物化实验的思考题答案

1、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、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着；压片

2、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：即量热计及水每升高1K所需吸收的热量。利用标准物质

3、（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。此时, 氧弹中样品燃烧放出的热量为固体标准

4、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

5、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

6、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

7、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”的方法有效减小测量误差。8. 测凝固点时，纯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，

8、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

9、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

10、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

11、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m1，把水倒入简易量热计中。 3.测出室温T0，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T1。 5.停止加热，将待测物质迅速放入简易量热计内，迅速盖上封盖，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m1(T1-T2)=C待测M(T2-T0)水

12、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。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？

13、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

14、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? 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