物理化學(xué)實驗課后思考題

物理化學(xué)實驗課后思考題燃燒熱的測定1．本實驗中，哪些是體系？哪些是環(huán)境？試根據(jù)所得到的雷諾校正圖，解釋體系與環(huán)境的熱交換的情況？答：體系指卡計本身及氧彈周圍介質(zhì)（包括氧彈、水、桶、攪拌器等)，環(huán)境即量熱系統(tǒng)以外的部分。圖見書上136頁。在反應(yīng)初期，由于環(huán)境的熱輻射以及攪拌引起體系的溫度升高為EE′段應(yīng)扣除，而反應(yīng)末期由于體系的溫度高于環(huán)境的溫度，體系向環(huán)境熱漏這部分熱量為CC′應(yīng)該補償，EC′即為反應(yīng)物燃燒前后的溫度變化ΔT。2．水桶中的水溫，為什么要選擇比環(huán)境溫度低0.5~1℃答：為了作雷諾校正圖，得到準確的ΔT，否則由于環(huán)境熱輻射和攪拌引起的升溫無法扣除。3．如何用萘的燃燒熱數(shù)據(jù)計算萘的標準生成熱？C10H8+12O2→10CO2+4H2O答：萘的燃燒熱等于該反應(yīng)的反應(yīng)熱，該反應(yīng)的反應(yīng)熱又等于生成物焓的總和與反應(yīng)物的焓的總和之差。Pb-Sn二元金屬相圖的繪制對于不同成分的混合物的步冷曲線，其水平段有什么不同？為什么？答：對于不同成分的混合物的步冷曲線水平段的長短不同，因為水平段的長短與物質(zhì)的性質(zhì)，冷卻速度和記錄速度有關(guān)，解釋一個典型步冷曲線的每一部分的含義？答：當熔融的系統(tǒng)均勻冷卻時，如果系統(tǒng)不發(fā)生相變，則系統(tǒng)的溫度隨時間的變化是均勻的，冷卻速率較快（如圖ab線段）；若在冷卻過程中發(fā)生了相變，由于在相變過程中伴隨著放熱效應(yīng)，所以系統(tǒng)的溫度隨時間變化的速率發(fā)生改變，系統(tǒng)的冷卻速率減慢，步冷曲線上出現(xiàn)轉(zhuǎn)折（如圖b點）。當熔液繼續(xù)冷卻到某一點時（如圖c點）,此時熔液系統(tǒng)以低共熔混合物固體析出。在低共熔混合物全部凝固以前，系統(tǒng)溫度保持不變，因此步冷曲線上出現(xiàn)水平線段（如圖cd線段）；當熔液完全凝固后，溫度才迅速下降（如圖de線段）。對于粗略相等的兩組分混合物，步冷曲線上的第一個拐點將很難定，而其低共熔溫度卻可以準確確定。相反，對于一個組分的含量很少的樣品，第一個拐點將可以準確確定，而第二個拐點將難確定測定。為什么？答：當固體析出時放出凝固熱，因而步冷曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折，折變是否明顯取決于放出的凝固熱能抵消散失熱量的多少，若放出的凝固熱能抵消散失熱量的大部分，折變就明顯，否則就不明顯。對于含有粗略相等的兩組分混合物，當有一種組分析出時，其凝固熱難以抵消另一組分及其自身熱量散失，所以第一個拐點很難確定，但由于兩組分含量相當，兩種固體同時析出時，受前一個析出放出的凝固熱影響較小，因此低共熔溫度可以準確確定。對于一個組分含量少的樣品，第一個拐點可以準確，第二個拐點將很難確定。雙液體系氣液平衡相圖的繪制在測定中，有過熱或分餾現(xiàn)象出現(xiàn)時將使測得的相圖發(fā)生什么變化？如何防止？答：過熱指由于被加熱的液體中幾乎不存在空氣等原因使得液體的溫度可能上升到超過沸點很多而不沸騰，這時測得的溫度會比實際值偏高，相圖上移，可以用電熱絲加熱或者加入沸石防止。分餾是指由于連接冷凝管和圓底燒瓶之間的連管過長或位置過高，易導(dǎo)致沸點較高的組分先被冷凝下來，氣相樣品組成發(fā)生偏差，本該屬于氣相的物質(zhì)跑到液相中，使得相圖收縮，發(fā)生右移，可以通過平衡蒸餾儀的設(shè)置來避免此現(xiàn)象。如何判斷氣液已達平衡狀態(tài)？答：溫度計的示數(shù)不再變化。平衡蒸餾儀中的蒸氣支管口離液面過高和溫度計水銀球過高和過低，對測量有何影響？答：平衡蒸餾儀中的蒸氣支管口離液面過高，造成沸點較高的組分先被冷凝下來，這樣氣相樣品的組成有偏差，使得液相中高沸點物質(zhì)含量減少，氣相中高沸點物質(zhì)增多，相圖收縮并且右移。相反的話沸騰的液體有可能濺入小球內(nèi)，相圖擴張并且左移。溫度計水銀球過高，測得的為氣相的溫度，溫度變高，相圖上移。溫度計水銀球過低，測得的為液相的溫度，溫度變低，相圖下移。乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定實驗用電導(dǎo)法測定的依據(jù)是什么？反應(yīng)物的濃度較大時，能否用該方法測定，為什么？答：只有在稀溶液中，某種強電解質(zhì)的電導(dǎo)率才與其溶液的濃度成正比，而且溶液的總電導(dǎo)率才等于組成溶液的電解質(zhì)的電導(dǎo)率之和。反應(yīng)物濃度過大時不能采用此法，因為電導(dǎo)率與濃度不成線形關(guān)系。乙酸乙酯皂化反應(yīng)為二級反應(yīng)，如何從實驗結(jié)果來驗證？答：用Lt對（L0-Lt）/t作圖得到一條直線。清洗鉑黑電極時應(yīng)注意什么？答：清洗鉑黑電極時避免用強酸強堿，要用蒸餾水淋洗，切忌碰電極上的鉑黑，以免鉑黑脫落，影響電極常數(shù)。丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)的測定及活化能的測定本實驗中，丙酮碘化反應(yīng)按幾級反應(yīng)處理，為什么？答：該反應(yīng)按零級反應(yīng)處理，因為如果反應(yīng)物碘是少量的，而丙酮和酸對碘是過量的，則認為在反應(yīng)過程中丙酮和酸的濃度基本保持不變，我們通過實驗又證實在酸的濃度不太大的情況下，丙酮碘化反應(yīng)對碘是零級反應(yīng)，即反應(yīng)速度與碘的濃度無關(guān)，因而反應(yīng)直到碘全部消耗之前，反應(yīng)速度將使常數(shù)。若想使反應(yīng)按一級反應(yīng)規(guī)律處理，在反應(yīng)液配制時應(yīng)采用什么手段？寫出實驗方案。答：3．影響本實驗結(jié)果精確度的主要因素有哪些？答：溫度和濃度。蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定1．為什么在本實驗中沒有對旋光儀的零點進行校正？這樣會引入誤差嗎？答：這樣不會引入誤差。因為從數(shù)據(jù)處理來看，求k需要的是αt-α∞，所做的零點校正可以抵消。2．配制蔗糖溶液時稱量不夠準確，對測量結(jié)果有無影響？答：無影響。因為蔗糖溶液的旋光度與濃度成嚴格的正比，用旋光度指示濃度。在混合蔗糖溶液和鹽酸溶液時，我們將鹽酸加到蔗糖溶液里去，可否將蔗糖溶液加到鹽酸溶液中去？答：鹽酸是催化劑，在加入一半時計時，計時準確，并且反應(yīng)速率常數(shù)是以蔗糖濃度為基準的，把蔗糖加到鹽酸中，蔗糖的濃度便不固定，計算時不符合實驗原理。溶液表面張力的測定氣泡的逸出速度對實驗結(jié)果有何影響？毛細管插入過深而不與液面相切對實驗結(jié)果產(chǎn)生什么影響？答：毛細管中的氣泡要均勻而且間斷，這樣有利于表面活性物質(zhì)在表面達吸附平衡，并可減少氣體分子及氣體與器壁的摩擦力，才能獲得平衡時的表面張力，出泡速度太快，表面張力偏高。毛細管內(nèi)的空氣壓力與管口處的液體表面張力平衡，插入一定深度后，增加空氣壓力才能抵消這一深度造成的壓力，使實驗測得的表面張力值偏高。2．測量乙醇水溶液的表面張力時，為何無需清洗毛細管和支試管？測定折光率應(yīng)在何處取樣？答：測定時從稀到濃測定，并且溶液的精確組成是由折光率對組成圖查得的。取樣從支試管取樣。氫氧化鐵膠體電動電位的測定溶膠粒子的電泳速度與哪些因素有關(guān)？實驗中如何控制這些因素？答：外加電勢梯度越大，膠粒帶電越多，膠粒越小，介質(zhì)的黏度越小，則電泳速度越大。電泳中輔助液的選擇依據(jù)依據(jù)哪些條件？答：ζ電位對輔助液的成分十分敏感，最好選用該膠體溶液的超濾液。1-1型電解質(zhì)的輔助液多選用KCl溶液，因為KCl遷移率基本相同，此外，輔助液的電導(dǎo)與溶膠一致，避免因界面處電場強度突變造成兩臂界面移動速度不等產(chǎn)生界面模糊。高聚物相對分子量的測定高聚物的特征黏度與純?nèi)軇┑酿ざ葹槭裁床幌嗟龋看穑杭內(nèi)軇┑酿ざ确磻?yīng)了溶劑分子之間的內(nèi)摩擦力效應(yīng)。高聚物的特征黏度反應(yīng)了在無限稀釋溶液中，溶劑分子與高分子之間的內(nèi)摩擦效應(yīng)。用黏度法測高聚物的相對分子質(zhì)量時，高聚物溶液流經(jīng)毛細管的時間為什么要大于100秒？答：對于一給定的毛細管黏度計，只有在t>100時，溶液的黏度才與溶液在毛細管中的流出時間成正比，數(shù)據(jù)處理的方法才符合。原電池電動勢的測定電位差計測量電動勢過程中，若檢流計光點總是朝一個方向偏轉(zhuǎn)，可能使什