物化實驗思考題答案

1、物化實驗思考題答案實驗十乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定本實驗為什么需要在恒溫下進行？答：因為反應速率 k 受溫度的影響大，（kT+10） /kT=2-4 ，若反應過程中溫度變化比較大，則測定的結果產生的誤差較大。-32. 為什么在測定 0 時要用 0.0100 moldm 的氫氧 化鈉溶液， 測定 時要 用 0.0100-3moldm 的 CH3COONa溶液？答：0 是反應：CH3COOC2H5NaOHCH3COONa C2H5OH 體系 t=0 時的電導率，但是 CH3COOC2H5 與 NaOH混合的瞬間就已開始反應，因而混合后第一時間測的也不是 t=0 時的電導率。根據 CH3COOC

2、2H5 與 NaOH體積和濃度都相等，二者混合后濃度均稀釋一倍，若忽略-3CH3COOC2H5 的電導率， 0.0100 moldm NaOH 所測即為 0； 是上述反應 t= 時的電導率，當反應完全時， CH3COONa的濃度和 t=0 時NaOH濃度相同，若忽略 C2H5OH 的電導率，0.0100mol dm-3 的 CH3COONa所測即為 。為什么 NaOH溶液和 CH3COOC2H5 溶液要足夠稀？答：因為乙酸乙酯與氫氧化鈉反應的本質原理是乙酸乙酯和水發(fā)生水解反應， 若氫氧化鈉濃度過高的話則會抑制水的電離， 而乙酸乙酯的溶解度不高，所以只能配稀溶液。只有溶液足夠稀，每種強電解質的電

3、導率才與其濃度成正比，溶液的總電導率才等 于組成溶液的各種電解質的電導率之和， 才可通過測定反應液的電導率來跟蹤反應物濃度的變化。本實驗為什么可用測定反應液的電導率的變化來代替濃度的變化？答：因為本實驗的反應液中只有NaOH 和-NaAc兩種強電解質，并且OH離子的電導率比 Ac- 離子的電導率大許多。在反應溶液的濃度相當低的條件下， 可近似地認為溶液的電導-率與 OH離子的濃度成正比，所以可用測得的反應液的電導率來代替濃度變化。本 實 驗 為 什 么 要 求 NaOH 溶 液 和CH3COOC2H5 溶液混合一半時就開始計時？反應液的起始濃度應該是多少？答：乙酸乙酯微溶于水，剛開始反應時乙酸

4、乙酯和水分層，混合不均勻；隨著水解的進行，生成的乙醇和乙酸乙酯及水能互溶，其次，故反應一半時開始計時能夠提高測定的準確率；-3反應液的起始濃度應為0.0100 moldm 。利用反應物、產物的某物理性質間接測量濃度進行動力學研究應滿足哪些條件？答：該物理性質需要滿足的條件：易于測量，并能用數值表示； 該性質在一定環(huán)境條件下是穩(wěn)定的；該物理性質和反應物、產物的濃度之間有一個明確的推導公式。實驗七 +實驗八電動勢及化學反應熱力學函數變化值的測定為什么不能用伏特計測量電池電動勢？答：（1）用伏特計測量，有電流通過電池，電池的內阻電壓下降，使所測電動勢偏低； （2）有較大電流通過電極時， 電極極化作用

5、使電極電勢偏離平衡電極電勢， 測得的電動勢小于電池的可逆電動勢；（3）有電流通過電池時，電池會發(fā)生化學反應使溶液的濃度改變， 導致電動勢的改變，從而破壞了電池的可逆性。對消法測量電池電動勢的主要原理是什么？答：利用對消法可以使電池在無電流通過的條件下測得兩極間的電勢差， 這時電池反應是在接近可逆條件下進行的， 這一電勢差即為電池的平衡電動勢。鹽橋有什么作用？應選用什么樣的電解質做鹽橋？答：鹽橋起到降低液接電勢和使兩種溶液相連構成閉合電路的作用，常用于電池實驗材料。電解質條件：不與兩種電解質溶液反應且陰陽離子的遷移數相等，而且濃度要高。為什么本法測定電池反應的熱力學函數變化值時，電池內進行的化學

6、反應必須是可逆的，電動勢又必須用對消法測定？答：因為 Gibbs-Helmholtz 方程是建立在可逆過程上的，根據電動勢的定義，要在電流等于零時才能測出準確值，當電路中有電流時，會使電極處產生極化作用， 也就會使電極電勢降低，從而使測量值低于實際值，所以必須在電流等于零時才能測，故必須用對消法測定。什么是鹽橋？答：鹽橋是由瓊脂和飽和氯化鉀或飽和硝酸銨溶液構成的，常用在原電池中，用來在兩種溶液中轉移電子。實驗二十（）最大氣泡壓力法測定溶液的表面張力液體表面張力的大小與哪些因素有關？答：與液體的成分、溶質的濃度、溫度及表面氣氛等因素有關。表面張力儀的清潔與否對所測數據有何影響？答：氣泡不能連續(xù)平

7、穩(wěn)地通過壓差計，讀數不穩(wěn)，數據不準確。為什么不能將毛細管插進液體里去？答：如果毛細管末端插入到液體內部，毛細管內會有一段液柱產生壓力， 則測定管中的壓力會變小， Pmax 會變大，測量結果偏大。氣泡如果出得很快對結果有何影響？答：會使測得的表面張力結果偏大，因為逸出太快，讀數不穩(wěn)定，還沒達到 P 最大值時氣泡已破裂， P 最大值偏小。本實驗為什么要讀取最大壓力差？答：附加壓力與表面張力成正比，與氣泡曲率半徑成反比，當氣泡曲率半徑 r 為最小即毛細管半徑 R 時，壓力差達到最大，故要讀取最大壓差。為什么不需要知道毛細管的半徑？答：因為做實驗時用的是同一支毛細管，其尖口的半徑 r 不變，而 r/2

8、=k ，由測蒸餾水（純水）的壓力差和在不同溫度下查表得到的 H2O計算出來，所以可以不必知道毛細管腳尖口的半徑。實驗九蔗糖轉化反應速率常數的測定蔗糖轉化反應的速率與哪些條件有關？該反應作為一級反應的必要條件是什么？答：條件：溫度、催化劑的濃度及催化劑的種類；必要條件：溫度為什么可以用蒸餾水來校正旋光儀的零點？在本實驗中，若不進行校正，對實驗結果是否有影響，為什么？答：因為蔗糖溶液以蒸餾水作溶劑，這樣就消除了溶劑對實驗結果的影響，且蒸餾水沒有旋光性，其旋光度為零，故可以用蒸餾水來校正旋光儀的零點；無影響，本實驗中，因為測定反應速率常數 k 利用旋光度的差值（ t - ），不用蒸餾水校正， lg

9、（ t - ）對 t 作圖得到的斜率仍正確。配制蔗糖溶液時，蔗糖濃度配制準確與否對求出的反應的速率常數 k 有無影響？答：無影響，因為反應的速率常數只與溫度和催化劑濃度有關。當把蔗糖溶液和鹽酸溶液相互混合時， 你認為是把鹽酸倒入蔗糖好， 還是把蔗糖倒入鹽酸更好？請說明理由。答：把鹽酸倒入蔗糖好。如果將蔗糖倒入鹽酸中，由于 H+濃度高，反應速率大，一旦加入蔗糖則馬上分解產生果糖和葡萄糖，在開始測量時，已經有一部分蔗糖產生了反應，記錄 t 時刻對應的旋光度已經不再準確，影響測量結果。反之，將鹽酸溶液倒入蔗糖溶液中，由于 H+的濃度小，反應速率小，計時之前所進行的反應的量很小。使用旋光儀測定旋光度是

10、以三分視野分界線消失且較暗的位置讀數， 可否以三分視野分界線消失且較亮的位置讀數？那種方法更好？答：不能以三分視野消失且較亮的位置讀數。第一種方法更好，因為人的視覺在暗視野下對明暗均勻與不均勻比較敏感，調節(jié)亮度相等的位置更為準確。若采用視場明亮的三分視野，則不易辨明三個視場的消失。實驗二溶解熱的測定溫度和濃度對溶解熱有無影響？答：有影響。溫度，壓力以及溶質和溶劑的性質，用量，是影響溶解熱的顯著因素。對于固態(tài)晶體的溶解，在水合，形成水化膜，擴散時有差別，所以溫度和濃度都會影響以上過程進行的難以程度，以及相應的熱效應。本實驗為什么要測量熱體系的熱容？答：因為在溶解過程中有溫度變化，則熱量有變化，溶

11、解過程中放出的熱量會被量熱體系吸收一部分，所以要測量熱體系的熱容。實驗二十（）乙醇蒸發(fā)焓的測定靜態(tài)法測蒸汽壓的原理是什么？答：把待測物放在一個封閉體系中，在不同溫度下，直接測量蒸汽壓或在不同外界壓力下測液體的沸點。能否在加熱情況下檢查是否漏氣？答：不能。因為溫度升高，使氣體的壓力增大，且溫度不能恒定，氣液兩相不能達到平衡，同時，壓力增大會彌補因漏氣減小的壓力，造成不漏氣或漏氣程度很小。如何判斷等壓計中試樣球與等壓計間空氣已全部排出？如未排盡空氣對實驗有何影響？答：在使試樣球內液體沸騰了 3-5 分鐘，可以認為其中空氣已被全部排出。試樣球與等壓計間有空氣會使所測蒸汽壓降低導致所測沸點降低。試驗時

12、抽氣及漏入空氣的速度應如何控制，為什么？答：抽氣速度以使氣泡一個一個地逸出為宜，如發(fā)現氣泡成串上竄，緩緩打開進氣活塞，漏入空氣時也要緩緩打開進氣活塞。因為要有空氣倒灌入 a、b 管中蒸汽壓測量值將會降低。升溫時如液體急劇汽化應作何處理？答：緩緩放入空氣，使系統壓力慢慢升高，以保持等壓計兩液面平齊，以免使等壓計內的乙醇急劇沸騰，使液封量減少。每次測定前是否需要重新抽氣？答：不需要，因為不同溫度其飽和蒸汽壓也不同，而且飽和蒸汽壓隨著濃度梯度升高而升高，即壓力計的測量值在減小，設計溫度升高梯度，可以避免每次測定前重新抽氣這一步驟。等壓計的 U 形管內所貯液體起何作用？答：（1）封閉氣體，防止空氣進入

13、 a，b 彎管內；（2）作等壓計用，以顯示 U 形管兩端液面上的壓力是否相等。實驗二十（） 雙液系的氣 - 液平衡相圖 1. 作乙醇 - 環(huán)己烷標準溶液的折光率 - 組成工作曲線的目的是什么？答：求平衡體系的兩相組成， 組成與沸點之間的關系。每次加入燒瓶中的乙醇或環(huán)己烷是否應嚴格按記錄表規(guī)定的精確值來進行？答：乙醇及環(huán)己烷的量可以不是很準確， 因為工作曲線已經繪制出來， 只要通過測定折光率就可以知道其組成。測定乙醇和環(huán)己烷的沸點時為什么要求燒瓶內必須是干燥的， 而測定混合液的沸點組成時則可不必將原先附在瓶壁的混合液絕對除凈？答：測試純樣時，如果燒瓶內不是干燥的，所測得的沸點就不是純樣的沸點，

14、測試混合樣時，其沸點和氣液組成都是實驗直接測定的，繪制圖像時只需要這幾個數據， 并不需要測試樣的準確組成，也跟試樣的量無關。如何判定氣液相已達平衡狀態(tài)？收集氣相冷凝液的小球過大或過小對實驗結果有何影響？答：當溫度計讀數穩(wěn)定時表示氣液相已達平衡狀態(tài)，體積過大，冷凝液回流液體不能回到溶液中，會造成分餾影響實驗結果； 若體積過小，則收集不到足夠的溶液。5. 為什么工業(yè)上常生產95%酒精？只用精餾含水酒精的方法是否可能獲得無水酒精？答：因為種種原因在此條件下， 蒸餾產物只能得 95%的酒精。不可能只用精餾含水酒精的方法獲得無水酒精， 95%的酒精含有 5%的水，它是一個共沸物， 在沸點時蒸出的仍是同樣

15、比例的組分， 所以利用分餾法不能除去5%的水。工業(yè)上無水乙醇的制法是現在此基礎上加入一定量的苯，再進行蒸餾。實驗一燃燒熱的測定指出公式中各項的物理意義。答：公式（1）：Q =Q +vB(g)RT B(g)p,mU,m為反應中產物氣體物質的總物質的量與反應物氣體物質總物質的量之差；R 為氣體常數； T 為反應的絕對溫度。公式（ 2）：-mQ -m點火絲Q點火絲-m棉線Q棉線=C量V,mM熱計 T C 量熱計為量熱計的熱容，表示量熱計，每升高 1所需吸收的熱量； T 為樣品燃燒前后量熱計溫度的變化值； m為待測物質的質量； M為待測物質的相對摩爾質量；Qv,m 為待測物質的恒容燃燒熱； m點火絲為

16、點火絲的質量； Q點火絲為點火絲的燃燒熱； m 棉線為棉線的質量； Q 棉線為棉線的燃燒熱。數字貝克曼溫度計的使用方法是什么？數字貝克曼溫度計與普通溫度計的主要區(qū)別是什么？答：使用方法：操作前準備，將探頭插入被測物，并打開電源開關；溫度測量：先將“溫度溫差”置于“溫度” ，其次將面板“測量保持”置于測量位置；溫差測量：先將“溫度溫差” 置于“溫差” 位置，其次將面板“測量保持”置于測量位置，再次，按被測物的實際溫度調節(jié)到 “基溫選擇”使讀數的絕對值盡可能小。區(qū)別：數字貝克曼溫度計是用熱電耦做的， 利用的熱電耦原理；普通溫度計利用的是物質密度的變化。在本實驗裝置中哪些是體系？哪些是環(huán)境？體系和環(huán)境通過哪些途徑進行熱交換？這些熱交換對結果影響怎樣？答：體系：內筒水，氧彈，溫度計，內筒攪拌器。環(huán)境：外筒水實驗過程中，由于對流和輻射，存在熱消耗，如：內桶水溫與環(huán)境溫差過大， 內桶蓋有縫隙會散熱，攪拌時攪拌器摩擦內筒內壁使熱容易向外輻射。采取措施 : （1）量熱計上方加蓋，減少對流；（2）外筒內壁和內筒外壁皆鍍成鏡面， 減少熱輻射， 這些熱輻射將會降低被測物的燃燒熱。使用氧氣要主要哪些問題？答：使用前要檢查連接部位是否漏氣， 可涂上肥皂液進行檢查， 調整至確實不漏氣后才進行實驗；由于氧氣只要接觸油脂類物質，就會氧化發(fā)熱，甚至有燃燒、爆炸的危險。因此，必須十分注意， 不