物理化学试验习题答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——物理化学试验习题答案“物理化学试验〞习题

材化1班00324021李奈青

1．对某一液体的密度进行屡屡测定，其试验结果如下：1.082,1.079,1.080,1.076g/cm3。求其平均误差、平均相对误差、标准误差和缜密度。

解：??d?1.082?1.079?1.080?1.076?1.079

4(g/cm3)

?dni?|1.082?1.079|?|1.079?1.079|?|1.080?1.079|?|1.076?1.079|3

?0.002(g/cm)

4

d??100%?0.002?100%?0.2%1.079s??ds0.0032?0?0.0012?0.0032??0.003n?14?12i(g/cm3)

RSD???100%?0.003?100%?0.3%1.0792．在不同温度下测定氨基甲酸铵的分解反应NH2COONH4(s)=2NH3(g)+CO2(g)的平衡常数，今获得如下数据：

────────────────────────T/K298303308313318────────────────────────lgK-3.638-3.150-2.717-2.294-1.877────────────────────────

00

试用最小二乘法求出lgK─1/T的关系式，求出反应的平均热效应ΔrHm（设ΔrHm在此温度范围内为一常数）；作lgK─1/T

00

的关系曲线，从直线的斜率求出ΔrHm。比较上述两种方法所得的ΔrHm值，何者更确凿，为什么？解：（1）、用最小二乘法计算：

由数据判断lgK─1/T的关系呈线性关系，假设：lgK=b*1/T+a则根据最小二乘法：a??lgKi?b?i?1n1i?1Tnnn?lgK-b1T-

?11????lgK?lgK?i_??i?1TiT??b?2n?11????T?T??i?1?i???通过列表计算：

T1/T

11?TiTlgK

lgKi?lgK（

11112?）*（lgKi?lgK）（?）TiTTiT2980.003360.00011-3.6383030.003300.00005-3.1503080.00325

0

-2.717

3130.00319-0.00006-2.2943180.00314-0.00011-1.877

-0.903-0.4150.0180.4410.858-0.001

-0.000099-0.000021

0-0.000026-0.000094-0.000240

0.00000001210.0000000025

00.00000000360.00000001210.0000000303

?50.01624-0.00001-13.676

?11????*lgKi?lgK??2.40?10?4T?1?Tib????7.92?1032?853.03?10?11?????T?1?Ti??a?lgK?b*1??2.735?7.92?103?0.00325?23.0T7.92?103?23.0所以lgK─1/T的关系式为：lgK??T???rHm?rSm由公式lgKT??可得：?2.303RT2.303R??rHm=7.92×10×2.303×8.314=1.52×10(J/mol)

3

5

（2）、作图法：

3．设一钢球的质量为10mg，钢球密度为7.85g/cm。若测半径时，其标准误差为0.015mm，测定质量时的标准误差为0.05mg。问测定此钢球密度的确切度（标准误差）是多少？

3

解：由??m3m得：?V4?R3R?33m3?0.010g?3?0.0673cm34??4?3.14?7.85g/cm22????2????2又由：??????m????R

??m???R????7.85g/cm33????785cm?33?m4?Rm0.010g??3?3?7.85g/cm39m????????350g/cm44?RR0.0673cm4?R得测定此钢球密度的确切度为：

????2????2??????m????R???m???R?22?785cm???5?10g????350g/cm???1.5?10?32?5242?3cm?2?0.53g/cm3

4．在629K时，测定HI的解离度α，得到以下数据：0.1914,0.1953,0.1968,0.1956,0.1937,0.1949,0.1948,0.1954,0.1947,0.1938。解离度α与平衡常数K的关系为

???K????2(1??)?试求629K时的K值及其标准误差。

2解：数据大小分析可看出0.1914这个数值偏离其它数值比较大，通过计算3σ进行判断：扣除这个异常值后9个数的平均值为：

??1?0.1953?0.1968?0.1956?0.1937?0.1949?0.1948?0.1954?0.1947?0.1938??0.19509N2????xi?x??1????1??0.00032?0.00182?0.00062?0.00132?0.00012?0.00022?0.00042?0.00032?0N?19?1?0.0010?

因此处于(0.1950-0.0030，0.1950+0.0030)区间的测量数据属正常范围，而0.1914这个数值远远超出此范围，是异常值，应当舍弃。

所以：

?????0.1950K?????2??1?0.1950???0.01467???21???dK?0.1950又???0.1869d?2?1???32??1?0.1950?3－22????K????dK?0.0010?0.1869?0.00019d??平衡常数K为:K?0.01467?0.00019

5．利用苯甲酸的燃烧热测定氧弹的热容C，其计算式为C=[（26460G+6694g）/t]-D·C水式中，C水是水的比热容，26460和6694分别是苯甲酸和燃烧丝的燃烧热（J·g-1）。试验所得数据如下：苯甲酸的质量G=1.1800±0.0003g；燃烧丝质量g=0.0200±0.0003g；量热器中含水D=1995±2g；测得温度升高值

为t=3.140±0.005℃。计算氧弹的热容及其标准误差，并探讨引起试验结果误差的主要因素。

解：

C???26460G?6694g?/t??D?C水＝

26460J/g?1.1800g?6694J/g?0.0200g?1995g?4.184J?K?1?g?1?1639J/K3.140K?C26460J/g26460J/g???8426J/g?K?Gt3.140K?C6694J/g6694J/g???2132J/g?K?gt3.140K26460G?6694g26460J/g?1.1800g?6694J/g?0.0200g?C??????3180J/K222?tt?3.140K??C??C水?4.184J/K?g?D??C???C?2??C?2??C?2??C?2?????G?????g???t??t???D??D??G???????g?2222

?8426J/g?K?2??0.0003g?2??2132J/g?K?2??0.0003g?2???3180J/K2?2??0.005K?2??4.184J/K?g?2??2g?2?6.4?0.41?253?70J/K?18J/K则氧弹的热容为：C=1639±18J/K。从上面的计算得数据看，由测量温度升高值t而带来的误差最大，占总误差的百分比＝253/（6.4＋0.41＋253＋70）＝78%，其次是量热器中水的质量D，它所带来的误差占总误差的21%，所以在试验中要改进对这两个物理量的测量方法，以减小试验误差。

6．下表给出同系物7个碳氢化合物的沸点（Tb）数据：───────────SubstanceTb/K───────────C4H10273.8C5H12309.4C6H14342.2C7H16368.0C8H18397.8C9H20429.2C10H22447.2───────────

碳氢化合物的摩尔质量M和沸点Tb/K符合以下关系式：

Tb=aMb

要求：（1）用作图法求a和b；（2）用最小二乘法确定常数a和b，并与（1）中的结果比较。

解：对等式Tb=aMb两边取对数得：lgTb=lga+blgM，即lgM与lgTb成线性关系。依题整理数据有：

分子式摩尔质量M(g/mol)Tb/KlgTblgMC4H1058273.82.43741.76C5H1272309.42.49051.8