物理化学实验习题

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25.0℃的恒温温度。恒温槽在25.0℃时的散热速率是0.060℃·min-1, 恒温槽内盛水10.0 dm3, 问应使用多少瓦的控温加热器为好?己知1 dm3水为1000 g , 水的热容为4.184 J·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20/g·cm-3 1.4950 0.879 0.789 0.7786 1.600 0.9982

折光率n20 1.5594 1.5011 1.3614 1.4266 1.4603 1.3330

沸点Tb/℃ 156.43 80.3 78 80 75.5 100

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。

3．电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？

答：电位差计：利用补偿法测定被测电极电动势；

标准电池：提供稳定的已知数值的电动势EN，以此电动势来计算未知电池电动势。

检流计：指示通过电路的电流是否为零；

工作电池：为整个电路提供电源，其值不应小于标准电池或待测电池的值。

4．测电动势为何要用盐桥？如何选用盐桥以适合不同的体系？

答：（1）对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。

（2）选择盐桥中电解质的要求是：①高浓度（通常是饱和溶液）；②电解质正、负离子的迁移速率接近相等；③不与电池中的溶液发生反应。具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应，如原电池溶液中含有能与Cl-作用而产生沉淀的Ag+、Hg 离子或含有能与K+离子作用的ClO－离子，则不可使用KCl盐桥，应选用KNO3或NH4NO3盐桥。

5．在测定电动势过程中，若检流计的指针总往一个方向偏转，可能是什么原因？

答：若调不到零点，可能的原因有：

（1）电池（包括工作电池、标准电池和待测电池）的正负极接反了；

（2）电路中的某处有断路；

（3）标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势，超出了测量范围。

中和热的测定

目的要求 Purposes and Demand

1、用量热法测定HCl与NaOH的中和热。

3、了解化学标定法，并掌握其操作。

实验原理Principle

在298K、溶液足够稀的情况下，1molOH－与1molH＋中和，可放出57.3.kJ的热量。即:

H＋(aq)+OH－(aq) =H2O(aq) △rHmθ=－57.3kJ/mol

在水溶液中，强酸和强碱几乎全部离解为H＋和OH－，故各种一元强酸和强碱的中和热数值应该是相同的。随着实验温度的变化，中和热数值略有不同，T温度下的中和热可由下式算得：

△rHθm,T=－57.3KJ/mol＋0.21T （1）

弱酸（或弱碱）在水溶液中只是部分分离，所以弱酸（或弱碱）与强碱（强酸）发生中和反应，存在弱酸（或弱碱）的电离作用（需吸收热量，即解离热），总的热效应将比强酸强碱中和时的热效应的绝对值要小。两者的差值即为该弱酸（或弱碱）的解离热。

本实验采用化学标定法，即将已知热效应的标准溶液HCl和过量的NaOH溶液放在量热计中反应，使之放出一定热量，根据在体系中实际测得的温度升高值（ΔT），由下式计算出量热计热容C´。

n(HCl)·△rHmθ＋(Vρc＋C´) ΔT=0 （2）

式中n(HCl)为参加反应溶液的物质的量；V为反应体系中溶液的总体积，单位为L；ρ为溶液的密度；c 为溶液的比热容，即每千克溶液温度升高1K所吸收的热量，单位为kJ·L－1·kg－1。

一般当溶液的密度不是太大或太小的情况下，溶液的密度与比热容的乘积可视为常数。因此实验中如果控制反应物体积相同，则 (Vρc＋C´)亦为一常数，它就是反应体系（包括反应液和量热器）的总热容，以C表示。代入（2）式可得。由C变可方便地在相同条件下，测得任一中和反应的中和热。

仪器和试剂 Apparatus and Reagent

物理化学实验习题

物理化学实验习题

⼀、选择题1．为测定⼤分⼦溶液中⼤分⼦化合物的平均摩尔质量, 下列各种⽅法中哪⼀种是不宜采⽤的?

(A) 渗透压法(B) 光散射法(C) 冰点降低法(D) 粘度法

2．在使⽤电位差计测电动势时, ⾸先必须进⾏“标淮化”操作, 其⽬的是：

(A) 校正标准电池的电动势(B) 校正检流计的零点

(C) 标定⼯作电流(D) 检查线路是否正确

3．已知贝克曼温度计O 到断点B 的温度差值是7.3℃, 现要使贝克曼温度计刻度“3”处相当于室温28℃, 问要在⽔中拍断B点的⽔温是：(A) 31℃(B) 32.3℃(C) 35.3℃(D) 38.3℃

4. 开启⽓体钢瓶的操作顺序是：

(1) 顺时针旋紧减压器旋杆；(2) 反时针旋松减压旋杆；(3) 观测低压表读数；

(4) 观测⾼压表读数；(5) 开启⾼压⽓阀

(A) 5─4─3─1 (B) 2─5─4─1─3 (C) 1─5─4─2─3 (D) 2─5─1

5．lim cc→0ηsp＝［η］中的［η］是：

(A) ⽆限稀溶液的粘度(B) 相对粘度(C) 增⽐粘度(D) 特性粘度

6.⽤对消法测量可逆电池的电动势时，如发现检流计光标总是朝⼀侧移动，⽽调不

到指零位置，与此现象⽆关的因素是：(A) ⼯作电源电压不⾜(B) ⼯作电源电极接反

(C) 测量线路接触不良(D) 检流计灵敏度较低

7.具有永久磁矩µ

m

的物质是：(A) 反磁性物质(B) 顺磁性物质(C) 铁磁性物质(D) 共价络合物

8.常⽤酸度计上使⽤的两个电极是：

(A) 玻璃电极，⽢汞电极(B) 氢电极，⽢汞电极

(C) ⽢汞电极，铂电极(D) 铂电极，氢电级

9.⽓压⼒计制造时，在汞柱的上⽅尚残存少量空⽓, 则该⼤⽓压⼒计的读数：

(A) 偏⾼(B) 偏低(C) ⽆偏差(D) 晴天偏⾼,⾬天偏低

10.丙酮碘化反应是：

(A) 复杂反应(B) ⼀级反应(C) ⼆级反应(D) 简单反应

11.在BET容量法测定多孔物质⽐表⾯的实验中, 为测量低压下⽓体的压⼒, 较适宜的