物理化学实验答案1汇总教学提纲
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第一章气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下:1 1TT p V p V V T V V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系?解:对于理想气体,pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl )气体300m 3,若以每小时90kg 的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时?解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯==每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/v=(14618.623÷1441.153)=10.144小时1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解:33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ 1-4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g 。
充以4℃水之后,总质量为125.0000g 。
若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g 。
试估算该气体的摩尔质量。
解:先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm Vl O H ==-=ρ n=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下的空气。
物理化学概念辨析题解物理化学教研组热力学第一定律一、选择题1. 在100 ℃,101325 Pa下,1mol水全部向真空容器气化为100 ℃,101325 Pa 的蒸气,则该过程( ) (A) ΔG<0,不可逆(B) ΔG=0,不可逆(C) ΔG=0,可逆(D) ΔG>0,不可逆2. 如图,将CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电极,以蓄电池为电源进行电解,可以看作封闭体系的是:( )(A)绝热箱中所有物质(B) 两个铜电极(C) 蓄电池和铜电极(D) CuSO4水溶液3. 体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:( )(A) T,p,V,Q (B) m,V m,C p,∆V(C)T,p,V,n(D) T,p,U,W4. 理想气体向真空膨胀,当一部分气体进入真空容器后,余下的气体继续膨胀所做的体积功:( ) (A) W > 0 (B) W = 0(C) W < 0 (D) 无法计算5. 在一个绝热刚瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么:( )(A) Q > 0,W > 0,∆U > 0(B) Q = 0,W = 0,∆U < 0(C) Q = 0,W = 0,∆U = 0(D) Q < 0,W > 0,∆U < 06. 对于封闭体系来说,当过程的始态与终态确定后,下列各项中哪一个无确定值:( ) (A)Q (B) Q + W(C) W (当Q = 0时) (D) Q (当W = 0时)7. 下述说法中,哪一种不正确:( )(A)焓是体系能与环境进行交换的能量(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量(C) 焓是体系状态函数(D) 焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等8. 某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种,在298 K时由5 dm3 绝热可逆膨胀到6 dm3,温度降低21 K,则容器中的气体是:( )(A) O2 (B) CO2 (C) NH3 (D) Ar9. 下述说法中,哪一种正确:( )(A)热容C不是状态函数(B) 热容C与途径无关(C) 恒压热容C p不是状态函数(D) 恒容热容C V不是状态函数10. 热力学第一定律仅适用于什么途径:( )(A)同一过程的任何途径(B) 同一过程的可逆途径(C) 同一过程的不可逆途径(D) 不同过程的任何途径11. 1 mol H2(为理想气体)由始态298 K、p被绝热可逆地压缩5 dm3,那么终态温度T2 与内能变化∆U分别是:( ) (A) 562K,0 kJ (B) 275K,-5.49 kJ(C) 275K,5.49 kJ (D) 562K,5.49 kJ12. n mol理想气体由同一始态出发,分别经(1)等温可逆;(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态,以H1和H2分别表示(1)和(2)过程终态的焓值,则:( ) (A) H1 > H2(B)H1 < H2(C) H1 = H2 (D) 上述三者都对13. 如图,A→B和A→C均为理想气体变化过程,若B、C在同一条绝热线上,那么∆U AB与∆U AC的关系是:( )(A)∆U AB > ∆U AC (B) ∆U AB < ∆U AC(C) ∆U AB= ∆U AC (D) 无法比较两者大小14. 水在100 ℃,101.3 kPa下吸收潜热变为蒸汽。
物理化学实验思考题答案实验⼀燃烧热的测定预习思考题答案1、开机的顺序是什么?答案:打开电源---热量计数据处理仪—计算机。
(关机则相反)2、搅拌太慢或太快对实验结果有何影响?.答案:搅拌的太慢,会使体系的温度不均匀,体系测出的温度不准,实验结果不准,搅拌的太快,会使体系与环境的热交换增多,也使实验结果不准。
3、萘的燃烧热测定是如何操作的?燃烧样品萘时,内筒⽔是否要更换和重新调温?答案:⽤台秤粗称萘0.7克,压模后⽤分析天平准确称量其重量。
在实验界⾯上,分别输⼊实验编号、实验内容(发热值)、测试公式(国标)、试样重量、点⽕丝热值(80J),按开始实验键。
其他同热容量的测定。
内筒⽔当然要更换和重新调温。
4、燃烧⽫和氧弹每次使⽤后,应如何操作?答案:应清洗⼲净并檫⼲。
5、氧弹准备部分,引⽕丝和电极需注意什么?答案:引⽕丝与药⽚这间的距离要⼩于5mm或接触,但引⽕丝和电极不能碰到燃烧⽫,以免引起短路,致使点⽕失败。
6、测定量热计热容量与测定萘的条件可以不⼀致吗?为什么?答案:不能,必须⼀致,否则测的量热计的热容量就不适⽤了,例两次取⽔的量都必须是2.6升,包括氧弹也必须⽤同⼀个,不能换。
7、量热计热容量的测定中,“氧弹充氧” 这步如何操作?答案:①卸下氧弹盖上的进出⽓螺栓及垫⽚,旋上导⽓管接头,并⽤板⼿拧紧;②关闭(逆时针)氧⽓钢瓶的减压阀;③打开(逆时针)氧⽓钢瓶总阀门,⾄指针指向10 Mpa左右;④打开(顺时针)氧⽓钢瓶的减压阀;使指针指向2.5Mpa→充氧1min;⑤关闭(逆时针)氧⽓钢瓶的减压阀;⑥⽤板⼿旋松导⽓管接头,取出。
垫上垫⽚,拧紧螺栓。
8、实验过程中有⽆热损耗,如何降低热损耗?答案:有热损耗,搅拌适中,让反应前内筒⽔的温度⽐外筒⽔低,且低的温度与反应后内筒⽔的温度⽐外筒⾼的温度差不多相等。
9、药⽚是否需要⼲燥?药⽚压药⽚的太松和太紧⾏不⾏?答案:需要⼲燥,否则称量有误差,且燃烧不完全。
第1章 物质的pVT 关系和热性质习 题 解 答1. 两只容积相等的烧瓶装有氮气,烧瓶之间有细管相通。
若两只烧瓶都浸在100℃的沸水中,瓶内气体的压力为0.06MPa 。
若一只烧瓶浸在0℃的冰水混合物中,另一只仍然浸在沸水中,试求瓶内气体的压力。
解: 21n n n +=2212112RT V p RT V p RT V p +=⋅2111121222112p T p T T p T T T T =+⎛⎝⎜⎞⎠⎟=+ ∴112222p T T T p ⋅+=MPa0.0507=MPa 06.02)15.273100()15.2730(15.2730⎥⎦⎤⎢⎣⎡××++++=2. 测定大气压力的气压计,其简单构造为:一根一端封闭的玻璃管插入水银槽内,玻璃管中未被水银充满的空间是真空,水银槽通大气,则水银柱的压力即等于大气压力。
有一气压计,因为空气漏入玻璃管内,所以不能正确读出大气压力:在实际压力为102.00kPa 时,读出的压力为100.66kPa ,此时气压计玻璃管中未被水银充满的部分的长度为25mm 。
如果气压计读数为99.32kPa ,则未被水银充满部分的长度为35mm ,试求此时实际压力是多少。
设两次测定时温度相同,且玻璃管截面积相同。
解:对玻璃管中的空气,p V p V 2211=kPa 0.96=kPa )66.10000.102(35251212−×==p V V p ∴ 大气压力 = kPa 28.100kPa )96.032.99(=+·28· 思考题和习题解答3. 让20℃、20 dm 3的空气在101325 Pa 下缓慢通过盛有30℃溴苯液体的饱和器,经测定从饱和器中带出0.950 g 溴苯,试计算30℃时溴苯的饱和蒸气压。
设空气通过溴苯之后即被溴苯蒸气所饱和;又设饱和器前后的压力差可以略去不计。
(溴苯Br H C 56的摩尔质量为1mol g 0.157−⋅)解:n pV RT 131013252010831452027315==×××+⎡⎣⎢⎤⎦⎥−().(.) mol =0.832 mol n m M 209501570==..mol =0.00605mol p py p n n n 22212101325732==+=×= Pa 0.006050.832+0.00605 Pa4. 试用范德华方程计算1000 g CH 4在0℃、40.5 MPa 时的体积(可用p 对V 作图求解)。
实验一燃烧热的测定1.搅拌太慢或太快对实验结果有何影响答案:搅拌的太慢,会使体系的温度不均匀,体系测出的温度不准,实验结果不准,搅拌的太快,会使体系与环境的热交换增多,也使实验结果不准。
2.蔗糖的燃烧热测定是如何操作的燃烧样品蔗糖时,内筒水是否要更换和重新调温答案:用台秤粗称蔗糖克,压模后用分析天平准确称量其重量。
操作略。
内筒水当然要更换和重新调温。
3.燃烧皿和氧弹每次使用后,应如何操作答案:应清洗干净并檫干。
4.氧弹准备部分,引火丝和电极需注意什么答案:引火丝与药片这间的距离要小于5mm或接触,但引火丝和电极不能碰到燃烧皿,以免引起短路,致使点火失败。
5.测定量热计热容量与测定蔗糖的条件可以不一致吗为什么答案:不能,必须一致,否则测的量热计的热容量就不适用了,例两次取水的量都必须是升,包括氧弹也必须用同一个,不能换。
6.实验过程中有无热损耗,如何降低热损耗答案:有热损耗,搅拌适中,让反应前内筒水的温度比外筒水低,且低的温度与反应后内筒水的温度比外筒高的温度差不多相等。
7.药片是否需要干燥药片压药片的太松和太紧行不行答案:需要干燥,否则称量有误差,且燃烧不完全。
不行。
8.如何确保样品燃烧完全答案:充氧量足够,药品干燥,药片压的力度适中其他操作正常。
9.充氧的压力和时间为多少充氧后,将如何操作答案:,充氧时间不少于30S。
用万用电表检查两电极是否通路(要求约3至10);检漏。
10.搅拌时有摩擦声对实验结果有何影响答案:说明摩擦力较大,由此而产生的热量也较多,使结果偏大(数值)。
11.本实验中,那些为体系那些为环境答案:氧弹、内筒、水为体系;夹套及其中的水为环境。
12.压片时,压力必须适中,片粒压的太紧或太松对实验结果有何影响答案:片粒压的太紧,使燃烧不完全,结果偏小(数值)。
片粒压的太松,当高压充氧时会使松散药粉飞起,使得真正燃烧的药品少了,结果偏小(数值)。
13.写出萘燃烧过程的反应方程式蔗糖和氧气反应生成二氧化碳和水的反应方程式答案:C 10H 8(s )+12O 2(g )→10CO 2(g )+4H 2O (l )14.内桶中的水温为什么要选择比外筒水温低低多少合适为什么答案:为了减少热损耗,因反应后体系放热会使内筒的温度升高,使体系与环境的温度差保持较小程度,体系的热损耗也就最少。
物理化学习题课答案(一)班级:_______________ 姓名:_______________ 学号:_______________一. 选择题1. 对于理想气体的内能有下述四种理解:(1) 状态一定,内能也一定(2) 对应于某一状态的内能是可以直接测定的(3) 对应于某一状态,内能只有一个数值,不可能有两个或两个以上的数值(4) 状态改变时,内能一定跟着改变其中正确的是:( D )(A)(1)(2)(B)(3)(4)(C)(2)(4)(D)(1)(3)2. 下列宏观过程:(1) p,273 K 下冰融化为水(2) 电流通过金属发热(3) 往车胎内打气(4) 水在 101 325 Pa, 373 K 下蒸发可看作可逆过程的是:( A )(A)(1)(4)(B)(2)(3)(C)(1)(3)(D)(2)(4)3. 一定量的理想气体从同一始态出发,分别经 (1) 等温压缩,(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态,以H1,H2分别表示两个终态的焓值,则有: ( C )(A) H1> H2 (B) H1= H2(C) H1< H2 (D) 不能确定4. 对于下列的四种表述:(1) 因为ΔH = Qp,所以只有等压过程才有ΔH(2) 因为ΔH = Qp,所以Qp也具有状态函数的性质(3) 公式ΔH = Qp只适用于封闭体系(4) 对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程,其热量只决定于体系的始态和终态上述诸结论中正确的是:( B )(A)(1)(4)(B)(3)(4)(C)(2)(3)(D)(1)(2)5. ΔH = Qp适用于下列哪个过程? ( B )(A) 理想气体从1×107Pa反抗恒定的外压1×105Pa膨胀到1×105Pa(B) 0℃、101325Pa下冰融化成水(C) 101325Pa下电解CuSO4水溶液(D) 气体从298K,101325Pa可逆变化到373K、10132.5Pa6. 在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间: ( CD )(A) 一定产生热交换 (B) 一定不产生热交换(C) 不一定产生热交换 (D) 温度恒定与热交换无关7. 在一个刚性的绝热容器中燃 ( B ) C6H6(l) + (15/2) O2(g)6CO2(g)+ 3H2O(g)(A) ΔU = 0 ,ΔH < 0 , Q = 0(B) ΔU = 0 ,ΔH > 0 , W = 0(C) ΔU = 0 ,ΔH = 0 , Q = 0(D) ΔU ≠ 0 ,ΔH ≠ 0 , Q = 08. 体系的压力p(体系)与环境的压力p(环境)有何关系? ( D )(A) 相等 (B) 无关系(C) p(体系)> p(环境) (D) 可逆变化途径中p(体系)=p(环境)9. 如图,在绝热盛水容器中,浸有电阻丝,通以电流一段时间,如以电阻丝为体系,则上述过程的Q、W和体系的ΔU值的符号为: ( B )(A) W = 0, Q < 0,ΔU <0(B) W > 0, Q < 0,ΔU >0(C) W = 0, Q > 0,ΔU > 0(D)W < 0, Q = 0,ΔU > 010. 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( BC )11. 测定有机物燃烧热Qp,一般使反应在氧弹中进行,实测得热效应为QV。
07电化学一、单选择题(1) 电解质溶液1.下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大:A .0.1M KCl 水溶液B .0.001M HCl 水溶液C .0.001M KOH 水溶液D .0.001M KCl 水溶液2.1摩尔电子的电量与下列哪一个相同A .安培秒B .库仑C .法拉第D .单位电荷3.分别将CuSO 4、H 2SO 4、HCl 、NaCl 从0.1mol ·dm -3 降低到0.01mol ·dm -3,则Λm 变化最大的是:A .CuSO 4B .H 2SO 4C .NaClD .HCl4.下面那种阳离子的离子迁移率最大A .Be 2+B ..Mg 2+C .Na +D .H +5.不能用测定电解质溶液所得的电导来计算出的物理量是:A .离子迁移数B .难溶盐溶解度C .弱电解质电离度D .电解质溶液浓6.用0.5法拉第的电量可以从CuSO 4溶液中沉淀出铜大约(原子量Cu 为64,S 为32,O 为16)A .16克B ..32克C .48克D .64克7.在界面移动法则定离子的迁移数的实验中,其实验结果的准确性主要取决于A .界面移动清晰程度B .外加电压大小C .正负离子的价数值相等D .正负离子运动数相同否8.298K 时,0.1mol ·dm -3NaCl 溶液的电阻率为93.6m ⋅Ω它的电导率为A .114.6--⋅ΩmB .11936.0--⋅ΩmC .1136.9--⋅ΩmD .11011.0--⋅Ωm9.摩尔电导率的定义中固定的因素有A .两个电级间的距离B .两个电极间的面积.C .电解质的数量固定D .固定一个立方体溶液的体积10.0.4000ml 水溶有2克无水BaCl 2,溶液的电导率为0.00585 S ·m -1,该溶液的摩尔电导率为A .127101--⋅⋅⨯mol m SB .1261041.2--⋅⋅⨯mol m S (BaCl 2式量为208)C . 1241041.2--⋅⋅⨯mol m SD .1231041.2--⋅⋅⨯mol m S11.科尔劳乌斯关于电解质溶液的摩尔电导率与其浓度关系的公式:)1(C m m β-Λ=Λ∞仅适用于A .强电解质稀溶液B .弱电解质C .无限稀的溶液D .摩尔浓度为一的溶液12.无限稀释的水溶液中,离子摩尔电导率最大的是A .CH 3CO -B .OH -C .Cl -D .Br -13.在无限稀释的电解质溶液中,正离子浓度∞+U 正离子的摩尔电导率∞+m λ和法拉第常数的关系是A .∞+U F m =∞+λ/B .∞+U F m =⨯∞+λC .∞+U 1=⨯⨯∞+F m λD .F U m =∞+∞+/λ14.无限稀释溶液中,KCl 的摩尔电导率为130 S ·m 2·mol -1,同样温度下的KCl 溶液中,Cl -的迁移数为0.505,则溶液中K +离子的迁移率(112--⋅⋅V s m )为A .0.495B .130C .64.3D .65.715.已知:150)(4=Λ∞Cl NH m ,248)(=Λ∞NaOH m ,127)(=Λ∞NaCl m ,的∞Λm 单位是:124101--⋅⋅⨯mol m S 。
1、如何检查系统是否漏气?答:关闭真空泵,关闭阀门,观察平衡常数测定仪的示数是否变化,若变化则说明系统漏气,若变化过快,则需要检查装置重新抽气。
2、当使空气通入系统时,若通得过多有何现象出现?如何克服?答:反应体系将漏入空气。
因此通气速率一定要慢,如将气泡引入,重新抽完全重新做。
3、在氨基甲酸铵的分解平衡实验中,如何判定盛样小球的空气已抽尽?答:在同一温度下重复测定两次平衡时的真空度,如果两次数据相差不超过0.3kpa,就可以认为是空气已经排尽了。
5液体的饱和蒸汽压1、克-克方程在什么条件下才适用?答:克-克方程的适用条件:一是液体的摩尔体积V与气体的摩尔体积Vg相比可略而不计;二是忽略温度对摩尔蒸发热△vap H m的影响,在实验温度范围内可视其为常数。
三是气体视为理想气体2、在开启旋塞放空气进入系统内时,放得过多应如何办?实验过程中为什么要防止空气倒灌答:必须重新排除净弯管内的空气;弯管空间内的压力包括两部分:一是待测液的蒸气压;另一部分是空气的压力。
测定时,必须将其中的空气排除后,才能保证等压计液面上的压力为液体的蒸气压。
主要是防止空气倒灌后,反应生成的物质会和空气中的某种成分发生反应,使生成物的成分变得不纯或复杂3、在体系中安置缓冲瓶和应用毛细管放弃的目的是什么?答:调节U型管左右两液面平齐4.、本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关?答:有关。
5、等压计U型管中的液体起什么作用?冷凝器起什么作用?为什么可用液体本身作U型管封闭液?答:(1)U型管作用:①封闭气体,防止空气进行AB弯管内;?②作等压计用,以显示U型管两端液面上的压力是否相等。
(2)将U型管内封闭液蒸气冷凝,防止其“蒸干”(3)封闭液作用是封闭和作等压计用,可用液体本身作封闭液。
若用其它液体作封闭液,则平衡时a球上方的气体为封闭液蒸气和乙醇蒸气的混合气体,测定结果偏高。
6 凝固点降低法测定摩尔质量1、什么叫凝固点?凝固点降低公式在什么条件下才适用?它能否用于电解质溶液?答:凝固点就是大气压下固液两态平衡共存的温度凝固点降低公式适用于难挥发非电解质稀溶液,由于电解质溶液中阴阳离子之间的复杂的作用力,所以该公式不适用于电解质溶液2、为什么会产生过冷现象?答:过冷现象是由于溶解在溶液中的溶质在温度降到凝固点以后,没有晶体析出而达到过饱和状态的现象,原因一般是由于降温过快或溶液中较干净,没有杂质晶核3、为什么要使用空气夹套。
物理化学实验思考题及参考答案篇一:物理化学实验思考题及答案实验一燃烧热的测定1.搅拌太慢或太快对实验结果有何影响?答案:搅拌的太慢,会使体系的温度不均匀,体系测出的温度不准,实验结果不准,搅拌的太快,会使体系与环境的热交换增多,也使实验结果不准。
2.蔗糖的燃烧热测定是如何操作的?燃烧样品蔗糖时,内筒水是否要更换和重新调温?答案:用台秤粗称蔗糖0.5克,压模后用分析天平准确称量其重量。
操作略。
内筒水当然要更换和重新调温。
3.燃烧皿和氧弹每次使用后,应如何操作?答案:应清洗干净并檫干。
4.氧弹准备部分,引火丝和电极需注意什么?答案:引火丝与药片这间的距离要小于5mm或接触,但引火丝和电极不能碰到燃烧皿,以免引起短路,致使点火失败。
5.测定量热计热容量与测定蔗糖的条件可以不一致吗?为什么?答案:不能,必须一致,否则测的量热计的热容量就不适用了,例两次取水的量都必须是3.0升,包括氧弹也必须用同一个,不能换。
6.实验过程中有无热损耗,如何降低热损耗?答案:有热损耗,搅拌适中,让反应前内筒水的温度比外筒水低,且低的温度与反应后内筒水的温度比外筒高的温度差不多相等。
7.药片是否需要干燥药片压药片的太松和太紧行不行答案:需要干燥,否则称量有误差,且燃烧不完全。
不行。
8.如何确保样品燃烧完全?答案:充氧量足够,药品干燥,药片压的力度适中其他操作正常。
9.充氧的压力和时间为多少?充氧后,将如何操作?答案:2.5MPa,充氧时间不少于30S。
用万用电表检查两电极是否通路(要求约3至10);检漏。
10.搅拌时有摩擦声对实验结果有何影响?答案:说明摩擦力较大,由此而产生的热量也较多,使结果偏大(数值)。
11.本实验中,那些为体系?那些为环境?答案:氧弹、内筒、水为体系;夹套及其中的水为环境。
12.压片时,压力必须适中,片粒压的太紧或太松对实验结果有何影响?答案:片粒压的太紧,使燃烧不完全,结果偏小(数值)。
片粒压的太松,当高压充氧时会使松散药粉飞起,使得真正燃烧的药品少了,结果偏小(数值)。
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。
物理化学实验答案1汇总 精品文档
收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 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 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 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。 固体在溶液中的吸附,除了吸附溶质还有溶剂,液固吸附到达平衡时间更长; 固体吸附剂吸附气体受温度、压力及吸附剂和吸附质性质影响:气体吸附是放热 过程,温度升高吸附量减少;压力增大,吸附量和吸附速率增大;一般吸附质分子 结构越复杂,被吸附能力越高。 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 2.弗罗因德利希吸附等温式与朗缪尔吸附等温式有何区别? 答:朗缪尔吸附等温式是一个理想的吸附公式,它代表了在均匀表面上,吸附分 子彼此没有作用,而且吸附是单分子层情况下吸附达平衡时的规律性,有饱和吸 附量值;弗罗因德利希吸附等温式属于真实吸附,是经验公式,但也有理论说明, θ 范围比Langmuir 等温式要大一些,没有饱和吸附量值。 3.如何加快吸附平衡的到达?如何判断是否达到吸附平衡? 答:提高振荡速度;滴定两次不同时间的醋酸浓度时,两次消耗NaOH 体积相 同,即可判断吸附已达到平衡。
二、最大泡压法测定溶液的表面张力 注意事项:1.仪器系统不能漏气。 2.所用毛细管必须干净、干燥,应保持垂直,其管口刚好与液面相切。 3.读取压力计的压差时,应取气泡单个逸出时的最大压力差。
思考题:1.毛细管尖端为何要刚好接触液面? 答:因为如果将毛细管尖端插入到溶液内部,毛细管内会有一段水柱,产生压力Pˊ,则测定管中的压力Pr会变小,△pmax会变大,测量结果偏大。
2.为何毛细管的尖端要平整?选择毛细管直径大小时应注意什么? 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 答:毛细管半径不能太大或太小。太大,pmax小,引起的读数误差大;太小,气泡易从毛细管中成串、连续地冒出,泡压平衡时间短,压力计所读最大压力差不准。一般选用毛细管的粗细在测水的表面张力时pmax读数为500Pa~800Pa。 3.如果气泡出得很快对结果有何影响? 答:如果气泡出得很快,气泡的形成与逸出速度快而不稳定,致使读数不稳定,不易观察出其最高点而起到较大的误差。 4.用最大气泡法测表面张力时,为什么要取一标准物质?本实验中若不用水作标准物质行不行?最大气泡法的适用范围怎样? 答:由于毛细管的半径较小,直接测量R误差较大。通常用一已知表面张力为0的液体(如水、甘油等)作为参考液体,实验测得其对应的最大压力差为
0,maxp。可得被测液体的表面张力σ1=σ2*(△p1/△p2)=K△p1。 本实验中用
DMP-2B型数字式微压差测量仪测量,该仪器可直接显示以Pa为单位的压力差。不行,试验中要求由稀到浓测定不同浓度正丁醇溶液的△p,且如果用其他物质作标准物质,若有残留,对后面实验可能产生影响。最大气泡法:非常适用于测量表面张力随时间的变化,测量气泡最高的压力。 5.在本实验中,有哪些因素将会影响测定结果的准确性? 答:装置漏气;毛细管尖端不平整或有异物堵塞;要求毛细管与液面相切,但实际中可能做不到,毛细管插入液面的深浅不一,或不垂直;表面吸附量Г是指单位面积的表层中所含溶质的量与具有相同质量溶剂的本体溶液中所含溶质的量之差,因此,当浓度较低时,由于溶质优先排布在溶液表面层,使Г随浓度增加而增加,但当浓度增大到一定值精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 后,再增加溶质浓度,必定使溶质在表面层的浓度与在体相中的浓度之差越来越小,直到浓度无限大时,这个差值为零,而我们实验中是近似地忽略掉溶液本体的溶质量的,所以可能存在一点点偏差;在实验数据处理的时候是用excel的粗略拟和,产生误差。
1、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? 答案:减少测量Pmax误差,因为Pmax是气泡内外的压力差,在气泡形成
的过程中,由于表面张力的作用,凹液面产生一个指向液面外的附加压力△P,KΔPrγ=ΔP2
max
max,如果插入一定深度,P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。 2、最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差? 答案:最大气泡法测定表面张力时要读最大压力差。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。 这时的表面张力为: K
ΔPr
γ=ΔP2
max
max
式中的K为仪器常数,可用已知表面张力的标准物质测得。 Pmax由压力计读出。 3、实验中为什么要测定水的Pmax?
答案:当曲率半径等于毛细管半径时的表面张力为: KΔPrγ=ΔP2
max
max式中的K为仪器常数,可用已知表面张力的标准物质测
得,这种标准物质就是水。 4、对测量所用毛细管有什么要求? 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 答案:毛细管一定要清洗干净,管口平齐。
5、在毛细管口所形成的气泡什么时候其半径最小? 答案:测量时Pmax最大
6、如何用镜象法从σ—C等温线上作不同浓度的切线求Tc
或Z? 如图所示,经过切点a作平行于横坐标的直线,交纵坐标于b点。用镜象法求作切线。 以Z表示切线和平行线在纵坐标上截距间的距离,显然Z的长度等于
Tcc
, 即
TZcc
7、答案: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。
8、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?
答案: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。
9、根据什么来控制滴液漏斗的放液速度?对本实验有何影响? 答案:要求气泡从毛细管缓慢逸出,通过控制滴液漏斗的放液速度调节逸出气泡每分钟10个左右。若形成时间太短,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。
10、测定正丁醇溶液的表面张力时,浓度为什么要按低到高的顺序依次测定? 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 答案:溶液的表面张力与浓度有关,浓度按低到高的顺序依次测定,可减少由测量瓶清洗不够干净引起的误差。
11、温度变化对表面张力有何影响,为什么? 答案:温度升高,表面张力下降。表面张力与温度有关,
12、测定时如何读取微压力计的压差? 答案:测量时读取微压计上的最大压力。 13、对同一试样进行测定时,每次脱出气泡一个或连串两个所读结果是否相同,为什么?
答案:不同;每次脱出一个气泡结果才准确。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。
14、 准确地取x ml正丁醇和(1000-x)ml蒸馏水能得到准确的1000ml溶液吗?为什么?x越大时差别越大还是越小(1< x <500范围内)? 答案:不能,因为对真实液态混合物,混合前后体积不等,而且x越大(浓度
越大)时差别越大。 15、本实验为何要测定仪器常数?仪器常数与温度有关系吗? 答案:当曲率半径等于毛细管半径时的表面张力为:
KΔPrγ=ΔP2
max
max式中的K为仪器常数,可用已知表面张力的标准物质-蒸
馏水测得。仪器常数与温度无关, 16、影响本实验结果的主要因素是什么? 答案:气泡逸出速度、是否Pmax、溶液浓度、温度、系统的气密性等。
17、如何检验仪器系统漏气? 答案:旋开分液漏斗,使压差计显示一定的数值,旋紧分液漏斗,此值保持
一段时间不变。