基础化学实验(四)习题及答案九
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12. 在热导式热量计中, 把分别处在 283.15K 的 1.0763 g 四甲基硅烷和 1.7211g 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 0.068450 A 的电流 14.193 s, 同样自动记录此热效应所产生的峰面积 A2 (温度同 为 283.15 K), 并得到 A2/A1=1.3011。 (1) 计算这两个液体样品在 283.15 K 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 标准化操作这一步的作用:利用标准电池 Es 与 Ew 对消,标定电阻丝 AB 上的单位长 度的电位降,从而测定未知电池的电动势 Ex 。 精确测定 Ex 要注意: (1) 经常标准化操作; (2) 接触电键接触时间要短,使电池尽量 少极化。 2.答案 (1) 如电位差计的精确度为 △Ex,测量回路总电阻为 R0,则选用检流计的电流 检测灵 敏度应为 △Ex/R0,R0 应略大于临界电阻 RC,如 R0= (1.1~1.2)RC (2) 检流计应选择合适的阻尼状态下工作 3.答案 (1) 设计电池 Ag - AgCl(s)│HCl(aq)│H2(Pt) (2) 压力 p 一定时,测该电池于某温度下的电动势 E 和电池的温度系数 (E/T)p 可得电池的反应焓变值 △H = -zFE + zFT(E/T)p 此△H 即为该反应不在电池中进行时,反应的等压热效应。 (3) 因为反应不论是否在电池中进行,其初、终态相同,利用状态函数的性质 △H(电池中)=△H(烧杯中),在等 T ,等 p,Wf = 0 时,△H = Qp 4.答案在电池电动势测定等实验中用过标准电池。 在实验中用于标定工作电流, 是提供标准电位差的。 5.答案
意图, 并标出三个电极的名称。 6. 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? 7. 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+ + HCOOBr-+ Br2= Br … … … … (2) Ka
11.答案 Rx = R3(R1/R2) (如图)
12.答案 (1) mixHm=(0.068450)2× 28.13× 14.193/1.3011=1.4378 J (2) nA=0.01220 mol, nB=0.009624 mol x=0.009624/(0.009624+0.01220)=0.4410 mixHm=1.4378/0.021824=65.88 J· mol-1
… … … … (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] 8. 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 和 Br2 的反应级数的实验方案。
法,对其中的一种方法设计测定该反应的 C2O 9.
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? 10. 在室温 20℃,标准大气压力下,用量氧气体积的方法测定 30.0℃反应
H2O2 ─→ H2O + 1/2 O2 的反应速率常数, 测定装置中量气管体积为 50 cm3, 若测定时取 过氧化氢溶液 20 cm3,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)。 11. 绘制惠斯登电桥的原理图。
同理, 使 [C2O 9.答案
(1) 反应体系的该物理性质,反应物与产物对它的贡献有较大的差别 (2) 该物理性质具有加和性 (3) 反应体系中某组分的该物理性质的值与该组份的浓度有正比关系,且不受其它组分 (包括中间物)的干扰。 10.答案 n = pV/RT = 2.04× 10-3 mol (T = 298 K) c = 0.20 mol· dm-3
6.答案 鲁金毛细管的作用是消除电阻超电势; 三个电极(待测电极,辅助电极,参比电极),辅助电极与待测电极,改变电路中电阻, 控制待测电极的电流密度, 得到不同的超电势; 参比电极与待测电极用对消法测定待测电极 的电位。 7.答案 (a) Ka= [H+][HCOO-]/[HCOOH] , Br2 的分析总浓度 [Br2]a = [Br2]+[Br ] Kt= [Br ]/[Br-][Br2] 则 -d[Br2]/dt = k1[HCOO-][Br2] (Ka[HCOOH][Br2]a)/[H+](1+Kt[Br-]) = k1× (b) 保持 [H+] 一定(缓冲溶液或过量)及 [Br-] 一定(大大过量),使 -d[Br2]/dt = k'[HCOO-][Br2] k' = k1Ka/[H+](1+Kt[Br-]) 8.答案 根据 Br2 有色,可用分光光度计测不同时间之吸光度 根据 CO2 气体可测不同时间的气体量(压力一定时) 原理:= -d[Br2]/dt = d[CO2]/2dt = k[C2O 使 [C2O ]1>> [Br2] 求 ]2>> [Br2] 用二次实验结果求 ][Br2]
物理化学实验习题九
问答题
1. 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?. 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? 3. 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)↓ + 1/2 H2(g) 4. 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? 5. 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