磁化率的測(cè)定 1、 不同勵(lì)磁電流下測(cè)的的樣品摩爾磁化率是否相同？為什么？如何解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同？ 2、 用古埃天平測(cè)定磁化率的精密度與哪些因素有關(guān)？ 3、 從摩爾磁化率如何計(jì)算分子內(nèi)成對(duì)電子數(shù)及判斷其配件類型？