物理化学实验理论考试资料(赵明坚).pdf

1 3 获得不同的真空度需要用不同的真空泵 要取得高真空度常用 C A 水循环泵 B 分子泵 C 扩散泵与机械泵连用 D 高效机械泵 4 水银温度计是根据 液体热涨冷缩 原理设计的 在精密测定时 通常需要作露茎校正 为了校正 露出段 不处于系统温度 产生的误差 热电偶温度计是根据 热电势大小与温度有关 原理设计的 热敏电阻温度 计是根据 电阻大小与温度有关 原理设计的 而作为标准温度计的是 铂电阻温度计 5 福廷式气压计用来读取 大气压力 数据 其读数需要温度 纬度和海拔高度校正 其中温度校正是因为 水 银密度和标尺刻度随温度变化 纬度和海拔高度校正是因为 重力加速度和纬度 海拔高度有关 7 作为标准温度计的是 铂电阻 温度计 如果需要测量系统的微笑温度改变 可用的温度计有 举 2 种 贝 克曼温度计 铂电阻温度计 半导体热敏电阻温度计等 对于测量 300 以上的高温系统温度 通常用 热 电偶 温度计 6 分 8 对于垂直放置 仪器误差可忽略的福廷式气压计 正确的读数操作方法是 1 调节汞槽内的汞面高度 使得尖针顶端刚好和水银面接触 2 调节游标尺高度 至游标前后金属片下边正好和水银柱凸液面顶端 相切 3 读取汞柱高度 用游标下缘对应标尺上的刻度读取气压整数部分数据 用游标上正好和标尺上 某一刻度线相吻合的刻度线 读取小数部分数据 取 4 位有效数值 读数的主要校正有 1 温度影响的校正 原因是 温度改变导致水银密度的改变因此引起水银柱高度的改 变 以及温度改变引起标尺刻度的改变 2 海拔高度及纬度的校正 原因是 重力加速度随海拔高度和 纬度变化 致使水银重量受到影响 导致气压计读数误差 7 分 9 对于一个低真空的测量系统 为了获取真空和测量系统的压力值 请配置合理的仪器 1 水流泵或油封 机械泵 油扩散泵 用来获得低真空 2 福廷式气压计或数字式高精度气压计 用来测量大气压力 福 廷式气压计读数要作温度和海拔高度 纬度校正 3 数字式低真空压力测试仪 用来测量低真空系统和大 气环境之间的压力差 4 高密封性管路系统 6 分 10 实验需要获得绝对压力为 1Pa 的真空 应该选用哪套真空设备 A A 旋片式真空泵 B 扩散泵 C 旋片式真空泵 扩散泵 D 水流泵 11 真空捡漏的基本原则是 C A 整套仪器同时进行 B 由真空泵开始分段进行 C 由真空计开始分段进行 D 任意分段进行 12 贝克曼温度计与精密温度计的主要差别在于 B A 贝克曼温度计及其水银球很大 不如精密温度计使用方便 灵活 B 精密温度计用来测定温度 贝克曼温度计用来测定温差 C 贝克曼温度计比精密温度计精确 D 精密温度计比贝克曼温度计精确 13 用精密水银温度计测定温差时需要进行露茎校正 其原因是 C A 温度计不够精确 B 温度计水银球所处的位置不合适 C 玻璃和水银的热膨胀系数不一样 D 所有温度计都需要进行露茎校正 14 在使用真空泵后 关闭真空泵的正确方法是 D 2 A 切断电源即可 B 切断电源 但维持系统真空度 C 先切断电源 再使真空泵通大气 D 先使真空泵通大气 再切断电源 实验一实验一 恒温槽的性能测试恒温槽的性能测试 1 影响恒温槽灵敏度的主要因素有哪些 如和提高恒温槽的灵敏度 答 影响灵敏度的主要因素包括 1 继电器的灵敏度 2 加热套功率 3 使用介质的比热 4 控制温度 与室温温差 5 搅拌是否均匀等 要提高灵敏度 1 继电器动作灵敏 2 加热套功率在保证足够提供因温差导致的热损失的前提下 功率 适当较小 3 使用比热较大的介质 如水 4 控制温度与室温要有一定温差 5 搅拌均匀等 2 从能量守恒的角度讨论 应该如何选择加热器的功率大小 答 从能量守恒角度考虑 控制加热器功率使得加热器提供的能量恰好和恒温槽因为与室温之间的温差 导致的热损失相当时 恒温槽的温度即恒定不变 但因偶然因素 如室内风速 风向变动等 导致恒温 槽热损失并不能恒定 因此应该控制加热器功率接近并略大于恒温槽热损失速率 3 你认为可以用那些测温元件测量恒温槽温度波动 答 1 通过读取温度值 确定温度波动 如采用高精度水银温度计 铂电阻温度计等 2 采用温差测量 仪表测量温度波动值 如贝克曼温度计等 3 热敏元件 如铂 半导体等 配以适当的电子仪表 将温 度波动转变为电信号测量温度波动 如精密电子温差测量仪等 4 如果所需恒定的温度低于室温 如何装备恒温槽 答 恒温槽中加装制冷装置 即可控制恒温槽的温度低于室温 5 恒温槽能够控制的温度范围 答 普通恒温槽 只有加热功能 的控制温度应高于室温 低于介质的沸点 并留有一定的差值 具有制 冷功能的恒温槽控制温度可以低于室温 但不能低于使用介质的凝固点 其它相关问题 其它相关问题 2 恒温槽中的水银接点温度计 导电表 的作用是 B A 既作测温使用 又作控温使用 B 只能用作控温 C 只能用于测温 D 控制加热器的功率 5 一般玻璃缸恒温槽的控温精度是 0 5 0 1 7 在恒温槽安装与性能测试实验中 加热电压的控制对控温有很大影响 在开始升温时 需用大约 200V 的电压 接近所控温度时需用大约 100V 的电压 恒温时需用大约 100V 的电压 9 实验室中 欲将温度控制在 15 0 5 控温介质应选用 C A 冰水混合物 B 干冰 C 乙醇 D 液氮 3 实验二实验二 燃烧热的测定燃烧热的测定 1 燃烧热测定中什么是系统 什么是环境 答 所谓系统 是指研究对象 在本实验中 以内水桶及其内容物包括内水桶 氧弹 介质水 测温元 件 搅拌器螺旋桨等作为系统 可近似看成是一个绝热系统 所谓环境 是指除系统之外且与系统有联系的那一部分物质与空间 在本实验中 环境主要指内水桶以 外且与系统有联系的那一部分物质和空间 包括恒温水夹套 外水桶盖子上方的空气等 2 实验中引起系统和环境热交换的因素有哪些 如何避免热损失 答 系统与环境之间进行热交换的途径包括传导 对流和辐射 内水桶底部与外水桶不是直接接触 而是用传热性差的材料制成的垫子隔开 减少传导引起的热损失 氧弹完全浸没在介质水中 使燃烧释放的热量全部传给周围的介质 外水桶上部用盖子盖住 减少空气 对流 盖子朝下的一面以及内水桶内表面抛光 减少热辐射 3 应如何正确使用氧气钢瓶 答 一般高压气体钢瓶使用注意事项 1 高压气体钢瓶放置场所要求通风良好 温度不超过 35 oC 2 高压气体钢瓶必须装有调节器 即减压器 时方可使用 调节器分氢 氧 乙炔等三种 不准相互 代用 压力计 导管等也要专用 3 安装高压气体钢瓶调节器应牢紧 不得漏气 开瓶时 出气口处不准对人 缓慢开启 不得过猛 否则冲击气流会使温度升高 易引起燃烧或爆炸 4 调节器卸下后 进气口切不可进入灰尘等脏物 并需置于干燥及通风的环境里保存 5 在工作前应先将高压气体输入到调节器的高压室 然后缓慢旋转手柄 次级开关 调解气流 以保 证安全 实验结束后 及时关好气瓶阀门 同时将调节器的手柄旋松 即关的状态 6 调节器 阀门及管道应禁油 7 装高纯气体的钢瓶内的气体不能全部用完而应该保持钢瓶内的气体为正压 以免在气体用毕更换气 体时重新洗瓶 4 在计算萘的燃烧热时 没有用到 3000mL 水的数据 为什么在实验中需要量准水的体积呢 若水体积量 得不准 对测量结果有何影响 答 仪器常数值与水的量有关 为了保证在测量试样和标准样时的仪器常数不变 需要准确量取水的体 积 若第二次测量水体积量得不准 则导致两次测量的仪器常数不一样 用第一次测量得到的仪器常数来计 算第二次测量的燃烧热必然会引起偏差 第二次测量时用水偏少 则燃烧热测量值偏大 反之 则偏小 5 如何知道氧弹内的样品已点燃 如何知道样品已经燃烧完全 答 若记录仪上的电势信号变大 表明氧弹内的样品已点燃 温升曲线记录完毕后打开氧弹 若氧弹内没有明显的残渣 表明样品已经燃烧完全 6 如果内水桶的水温不加以调整 对测量结果会有什么影响 答 在测量试样和测量标准试样时 应近可能的保证两次测量开始时系统温度与环境温度的差值相等 第一次实验结束后 由于燃烧放热 导致水温升高 若不重新调节水温 此时系统将向环境传热 第二 次燃烧实验过程中 由于放热使介质水与环境之间的温差更大 引起更大的热损失 将导致测量结果偏 4 小 7 该实验引起误差的主要因素有哪些 为什么 答 引起误差的主要因素包括 1 样品称量 2 系统与环境之间的漏热 3 燃烧完全程度 4 两次实验 使所用的水量不等 5 搅拌引起的额外热效应 6 空气中 N2变成硝酸所引起的热效应 7 温升测量仪表 的灵敏度等 8 如何测定挥发性液体样品的燃烧热 答 将样品装入胶囊并分三步进行测量 1 测量标准试样 如苯甲酸的燃烧热 获得仪器常数值 2 测 量胶囊的燃烧热 3 将液体样品放入胶囊中密封 测量胶囊和液体样品的燃烧热 该热效应扣除胶囊的 燃烧热 即得到液体样品的燃烧热 若胶囊不易点燃 可在胶囊上面放易燃物质如苯甲酸等 起到助燃作用 9 若期望通过燃烧热测定获取苯的共振能 则应如何设计实验 答 用本实验装置测出苯 环己烯和环己烷的燃烧热 即可求算苯的共振能 具体原理和测量步骤如下 苯 环己烯和环己烷三种分子都含有碳六元环 环己烷和环己烯燃烧热的差值 E 与环己烯上的孤立双键 结构有关 它们之间存在下列关系 Q Q mp mp 环己烯环己烷 E 苯环上有三个双键 若这三个双键是孤立的话 则环己烷和苯的燃烧热之差值应为 3 E 但事实上 由于 苯环上的三个双键是共轭的 所以两者之间存在差异 这个差异就是苯的共振能 E 其它相关问题 其它相关问题 1 在燃烧热实验中 点火不成功 下列可能原因中 除了 A A 点火丝太细 B 样品受潮 C 样品压片太紧 D 点火电压太小 2 在燃烧热实验中 为了防止系统漏热 用了下列措施 除了 A A 准确量取 3 升水 B 用盖子密封 C 水桶内表面抛光 D 空气层隔热 3 根据热膨胀原理设计的温度计是 A A 贝克曼温度计 B 铂电阻温度计 C 铂 铹热电偶 D 热敏电阻温度计 4 在燃烧热测定实验中 用下式计算热量 C QVW q1x q2 K t 该式基于的系统指 A 氧弹及内含物 B 氧弹及内含物和 3000ml 水 C 氧弹及内含物 3000ml 水 内水桶 温度计和搅拌棒 D 氧弹及内含物 3000ml 水 内水桶 外水桶 温度计和搅拌棒 5 如果要测定乙醇的燃烧热 合理的实验方案是 D 2 3 2 3 E3 Q Q mp mp 苯环己烷环己烯 苯环己烷环己烯 苯环己烷 mvmvmv mpmpmp QQQ QQQ E 5 A 测定苯甲酸块燃烧过程的温度改变值 再将乙醇放入燃烧皿中测量燃烧过程 的温度改变值 B 测定液体标准物燃烧过程的温度改变值 再将乙醇放入燃烧皿中测量燃烧过程的温度改变值 C 测定苯甲酸块燃烧过程的温度改变值 再将乙醇装入胶囊中测量燃烧过程 的温度改变值 D 测定苯甲酸块燃烧过程的温度改变值 再将乙醇装入胶囊中测量燃烧过程 的温度改变值 再测量胶囊的热值 6 燃烧热测定实验中 在其它条件不变的情况下 可以用温差测量仪和秒表代 替记录仪和铂电阻温度 计进行实验 7 如果计算得到萘的燃烧热为 5 1484 10 3kJ mol 误差为 5 10kJ mol 则计算结果应表示为 5148 4 50 kJ mol 5150 50kJ mol 9 在氧弹量热计中 内水桶与外桶间的空气层是为了 防止热传导散热 加盖子密闭是为了 防止对流散 热 内水桶表面抛光是为了 防止辐射散热 用雷诺法校正温度是为了 校正漏热 10 某同学在做燃烧热实验时 发现点火丝已烧断 但样品并未点燃 请问下列可能的原因 除了 D A 氧气压力不足 B 点火电压不够 C 点火丝没系紧 D 样品压得太紧 实验三实验三 液体饱和蒸气压的测定液体饱和蒸气压的测定 1 为什么要检查装置是否漏气 系统漏气或脱气不干净对实验结果产生什么影响 答 在动态法测量时 要测定在一定外压下液体的沸点值 如果装置漏气 在压力不断改变 无法达到 系统内气 液两相的平衡 也就无法准确测定一定压力下的沸点值 在静态法时 应确保系统内只有液体的饱和蒸气 如果漏气或脱气不干净 气相中含有空气组分 则气 相压力为相应温度下液体饱和蒸气压和空气分压之和 使得压力测量结果偏大 2 使用真空泵时应注意哪些问题 答 1 按照真空度要求 选择合适的真空装置 如水流泵 油封机械真空泵 低真空 或油扩散泵 高真空 2 油封机械真空泵或油扩散泵在使用时要注意 1 不能直接抽可凝性蒸气或挥发性液体等 2 不能用 来抽腐蚀性气体 3 注意电机电压 电机运转温度等 4 机械泵进气口前置装有三通活塞的缓冲瓶 停止抽气时应将机械泵与抽空系统隔开而与大气相同 再关闭电源 这样既可保持系统的真空度 又能 避免泵油倒吸 3 为什么要进行细致的温度和压力校正 如何校正 答 对沸点读数 应作露径校正 对大气压力读数 要作温度影响的校正以及海拔高度和纬度影响的校 正 沸点读数的露径校正 实验时测定沸点用玻璃水银温度计 由于玻璃和水银的热膨胀系数不相等 使得 玻璃水银温度计在与检定温度计刻度时的温度要求不合至的温度下使用时 温度读数与实际温度值产生 偏差而需要作露径校正 6 校正公式为 t 0 00016h t1 t2 式中 t1为测量温度计读数值 t2为辅助温度计读数值 h 是水银柱露出待测量系统外部分的读数 度 经校正后的温度值为 t t1 t 大气压力计读数的校正 实验中大气压力用福庭式水银气压计读取 水银气压计的刻度以温度为 0 水 银和铜套管热膨胀系数不同的影响 纬度为 45 0 的海平面 重力加速度随纬度和海拔高度改变的影响 为 标准 若不符合上述规定 则需要作相应的温度影响校正和纬度 海拔高度影响校正 温度校正公式为 t t 1 t pt 其中 181792 0 175t 0 035116t 2 10 9 1 18 4 10 6 1 校正为 0 时的大气压值 p0 pt t 式中 t为温度校正值 pt为气压计读数 p0为校正为 0 时的大气压力值 t 为气压计温度 为水 银的热膨胀系数 为刻度标尺黄铜的线性热膨胀系数 海拔高度及纬度校正 经温度校正后的值再乘以 1 2 6 10 3cos2 3 14 10 7H 即为经海拔和纬度校正 后的气压值 其中 为气压计所在地纬度 0 H 为当地海拔高度 m 4 怎样保证实验中温度和压力能够测准 答 以动态法测定液体饱和蒸气压为例 实验的关键是确保气 液两相达到平衡并准确测量压力和沸点值 因此应该做到 1 测量系统不漏气 测量前要作细致的气密性检查 2 测量温度计位置合适 要置于液面以上而沸腾液 泡又能够打着的高度 不能碰到沸点仪玻璃壁 3 在控制压力为一定值的前提下 待气 液两相达到或接 近平衡后读数 测量温度计读数保持不变达 3 分钟以上 4 同时准确读取测量温度计 辅助温度计 大 气压力计和数字式真空压差计读数 5 对沸点和压力读数作相应校正 5 对比静态法和动态法的优缺点和适用对象 答 静态法为控制温度 测定液体在相应温度下的饱和蒸气压值 动态法为控制压力 测定液体在相应 压力下的沸点 静态法测量时更能接近系统内气 液两相的平衡 但静态法测量时难度更大 1 要确保测量系统在测量前 抽气干净 系统内只有液体的蒸气 2 测量前抽气时要控制好抽气速度 避免液体暴沸 3 压力测量时 要控制好放气速度 至等压计两边液面等高后读数 若放气过快 发生空气倒灌 则要重新抽气 4 恒 温槽控温精确 静态法一般适用于测定中 高压蒸气压 测压下限为 1kPa 动态法可用于相对低些的蒸气压测定 但最 好不低于 0 5kPa 6 怎样实现用 Antoine 方程关联饱和蒸气压 温度数据 答 借助计算机数据处理软件 如 Origin 对饱和蒸气压和温度数据按 Antoine 方程作非线性拟合获得 Antoine 系数 即实现用 Antoine 方程关联饱和蒸气压 温度数据 7 相同压力下 纯液体和相应溶液的沸点有什么不同 为什么会产生这一现象 7 答 若液体内溶入非挥发性溶质 则相应溶液的沸点升高 原因 溶液的饱和蒸气压低于同温度下纯液 体的饱和蒸气压 若液体内溶入挥发性溶质 情况会比较复杂 相应溶液的沸点较纯液体是升高还是降低 取决于 1 溶 剂和溶质何者为易挥发组分 2 溶质和溶剂是否形成恒沸混合物 3 所形成溶液中溶质的组成 其它相关问题 其它相关问题 1 动态法测定水的饱和蒸气压实验中 实验温度在 80 100 之间 则所测得的汽化热数据是 D A 水在 80 时的汽化热 B 水在 100 时的汽化热 C 该数值与温度无关 D 实验温度范围内汽化热的平均值 2 水银温度计的露茎矫正是用来校正温度计露出段没有浸入系统所产生的误差 3 动态法测定水的饱和蒸气压实验中 液面上的气体应完全是水蒸气 4 动态法测定水的饱和蒸气压实验中 对下面有关叙述中 正确的是 B A 测量前应把系统系统中的空气脱净 B 不必脱净空气 只要抽到合适的真空度即可 C 为了测准温度 应把温度计插入水中 D 不管沸腾情况如何 加热电压不能超过 50V 6 测定液体沸点的正确方法是 B A 将温度计插入沸腾的液体中 B 让沸腾的液体和蒸气冲击到温度计水银泡 C 将温度计置于沸腾的液体的上方 D 利用简单整流装置 7 在动态法测定水的饱和蒸气压实验中 当时大气压为 101 33kPa 在压差计读数 53 60kPa 时读得沸点为 80 00 说明 C A 水在 80 时的蒸气压为 53 60kPa B 沸点仪液面上水的蒸气压为 53 60kPa C 水在 80 时的蒸气压为 47 73kPa D 沸点仪液面上水的蒸气压为 47 73kPa 实验四实验四 氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定 1 如何检查系统是否漏气 答 接通真空泵 系统抽气至 实验所需要的真空度 切断真空泵 观察压差计读数是否变化 若保持 不变或开始缓慢变化随后保持不变 系统内有蒸气源 则系统不漏气 若有漏气 应从真空泵开始沿真空管路逐段检查漏气点 2 什么叫分解压 氨基甲酸铵分解反应是属于什么类型的反应 答 一定温度下 将固体试样置于密闭 预先抽为真空的系统中 待固体试样的分解反应达到平衡时 8 系统的压力称为分解压 氨基甲酸铵的分解压随温度升高而变大 氨基甲酸铵分解反应为放热反应 3 怎样测定氨基甲酸铵的分解压 答 1 调恒温槽至一定温度 2 打开真空泵将装试样小泡抽至真空 停止抽真空 观察压差计读数 检 查漏气 3 再次抽真空 至装试样小泡内抽气完全 4 确认恒温槽已经达到控制温度 5 由缓冲瓶放气 活塞缓慢放气 至等压计两侧液面等高并保持一定时间 2 3min 6 读取大气压力计和压差计读数 预先 置零 大气压力计读数 压差计读数 即为相应温度下的分解压 4 为什么要抽干净小球泡中的空气 若系统中有少量空气 对实验结果有什么影响 答 如果不抽干净小泡内的空气 则测得的分解压为实际分解压和空气分压之和 若系统中有少量空气 则导致分解压测定值偏大 5 如何判断氨基甲酸铵分解反应已经达到平衡 没有平衡就测数据 将有何影响 答 在确保恒温槽温度恒定的前提下 经由缓冲瓶活塞缓慢放气至等压计两侧液面等高并能够保持 则 氨基甲酸铵分解反应业已达到平衡 没有达到平衡就测数据 则会导致分解压测定值与实际分解压值产生偏差 如果按照温度逐渐升高的顺 序测定各个温度下的分解压值 随着分解反应逐渐接近平衡 系统内的压力逐渐变大 未达到反应平衡 就测数据会导致分解压测定值偏小 如果按照温度逐渐降低的顺序测定各个温度下的分解压值 随着分 解反应逐渐接近平衡 系统内的压力逐渐变小 未达到反应平衡就测数据会导致分解压测定值偏大 6 根据哪些原则选用等压计中的密封液 答 要求密封液 1 高沸点或低饱和蒸气压 以免密封液的挥发导致压力读数误差 2 粘度较高 以免 在放气稍快时 空气就倒灌进入装试样小泡内 3 密度较低 降低因为等压计两侧液面等高判断误差导 致的压力读数误差 4 稳定 不会和通过气体发生反应 7 当将空气放入缓冲瓶时 若放入空气过多 则会出现什么现象 怎么解决 答 若缓冲瓶内放入空气过多 导致等压计和空气接触一侧液面偏低 则需要重新抽真空至等压计和空 气接触一侧液面较高 随后再缓慢放气至等压计两侧液面等高 若缓冲瓶内放入空气过多 过快并有空气倒灌进入装试样小泡内 则需要重新抽干净小泡内的所有气体 组分 8 将测量值与文献值比较 分析引起误差的主要原因 答 本实验的主要误差原因包括 1 压差计未预先置零 2 装试样小泡内抽气不干净 3 恒温槽控温不 准 或未达到控制温度就开始测压 4 恒温槽达到了控制温度但分解反应尚未达到平衡就开始测压 5 等压计两侧液面等高判断误差 6 压差计 大气压力计误差等 其它相关问题 其它相关问题 1 需测定氨基甲酸铵分解反应在 40 下的平衡常数 最合理的实验操作顺序是 B A 调节恒温槽 系统检漏 脱气 压差计置零 放入空气到等压计相平后 10 分钟不变 B 压差计置零 系统检漏 脱气 调节恒温槽 放入空气到等压计相平后 10 分钟不变 C 调节恒温槽 压差计置零 系统检漏 脱气 放入空气到等压计相平 9 D 调节恒温槽 脱气 压差计置零 系统检漏 放入空气到等压计相平 2 以等压法测氨基甲酸铵分解反应分解压力的实验中 在 298K 时 若测得的分解压比文献值大 分析引 起误差的原因 哪一点是正确的 B C A 恒温水浴的实际温度低于 298K B 等压计使用了低沸点液体 C 氨基甲酸铵吸潮 D 平衡时间不够 3 真空系统需要捡漏 合理的操作是 B A 接通真空泵 至最高真空度 切断真空泵 观察压差计读数 B 接通真空泵 至实验所需要的真空度 切断真空泵 观察压差计读数 C 接通真空泵 至任意大小的真空度 切断真空泵 观察压差计读数 D 接通真空泵 至最高真空度 观察压差计读数 4 使用机械真空泵能获得 B A 粗真空 B 低真空 C 高真空 D 极高真空 5 福廷式气压计读书需纬度校正是因为不同纬度重力加速度不同 6 在分解反应平衡常数测定实验中 下列误差分析错误的是 BC A 由于恒温槽显示温度偏高 使得分解压偏小 B 因为样品受潮 使得分解压偏小 C 用水银作等压计的液体 结果使得分解压偏小 D 样品室中的空气未抽净 导致分解压偏大 7 氨基甲酸铵分解反应的实验装置中采用等压计 其中封闭液的选择对实验结果颇有影响 为减少封闭液 选择不当所产生的实验误差及提高实验测定的灵敏度 选择下列条件的封闭液错误的是 A A 低沸点 B 低密度 C 低蒸气压 D 低吸收 8 如果要测定 CaCO3分解反应平衡常数 与测定 NH2COONH4分解反应的装置相比 需要改进 B A 真空泵 B 恒温装置 C 测压仪器 D 等压计 实验五实验五 电导的测定及其应用电导的测定及其应用 1 如何定性解释电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低 答 电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低 对于强电解质 随溶液浓度增加 单位体积中的离子数目增 多 离子之间的间隔距离缩短 离子之间的相互作用增大 离子电迁移速率变慢 因此摩尔电导率降低 对于弱电解质 随溶液浓度增大也会导致离子电迁移速率变慢而引起摩尔电导率降低 但更主要的是因 为弱电解质浓度增大时电离度降低 实际参与导电的离子数目减少 结果摩尔电导率降低 2 为什么要用高频交流信号测定电解质溶液的电导 交流电桥平衡的条件是什么 答 若不采用高频交流信号而采用低频交流信号甚至直流信号 则电导池就相当于电解池 电导池电极表 面发生电解反应并导致溶液浓度改变 电导读数产生误差 惠斯顿电桥平衡的条件为电桥中 D C 两点电势相等 实验中连接在 D C 两点之间的示波器呈现水平线 灵敏度调至最高 若将电导池近似看作为纯电容器 则满足 10 R1 Rx R2 R3 但实际上电导池并非纯电阻器 有容抗 在给定 R2 R3的值并调整 R1的值至电桥平衡的过程中 并不能 将示波器中显示的信号调至完全为水平线 此时只要将示波器中显示的信号调至振幅最小 即可近视认 为已经达到电桥平衡 3 电解质溶液的电导率与哪些因素有关 答 电解质溶液电导率的影响因素包括 1 电解质溶液溶质 溶剂的种类 2 电解质溶液的浓度 3 温度 4 为什么要测定电导池常数 如何得到该常数 答 通过惠斯顿电桥可以测得电导读数 本实验中要测定不同浓度 KCl 溶液的摩尔电导率值 需要相应浓 度 KCl 溶液在实验温度下的电导率值 电导率值由下式计算 G Kcell 式中 Kcell即为电导池常数 因此由实验测定电导值 G 计算电导率 并进而计算溶液摩尔电导率 m需要知 道所用电导池的电导池常数 Kcell的值 电导池常数可以由生产厂家标注值获取 或用该电导池通过惠斯顿电桥测定一定浓度 KCl 溶液在相应温 度下的电导值 查文献得到 KCl 溶液在相应浓度 温度下的电导率值 即可计算得到该电导池在相应温 度下的电导池常数值 Kcell G 5 测定电导时为什么要恒温 实验中测定电导池常数和溶液电导时 温度是否要一致 答 电解质溶液的摩尔电导率值与温度有关 因此需要在恒温条件下进行实验 电导池为将金属片 常为铂片 固定在玻璃支架中制备得到 一定温度下 金属片的间隔距离 l和面积 A 具 有恒定值 因此电导池常数 Kcell l A 恒定 随温度改变 由于热胀冷缩 l 和 A 发生改变并导致电导池 常数 Kcell改变 因此实验中测定电导池常数和溶液电导时 温度应该一致 其它相关问题 其它相关问题 1 在电桥法测定溶液电导时 调节 R3 电阻 很难调到示波器中的波形完全平直 这主要原因是 A A 电导池有电容 使交流电的相位改变 B 电阻箱的分度不够小 电阻改变值不连续 C 仪器灵敏度不够 D 因为是交流电 不能变为直流电的水平波形 2 检流计可以检测微小电流 因此在电桥法测定电导时 可以用检流计代替示波器 3 在电导测定实验中 需要用交流电源而不用直流电源的原因是 A A 防止在电极附近溶液浓度发生变化 B 能准确测定电流的平衡点 C 简化测量电阻的线路 D 保持溶液不致升温 4 在电导测定实验中 示波器调节不到直线的可能原因是 C 11 A 示波器不够灵敏 B 电阻箱的电阻改变不够小 C 电导池电容没有补偿 D 信号发生器的频率太低 5 请画出能检测桥上电流 或电势的 的惠斯顿电桥 如果要检测桥上的零直流电流 或电势 应接 直流信号源 直流检流计 检测零交流电流 或电势 应接 交流信号源 示波器 需测不平衡电势则应接 相应的信号源 如三角波发生器 示波器 8 分 6 溶液电导数据的应用是很广泛的 下列有关电导测定应用的说法错误的是 C A 检验水的纯度 B 测定难溶盐溶解度 C 测定电解质的迁移数 D 测定反应速率常数 7 用电桥法测定电解质溶液的电导时 正确的电路图是 D E G R1R2 R3 Rx E R1R2 R3 Rx G A B E R1R2 R3 Rx G E G R1R2 R3 Rx T T T T A A A AB B B B C C C C D D D D R R R R1 1 1 1 R R R R2 2 2 2 R R R R3 3 3 3 R R R Rx x x x 12 C D 实验六实验六 原电池电动势的测定及其应用原电池电动势的测定及其应用 1 补偿法测定电池电动势的装置中 电位差计 工作电源 标准电池和检流计各起什么作用 如何使用 和维护标准电池及检流计 答 补偿法测定电池电动势的过程中工作电池 要求电压稳定 在滑线变阻器上的分压与标准电池 变换开 关 SW 打在 N 时 或待测电池 变换开关 SW 打在 x 时 反向而相互抵消 调整滑线变阻器上的电阻值至检流 计指示回路中没有电流流过时 则恰好互相补偿 由滑线变阻器电阻读数 变换开关 SW 打在 N 时并恰好 补偿时读数为 R1 变换开关 SW 打在 x 时并恰好补偿时读数为 R2 及实验温度下标准电池电动势值 即可 计算得到待测电池电动势值 Ex Ew R2 R1 因此补偿法测定电池电动势的实验中 各个装置的作用为 电位差计 提供测量回路 工作电池 提供补偿电压 标准电池 用于确定 R1的值 检流计 检测回路中流过电流是否为零 是否恰好补偿 标准电池的使用 维护 对标准电池的要求 1 可逆电池 2 电动势稳定 并能确定在实验温度下的电动势值 标准电池使用中应注意 1 要避免大电流冲击 更应禁止两极之间短路 2 禁止倒置 3 在一定温度下 使用 储存 检流计的使用 维护 1 使用前要调零 2 不断调整滑线变阻器电阻大小至回路中恰好完全补偿的过程 中 逐渐提高检流计灵敏度 3 操作时要避免检流计的震动 4 避免检流计的大电流冲击 以免打断指 针 5 未调至完全补偿 指针偏转较大时 不要让检流计指针长时间处于偏转状态 以免检流计内部线 圈的固定金属丝发生疲劳现象 2 测量过程中 若检流计光电总往一个方向偏转 可能是哪些原因引起的 答 当工作电池的分压和标准电池或测量电池的电动势互为抵消时 才可能通过调整滑线变阻器电阻大 小 至检流计指针指示为零 因此 若检流计总往一个方向偏转 则说明工作电池的分压和标准电池或 测量电池的电动势不能抵消 可能的原因包括 1 工作电池或标准电池 待测电池 接线接反 2 因接线 松动 没有放置盐桥等 导致断路 3 工作电池电压或标准电池电动势不合适 3 测量电动势时为和要用盐桥 如何选用盐桥以适应不同的系统 答 若电池中有液 液界面 为了消除液 液界面电势差 必须使用盐桥 对盐桥的要求 1 导电性好 一般使用强电解质的饱和溶液 2 电解质阴 阳离子的电迁移率接近 能 够消除液体接界电势 3 不会与测试系统的物质发生反应 如 KCl 盐桥不能在含 Ag 离子的溶液中使用 4 为了避免盐桥使用过程中电解质的渗漏 通常将电解质固定在琼脂凝胶的网状结构中 4 根据可逆电池的必备条件 用补偿法测定其电动势 怎样才能测准 13 答 1 调整滑线变阻器电阻至回路中工作电池的分压和标准电池或待测电池电动势恰好完全补偿 检流计 指示为零 回路中电流 I 0 2 避免大电流冲击 3 实验温度恒定 其它相关问题 其它相关问题 1 原电池电动势的测定 可以用 B A 直流伏特计 B 电子电位差计 C 普通万用表 D 惠斯顿电桥 2 在原电池电动势测定实验中所用盐桥中的电解质 需符合下列条件 除了 D A 正 负离子电荷数相同 B 正 负离子迁移数接近 C 不会与所处溶液反应 D 尽量与溶液中离子相同 3 用对消法测量可逆电池的电动势时 如果待测电池的正 负极接反 产生的后果是 C A 测量结果偏大 B 测量结果偏小 C 检流计指针总是偏向一边 D 检流计指针向相反方向偏 4 pH 计是根据什么电学性质测量溶液的氢离子活度的 B A 电导 B 电动势 C 电容 D 电迁移 5 用对消法测可逆电池的电动势 主要是为了 C A 消除电极上的副反应 B 减少标准电池的损耗 C 在接近可逆的情况下测定 D 为了方便 6 用电位差计测定可逆电池的电动势时 若所用工作电池的电压低于要求的最小电压 操作时会发现 检 流计总向一边偏 的现象 出现同一现象的可能原因是 工作电源未通 标准电池未通 待测电池未通 盐 桥未放 正负接反等 7 用对消法测可逆电池电动势的实验中 下列操作会造成检流计总向 一边偏的是 D A 检流计不够灵敏 B 转换开关置于 断 位置上 C 没有校正工作电流 D 测量电池没有放盐桥 8 在测定 Ag AgCl s Cl 的电极电势时 要用 KCl 盐桥 主要是因为 B A 仅起导通电流的作用 B KCl 正 负离子迁移数接近 C KCl 正 负离子电荷数相同 D KCl 与溶液中的离子相同 9 在使用 UJ 25 电位差计测量电池电动势时 首先须把转换开关打到 N 处进行标准化操作 其目的是 C 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 14 实验七实验七 甲酸氧化反应动力学的测定甲酸氧化反应动力学的测定 思考题参考答案 思考题参考答案 1 可以用一般的直流伏特计来测量本试验的电势差吗 为什么 答 不可以 本实验中需要测量的电势差 即为电池电动势值 原电池电动势测量时 要求流过电流 I 0 而局 限于直流伏特计的工作原理 直流伏特计测量时必须有电流流过 因此用伏特计测得的为端电压而非电 池电动势值 2 如果甲酸氧化反应对溴来说不是一级 能否用本实验的方法测定反应速率系数 答 仍然可以 但此时 ln Br2 与 t 就不再是线性关系 根据 n 2 2 Br k dt Br d n 2 时 积分可 得Ct k Br n1 2 C 为常数 则 n1 C t ln k Br ln 2 代入电动势 E 与 ln Br2 之间的关系式中 可得 n1 C t ln k 2F RT CE 记录反应过程中 E t 曲线 取点并经非线性拟合可得到此对数曲线的具体方程 从而得到 n 的值 3 为什么用记录仪进行测量时要把电池电动势对消掉一部分 这样做对结果有无影响 答 原则上原电池电动势需要用电位差计 补偿法 测定 但本实验的反应过程中电池电动势值不断改变 采用电位差计显然无法测量 因此通过叠加一反向电压对消掉一部分电动势 使得流过的电流减小 测 得的电势差值接近电池电动势值并能连续测定 再则 因待测定电池电动势约为 0 8V 而反应的电动势 变化仅为 30mV 左右 即EE 此时测量 由于信号基值较大 而变化信号的不明显 有较大的误差 因此对消掉一部分的电动势使得基值信号降低到与变化值同一数量级范围内 可大大提高精确度 这样做并不会对结果有影响 根据测量公式t2F k RT ConstE 对消只是将 E 后减去一个常数 即t2F k RT Const Const ConstE 新的测量电动势 t RT 2F k Const t2F k RT Const Const ConstEE 仅常数项改变而直线斜率不变 因此不会对 k 产生任何影响 4 写出电极反应和电池反应 估计该电池的理论电动势约为多少 答 电池为 一 Hg Hg2Cl2 Cl Br Br 2 Pt 阳极反应 1 22 1 222 eClHgClHg 阴极反应 BreBr22 1 2 电池反应 BrClHgClHgBr222 222 15 VVVEEE855 0 2410 0 065 1 该电池的理论电动势约为 0 855V 5 本实验的反应物之一溴是如何产生的 写出有关反应 为什么要加 5ml 盐酸 答 本实验中的反应物之一溴通过加入的溴试剂储备液中 KBr 与 KBrO3反应得到 反应方程为 OHBrHBrOBr 223 3365 加入 5mL 盐酸是为了提供 H 催化此反应的进行 通过本次实验 了解电化学方法在定量分析中的作用 它能反映浓度随时间的变化 将化学信号转 变为易测量的电动势信号 本实验的设计思想也是一种值得学习的方法 将多变量影响因素逐个分离 分别求单变量的影响 其它相关问题 其它相关问题 2 在甲酸氧化反应动力学测定中 加入 KBr 溶液的主要目的是 C A 它是反应物 B 它是生成物 C 需过量的 Br D 生成 Br 2 3 在甲酸氧化反应动力学测定实验中 加入甲酸后 对记录的电势随时间变化关系及原因叙述正确的是 B A 由于反应过程中 Br2 减小 测量电池电动势增大 所以记录的电势随时间变化增大 B 反应过程中测量电池电动势减小 记录的电势 E E 外接 E 测量 随时间变化增大 C 反应过程中测量电池电动势增大 记录的电势 E E 测量 E 外接 随时间变化增大 D 由于反应过程中 Br2 减小 测量电池电动势增大 所以记录的电势随时间变化减小 4 在甲酸氧化反应动力学测定中 加入 KBr 溶液的主要目的是 C A 它是反应物 B 它是生成物 C 需过量的 Br D 生成 Br 2 5 为了了解某一化学反应的动力学 在实验中要测定是 D A 反应速率系数 B 反应级数 C 反应活化能 D 反应物浓度随时间的变化 实验八实验八 溶液表面张力的测定及等温吸附溶液表面张力的测定及等温吸附 思考题参考答案 思考题参考答案 1 毛细管尖端为何要刚好触及液面 答 若毛细管尖端不与液面相接触 则实验系统与大气相通 没有气泡产生 也就无法完成测量 若毛细管伸入液面以下 液体静压差引入额外的压力 气泡产生所需要的压差为曲面附加压力和液体静 压差之和 导致测量测量值偏大 16 2 为何毛细管尖端要平整 选取时应注意什么 答 毛细管尖端不平整则无法做到尖端与液面正好相切 而且产生的起泡不能够为规整的半球状 曲率 半径 Rm r 这样导致测量不准确 选取毛细管时直径不宜过大 否则 Pm太小 测量的相对误差偏大 若毛细管直径太小 最大气泡对应的 最大压差过大 以至于滴定管中的液体静压差不足 毛细管不能出泡 毛细管直径太小 也容易引起尖 端口堵塞的现象 因此选取毛细管的直径大小要适中 3 如果气泡出得很快对结果有何影响 答 气泡出得过快 则测压仪读数变化也变快 但受限于压差计的灵敏度 可能无法捕捉最大压差读数 从而引起实验误差 4 用最大气泡法测表面张力时 为什么要选取一标准物质 最大气泡法的适用范围怎样 答 毛细管的管径难以直接测定 因此通过测量实验温度下标准物质 表面张力 0值已知 的最大压差 p0及待测溶液的最大压差 p 并由下式计算待测液体的表面张力 值 0 p p0 本实验中也可以采用其它已知相应实验温度下的表面张力值的液体作为标准物质进行实验 但因本实验 中待测溶液以水为溶剂 因此以纯水为标准物最为合适 最大气泡法不适用于较高浓度溶液表面张力的测定 因为毛细管口会堵塞 同样也不适用粘度较大液体 表面张力的测定 5 在本实验中 那些因素将会影响测定结果的准确性 答 本实验的主要误差因素包括 1 恒温槽控温不准或试样恒温不够导致的误差 2 液面没有调整至恰 好与毛细管端面相切导致的误差 3 溶液配制时浓度不准确导致的误差 4 毛细管内和表面张力仪内壁 润洗不够导致的误差 5 毛细管端面不干净或不平整 结果导致出泡不规整引起的误差 6 压差计灵敏 度或测量精度不够引起的误差 7 表面张力仪下端活塞密封性不够结果发生恒温槽中的水渗入表面张力 仪内引起的误差 其它相关问题 其它相关问题 1 用最大气泡压力法测定溶液表面张力的实验中 测得的某溶液的读数精密度很差 可能是下列原因造成 的 除了 C A 毛细管口不干净 B 毛细管口不平整 C 压差计忘了置零 D 毛细管插入液体内部 2 在最大气泡法测溶液表面张力实验中 如需用仪器测定正丁醇的浓度 可用下列哪种仪器准确测定 D A 分光光度计 B 旋光仪 C 电导率仪 D 阿贝折光仪 3 最大气泡法测定溶液表面张力是根据弯曲液面上有附加压力原理设计的 4 用最大气泡压力法测定溶液表面张力的实验中 下面哪一条不是为了防止鼓出连珠泡和不均匀气泡 A 17 A 毛细用溶液润洗 B 毛细管口必须平整 C 毛细管壁必须清洗干净 D 毛细管应垂直放置 5 用最大气泡压力法测定溶液表面张力的实验中 下面哪一条不是为了防止鼓出连珠泡和不均匀气泡 A A 毛细用溶液润洗 B 毛细管口必须平整 C 毛细管壁必须清洗干净 D 毛细管应垂直放置 6 在最大气泡法测定水溶液的表面张力实验中 当气泡所承受的压力差达到最大时 气泡的曲率半径为 C A 无穷大 B 大于毛细管半径 C 等于毛细管半径 D 不确定 7 如用最大气泡法压力法测定某一液体样品的表面张力 某同学在试管中放入标准液体和样品时都把毛细 管插入液面以下 2mm 这样会产生以下结果 D A 对结果没影响 B 测得的样品表面张力将偏大 C 测得的样品表面张力将偏小 D 会产生连珠泡和不均匀气泡 实验九实验九 二组分完全互溶系统的气二组分完全互溶系统的气 液平衡相图液平衡相图 1 沸点仪中盛气相冷凝液的小球体积过大或过小 对测量有和影响 答 若小球体积过小 小球中的气相冷凝液可能不够测定折光率并确定液相组成使用 若小球体积过大 则可能导致小球中气相冷凝液冲洗不充分 前一次加热沸腾过程中的气相冷凝液仍残 留在小球中 导致折光率以及气相组成测量产生误差 再者 实验中是先在沸点仪中装入一定量的某一 纯组分 然后依次按预先设定量加入另一组分 加热沸腾再冷却后分别取液相和气相试样 并由折光率 测定值确定气相和液相组成 若每次测量时气相冷凝液取样过多 气相消耗量过大 可能导致混合物组 成偏离预先设定值过大 实验点不合理 2 实验时 若所吸取的气相冷凝液挥发掉了 是否需要重新配制溶液 答 应该尽量避免气相冷凝液挥发以至于无法测定的现象发生 以免实验点偏离预先设定值过大 但若真 的有这种情况发生 也无需重新配置溶液 而只需要重新加热沸腾 冷凝 取样并测定分析即可 3 测定纯环己烷或纯乙醇的沸点时 为什么必须将沸点仪吹干 而测定混合物的沸点和组成时 不必将沸 点仪吹干 答 测纯组分的沸点时 应确保沸点仪中没有其它组分的存在 因此必须将沸点仪吹干 而在测定混合物 的沸点和组成时 沸点直接在实际所用试样的实验过程中读取 需作露径校正 组成由气相或液相试样的 折光率读数确定 因此在确保混合物中没有第三组分 如水等 的前提下 不必将沸点仪吹干 4 测定纯组分的沸点时 蒸气冷凝液和残留液的折光率是否应该相等 若不等 说明什么问题 应该怎样 处理 答 对于纯组分 气相和液相组成相同 折光率读数也应该相等 如不相等 则可能是 1 折光率读数有 误差 2 折光率测定时温度波动 3 试样不纯 5 该系统用普通蒸馏方法能否得到两纯组分 为什么 18 答 普通蒸馏方法仅能部分分离双总分系统而无法完全分离获得两个纯组分 而况乙醇 环己烷系统会在常 压下形成恒沸混合物 因此即使采用精馏方法也只能得到一个纯 或接近为纯 的组分和一个恒沸混合物而 无法得到两个纯组分 6 实验过程中你发现液态混合物的沸点 组成 折光率变化有什么规律 答 在恒沸点左侧 乙醇一侧 随着实验过程中逐渐加入环己烷并且在到达恒沸点之前 沸点逐渐降低 系 统组成以及气相 液相组成中环己烷的含量逐渐增加 折光率读数变大 并始终气相的折光率读数大于 液相的折光率读数 而一旦加入的环己烷量使得系统组成越过了恒沸点 则随着环己烷的进一步加入 沸点逐渐升高 气相 液相的折光率读数继续增大 气相和液相中环己烷的含量继续增加 但是液相的 折光率读数会大于气相的折光率读数 液相中的环己烷含量大于气相中的环己烷含量 发生反转 在恒沸点右侧 环己烷一侧 随着实验过程中逐渐加入乙醇并且在到达恒沸点之前 沸点逐渐降低 系统 组成以及气相 液相组成中环己烷的含量逐渐减小 折光率读数变小 并且始终有液相的折光率读数大 于气相的折光率读数 液相中的环己烷含量大于气相中的环己烷含量 而一旦加入的乙醇量使得系统组 成越过了恒沸点 则随着乙醇的进一步加入 沸点逐渐升高 气相 液相的折光率读数继续变小 气相 和液相中环己烷的含量继续减少 但是气相的折光率读数会大于液相的折光率读数 气相中的环己烷含 量大于液相中的环己烷含量 发生反转 7