物化试验的思考题答案

1、物化实验的思考题答案实验一燃烧热的测定1. 在本实验中，哪些是系统？哪些是环境？系统和环境间有无热交换？这 些热交换对实验结果有何影响？如何校正？提示：盛水桶内部物质及空间为系统，除盛水桶内部物质及空间的热量计 其余部分为环境，系统和环境之间有热交换，热交换的存在会影响燃烧热 测定的准确值，可通过 雷诺校正曲线校正来减小其影响。2. 固体样品为什么要压成片状？萘和苯甲酸的用量是如何确定的？提示：压成片状有利于样品充分燃烧；萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大，量太多不能充分燃烧， 可根据氧弹的体积和内部氧的压力 确定来样品 的最大用量。3. 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些 ？提示：压片太紧、

2、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着；压片太松、氧气不足会造成燃不尽。4. 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些？本实验成功的关键因素是什么？提示：能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果 的主要因素。本实验成功的关键：药品的量合适，压片松紧合适，雷诺温度校正。5. 使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事项？提示：阅读物理化学实验教材 P217-2206. 什么是燃烧热？它在化学计算中有何应用？答：燃烧热是指在一定压力、温度下，某物质完全氧化成相同温度的指定产物时的焓变。在化学计算中，它 可以用来求算化学反应的焓变以及生成焓。7. 什么是卡计和水的热当量？如何测得？答：即量热计及

3、水每升高 1K所需吸收的热量。利用标 准物质（如苯甲酸）进行标定。8通过燃烧热测定实验，能否自己设计实验，利用数据 来判断煤、柴油、天然气哪个热值最大？答：液体样品燃烧热的测定方法：取一只预先称好重量 的玻璃小球直径约，用注射器将样品装进小球，再在煤 气灯上把小球的玻璃管口封死。玻璃小球在装样前后重 量之差就是液体样品的重量。再取一片预先压好的带有 点火丝的标准样品如苯甲酸，称重后系在氧弹的点火电 极上，将装好样品的玻璃小球放在此样品片下面如图所 示，充氧气后，点火，标准样品先燃烧，放出的热使玻璃 小球裂开，此才液体样品被点燃，并在氧气中完全燃烧。 其余操作方法与固体样品燃烧热的测定基本类似。

4、此时， 氧弹中样品燃烧放出的热量为固体标准样品、液体样品 以及点火丝燃烧放热之总和。基于固标准样品及点火丝 的燃烧热是已知的，所以很容易计算出液体样品的燃烧 热。另外，在计算样品的燃烧热时，应考虑到玻璃球本身 的热容量。实验二 凝固点降低法测定相对分子质量1. 什么原因可能造成过冷太甚？若过冷太甚，所测溶液凝固点偏低还是偏 高？由此所得萘的相对分子质量偏低还是偏高？说明原因。答：寒剂温度过低会造成过冷太甚。 若过冷太甚，则所测溶液凝固点偏低。 根据公式 和 可知由于溶液凝固点偏低， ？Tf偏大，由此所得萘的相对 分子质量偏低。2. 寒剂温度过高或过低有什么不好？答：寒剂温度过高一方面不会出现过

5、冷现象，也就不能产生大量细小晶体 析出的这个实验现象，会导致实验失败，另一方面会使实验的整个时间延 长，不利于实验的顺利完成；而寒剂温度过低则会造成过冷太甚，影响萘 的相对分子质量的测定，具体见思考题1答案。3. 加入溶剂中的溶质量应如何确定 ？加入量过多或过少将会有何影响？ 答：溶质的加入量应该根据它在溶剂中的 溶解度来确定，因为凝固点降低 是稀溶液的依数性，所以应当保证溶质的量既能使溶液的 凝固点降低值不 是太小，容易测定，又要保证是 稀溶液这个前提。如果加入量过多，一方 面会导致凝固点下降过多，不利于溶液凝固点的测定，另一方面有可 能超 出了稀溶液的范围而不具有依数性 。过少则会使凝固点

6、下降不明显，也不 易测定并且实验误差增大。4. 估算实验测定结果的误差，说明影响测定结果的主要因素？答：影响测定结果的主要因素有 控制过冷的程度和搅拌速度、寒剂的温度 等。本实验测定凝固点需要过冷出现，过冷太甚会造成凝固点测定结果偏 低，因此需要控制过冷程度， 只有固液两相的接触面相当大时，固液才能达到平衡。实验过程中就是采取突然搅拌的方式和改变搅拌速度来达到控 制过冷程度的目的；寒剂的温度，寒剂温度过高过低都不利于实验的完成。5. 当溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时，测定的结果有 何意义？答：溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时，凝固点降低法 测定的相对分子质量为溶质

7、的解离、缔合、溶剂化或者形成的配合物相对 分子质量，因此凝固点降低法测定出的结果反应了物质在溶剂中的实际存 在形式。6. 在冷却过程中，凝固点测定管内液体有哪些热交换存在？它们对凝固点 的测定有何影响？答：凝固点测定管内液体与空气套管、测定管的管壁、搅拌棒以及温差测 量仪的传感器等存在热交换。 因此，如果搅拌棒与温度传感器摩擦会导致 测定的凝固点偏高。测定管的外壁上粘有水会导致凝固点的测定偏低。7. 什么要先测近似凝固点？答：因为凝固点的确定比较困难，先测一个近似凝固点，然后在精确测量时，通过“在接近近似凝固点时减 慢降温速度，到凝固点时快速搅拌”的方法有效减小测 亘 口辛8. 测凝固点时，纯

8、溶剂温度回升后有一恒定阶段，而溶液则没有，为什么？答：这是因为随着固态纯溶剂从溶液中不断析出，剩余溶液的浓度逐渐增大，因而凝固点逐渐降低，在步冷 曲线上得不到温度不变的水平段，只出现折点。实验三纯液体饱和蒸气压的测定1. 在停止抽气时，若先拔掉电源插头会有什么情况出现？答：会出现真空泵油倒灌。2. 能否在加热情况下检查装置是否漏气 ？漏气对结果有何影响？答：不能。加热过程中温度不能恒定，气-液两相不能达到平衡，压力也 不恒定。漏气会导致在整个实验过程中体系内部压力的不稳定，气-液两相无 法达到平衡，从而造成所测结果不准确。3. 压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动 ？答：因为体系未达到气-液平

9、衡。4. 克-克方程在什么条件下才适用 ？答：克-克方程的适用条件：一是液体的摩尔体积V与气体的摩尔体积Vg相比可略而不计；二是忽略温度对摩尔蒸发热vapHm的影响，在实验温度范围内可视其为常数。三是气体视为理想气体。5. 本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关？答：有关。6. 本实验主要误差来源是什么 ？答：装置的密闭性是否良好，水本身是否含有杂质等。实验四 双液系的气一液平衡相图的绘制 若蒸馏时仪器保温条件欠佳，在气相到达气体收集小 槽之前（图3-5），沸点较高的组分会发生部分冷凝，则 T-x图将怎样变化？答：会导致气相冷凝效果较差，T-x图上移。 平衡时，气液两相温度应不应该一样？实

10、际是否一 样？怎样防止有温度的差异？答：两相温度应该一样，但实际是不一样的。通过调整 温度计水银球的位置能较好得减小温度的差异，一般将 温度计的水银球插入溶液下1/2较好。 样品混合液测定时，可以粗略配制不同乙醇体积分数 的溶液，为什么？答：因为实验只要测不同组成下的沸点、平衡时气相及 液相的组成即可。体系具体总的组成没必要精确。 收集气相冷凝液的小槽体积大小对实验结果有无影 响？为什么？答:有影响，气相冷凝液的小槽大小会影响气相和液相 的组成。 阿贝折射仪的使用应注意什么？答：不能测定强酸、强碱等对仪器有强腐蚀性的物质。 讨论本实验的主要误差来源。答：A.影响温度测定的：温度计的插入深度、沸

11、腾的程 度等；B.影响组成测定的：移动沸点仪时气相冷凝液倒流回液 相中、测定的速度慢等实验三溶解热的测定 简易量热计除了用于测定溶解热，还可以测定哪些过 程的热效应？答：还可以测定中和焓、生成焓、比热容、反应热效应。 能否用简易量热计测定物质的比热容？请说出具体的 方法与步骤。答：可以。步骤如下：1. 准确称量待测物质的质量M。2. 准确量取一定量的水，换算得其质量为 mi，把水倒入 简易量热计中。3. 测出室温To,再将温度计插入封盖一定深度，盖上封 盖(温度计的液泡要浸没于水中)。4. 加热，观察并记录贝克曼温度计读数，直至温度不再 升高，记录下此时的温度 Ti。5. 停止加热，将待测物质

12、迅速放入简易量热计内，迅速 盖上圭寸盖，观察并记录贝克曼温度计读数直至温度不再 降低，记录下此时的温度 T2。6. 作温度-时间曲线，进行雷诺校正。再根据公式C水 mi(T1-T2)=C待测M(T 2-To)水放出的热等于待测物质升 温所吸收的热计算出C待测的值。纯液体饱和蒸气压的测定 什么叫液体的饱和蒸气压？什么叫正常沸点？液体 的沸点与外压有何关系？答：在一定温度下，纯液体与其自身的蒸气达到气液平 衡时，蒸气的压力称为该温度下该液体的饱和蒸气压。 当饱和蒸汽压等于外界压力时，液体开始沸腾，此时对 应的温度称为沸点。当饱和蒸汽压恰为 101.325kPa时, 所对应的温度称为该液体的正常沸点

13、。 本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压？为什么？ 答：不可以，因为在纯液体的测定中，液体会随温度的 升高而蒸发，如果是溶液，其溶剂挥发后浓度将会改变。 不同浓度的溶液其饱和蒸汽压不同。 等压计U形管中的液体起什么作用？冷凝器起什么作 用？答：U形管中的液体用于观察系统的压力与大气压是否 相同，以及封闭液体，防止气体进入 AB管。冷凝器用 于回收U形管中蒸发出来的液体，避免抽干。 怎样从数字式低真空测压仪的示数得到纯液体的饱 和蒸气压？答：饱和蒸汽压=低真空测压仪的示数+大气压 实验过程中为什么要防止空气倒灌？答：若出现空气倒灌，则汽液平衡时，B管液面上方的气体不只是待测液体的蒸气分子，还含有空

14、气，则此时 测得的压力并非蒸气压。 实验时抽气和漏入空气的速度应如何控制？为什么？答：气压调节应缓慢并控制 U型管通过气泡的速度至一 个一个气泡通过。（容易使BC管的水蒸干？）1. 在停止抽气时，若先拔掉电源插头会有什么情况出现？答：会出现真空泵倒灌。2. 能否在加热情况下检查装置是否漏气 ？漏气对结果有 何影响？答：不能。加热过程中温度不能恒定，气-液两相不能 达到平衡，压力也不恒定。漏气会导致在整个实验过程中体系内部压力的不稳定，气-液两相无法达到平衡，从而造成所测结果不准 确。3. 压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动 ？ 答：因为体系未达到气-液平衡。4. 克-克方程在什么条件下才适用

15、？答：克一克方程的适用条件：一是液体的摩尔体积V与 气体的摩尔体积Vg相比可略而不计；二是忽略温度对 摩尔蒸发热 vapHm的影响，在实验温度范围内可视其为 常数。三是气体视为理想气体。5. 本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关？答：有关。6. 本实验主要误差来源是什么？答：装置的密闭性是否良好，水本身是否含有杂质等。实验六液相反应平衡常数的测定 当Fe3+、CNS-浓度较大时，能否用式(3-16)计算 FeCNS2+络离子生成的平衡常数？答：不能。当Fe3+、CNS-浓度较大时，Fe3+与CNS-生成 的络合物组成复杂，而这些不同的络离子的溶液颜色也 不同，会影响消光值，从而影响Fe3+、CNS-、FeCNS2+ 平衡浓度的计算，进而影响平衡常数。 平衡常数与反应物起始浓度有无关系？答：平衡常数与反应物起始浓度无关，只与温度有关。 测定Kc时，为什么要控制酸度和离子强度？答：平衡常数受氢离子的影