物化實(shí)驗(yàn)思考題答案

1、實(shí)驗(yàn)十 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定1. 本實(shí)驗(yàn)為什么需要在恒溫下進(jìn)行？答：因?yàn)榉磻?yīng)速率k受溫度的影響大，（kT+10）/kT=2-4，若反應(yīng)過程中溫度變化比較大，則測定的結(jié)果產(chǎn)生的誤差較大。2. 為什么在測定0時要用0.0100mol·dm-3的氫氧化鈉溶液，測定時要用0.0100 mol·dm-3的CH3COONa溶液？答：0是反應(yīng)：CH3COOC2H5NaOH CH3COONaC2H5OH   體系t=0時的電導(dǎo)率，但是CH3COOC2H5與NaOH混合的瞬間就已開始反應(yīng)，因而混合后第一時間測的也不是t=0時的電導(dǎo)率。根據(jù)CH

2、3COOC2H5與NaOH體積和濃度都相等，二者混合后濃度均稀釋一倍，若忽略CH3COOC2H5的電導(dǎo)率，0.0100 mol·dm-3NaOH所測即為0；是上述反應(yīng)t=時的電導(dǎo)率，當(dāng)反應(yīng)完全時，CH3COONa的濃度和t=0時NaOH濃度相同，若忽略C2H5OH的電導(dǎo)率，0.0100mol·dm-3的CH3COONa所測即為。3. 為什么NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液要足夠??？答：因?yàn)橐宜嵋阴ヅc氫氧化鈉反應(yīng)的本質(zhì)原理是乙酸乙酯和水發(fā)生水解反應(yīng)，若氫氧化鈉濃度過高的話則會抑制水的電離，而乙酸乙酯的溶解度不高，所以只能配稀溶液。只有溶液足夠稀，每種強(qiáng)電解質(zhì)的電導(dǎo)率才與

3、其濃度成正比，溶液的總電導(dǎo)率才等 于組成溶液的各種電解質(zhì)的電導(dǎo)率之和，才可通過測定反應(yīng)液的電導(dǎo)率來跟蹤反應(yīng)物濃度的 變化。4. 本實(shí)驗(yàn)為什么可用測定反應(yīng)液的電導(dǎo)率的變化來代替濃度的變化？答：因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的反應(yīng)液中只有NaOH 和NaAc 兩種強(qiáng)電解質(zhì)，并且OH-離子的電導(dǎo)率比Ac-離子的電導(dǎo)率大許多。在反應(yīng)溶液的濃度相當(dāng)?shù)偷臈l件下，可近似地認(rèn)為溶液的電導(dǎo)率與OH-離子的濃度成正比，所以可用測得的反應(yīng)液的電導(dǎo)率來代替濃度變化。5. 本實(shí)驗(yàn)為什么要求NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液混合一半時就開始計(jì)時？反應(yīng)液的起始濃度應(yīng)該是多少？答：乙酸乙酯微溶于水，剛

4、開始反應(yīng)時乙酸乙酯和水分層，混合不均勻；隨著水解的進(jìn)行，生成的乙醇和乙酸乙酯及水能互溶，其次，故反應(yīng)一半時開始計(jì)時能夠提高測定的準(zhǔn)確率；反應(yīng)液的起始濃度應(yīng)為0.0100 mol·dm-3。6. 利用反應(yīng)物、產(chǎn)物的某物理性質(zhì)間接測量濃度進(jìn)行動力學(xué)研究應(yīng)滿足哪些條件？答：該物理性質(zhì)需要滿足的條件：易于測量，并能用數(shù)值表示；該性質(zhì)在一定環(huán)境條件下是穩(wěn)定的；該物理性質(zhì)和反應(yīng)物、產(chǎn)物的濃度之間有一個明確的推導(dǎo)公式。實(shí)驗(yàn)七+實(shí)驗(yàn)八 電動勢及化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)函數(shù)變化值的測定1. 為什么不能用伏特計(jì)測量電池電動勢？答：（1）用伏特計(jì)測量，有電流通過電池，電池的內(nèi)阻電壓下降，使所測電動勢偏低；（2）有較

5、大電流通過電極時，電極極化作用使電極電勢偏離平衡電極電勢，測得的電動勢小于電池的可逆電動勢；（3）有電流通過電池時，電池會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使溶液的濃度改變，導(dǎo)致電動勢的改變，從而破壞了電池的可逆性。2. 對消法測量電池電動勢的主要原理是什么？答：利用對消法可以使電池在無電流通過的條件下測得兩極間的電勢差，這時電池反應(yīng)是在接近可逆條件下進(jìn)行的，這一電勢差即為電池的平衡電動勢。3. 鹽橋有什么作用？應(yīng)選用什么樣的電解質(zhì)做鹽橋？答：鹽橋起到降低液接電勢和使兩種溶液相連構(gòu)成閉合電路的作用，常用于電池實(shí)驗(yàn)材料。電解質(zhì)條件：不與兩種電解質(zhì)溶液反應(yīng)且陰陽離子的遷移數(shù)相等，而且濃度要高。4. 為什么本法測定電池反

6、應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)變化值時，電池內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)必須是可逆的，電動勢又必須用對消法測定？答：因?yàn)镚ibbs-Helmholtz方程是建立在可逆過程上的，根據(jù)電動勢的定義，要在電流等于零時才能測出準(zhǔn)確值，當(dāng)電路中有電流時，會使電極處產(chǎn)生極化作用，也就會使電極電勢降低，從而使測量值低于實(shí)際值，所以必須在電流等于零時才能測，故必須用對消法測定。5. 什么是鹽橋？答：鹽橋是由瓊脂和飽和氯化鉀或飽和硝酸銨溶液構(gòu)成的，常用在原電池中，用來在兩種溶液中轉(zhuǎn)移電子。實(shí)驗(yàn)二十（） 最大氣泡壓力法測定溶液的表面張力1. 液體表面張力的大小與哪些因素有關(guān)？答：與液體的成分、溶質(zhì)的濃度、溫度及表面氣氛等因素有關(guān)。2. 表面

7、張力儀的清潔與否對所測數(shù)據(jù)有何影響？答：氣泡不能連續(xù)平穩(wěn)地通過壓差計(jì)，讀數(shù)不穩(wěn)，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。3. 為什么不能將毛細(xì)管插進(jìn)液體里去？答：如果毛細(xì)管末端插入到液體內(nèi)部，毛細(xì)管內(nèi)會有一段液柱產(chǎn)生壓力，則測定管中的壓力會變小，Pmax會變大，測量結(jié)果偏大。4. 氣泡如果出得很快對結(jié)果有何影響？答：會使測得的表面張力結(jié)果偏大，因?yàn)橐莩鎏?，讀數(shù)不穩(wěn)定，還沒達(dá)到P最大值時氣泡已破裂，P最大值偏小。5. 本實(shí)驗(yàn)為什么要讀取最大壓力差？答：附加壓力與表面張力成正比，與氣泡曲率半徑成反比，當(dāng)氣泡曲率半徑r為最小即毛細(xì)管半徑R時，壓力差達(dá)到最大，故要讀取最大壓差。6. 為什么不需要知道毛細(xì)管的半徑？答：因?yàn)樽鰧?shí)驗(yàn)

8、時用的是同一支毛細(xì)管，其尖口的半徑r不變，而r/2=k，由測蒸餾水（純水）的壓力差和在不同溫度下查表得到的H2O計(jì)算出來，所以可以不必知道毛細(xì)管腳尖口的半徑。實(shí)驗(yàn)九 蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率常數(shù)的測定1. 蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率與哪些條件有關(guān)？該反應(yīng)作為一級反應(yīng)的必要條件是什么？答：條件：溫度、催化劑的濃度及催化劑的種類；必要條件：溫度2. 為什么可以用蒸餾水來校正旋光儀的零點(diǎn)？在本實(shí)驗(yàn)中，若不進(jìn)行校正，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有影響，為什么？答：因?yàn)檎崽侨芤阂哉麴s水作溶劑，這樣就消除了溶劑對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，且蒸餾水沒有旋光性，其旋光度為零，故可以用蒸餾水來校正旋光儀的零點(diǎn)；無影響，本實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)闇y定反應(yīng)速率常數(shù)k

9、利用旋光度的差值（t-），不用蒸餾水校正，lg（t-）對t作圖得到的斜率仍正確。3. 配制蔗糖溶液時，蔗糖濃度配制準(zhǔn)確與否對求出的反應(yīng)的速率常數(shù)k有無影響？答：無影響，因?yàn)榉磻?yīng)的速率常數(shù)只與溫度和催化劑濃度有關(guān)。4. 當(dāng)把蔗糖溶液和鹽酸溶液相互混合時，你認(rèn)為是把鹽酸倒入蔗糖好，還是把蔗糖倒入鹽酸更好？請說明理由。答：把鹽酸倒入蔗糖好。如果將蔗糖倒入鹽酸中，由于H+濃度高，反應(yīng)速率大，一旦加入蔗糖則馬上分解產(chǎn)生果糖和葡萄糖，在開始測量時，已經(jīng)有一部分蔗糖產(chǎn)生了反應(yīng)，記錄t時刻對應(yīng)的旋光度已經(jīng)不再準(zhǔn)確，影響測量結(jié)果。反之，將鹽酸溶液倒入蔗糖溶液中，由于H+的濃度小，反應(yīng)速率小，計(jì)時之前所進(jìn)行的反應(yīng)

10、的量很小。5. 使用旋光儀測定旋光度是以三分視野分界線消失且較暗的位置讀數(shù)，可否以三分視野分界線消失且較亮的位置讀數(shù)？那種方法更好？答：不能以三分視野消失且較亮的位置讀數(shù)。第一種方法更好，因?yàn)槿说囊曈X在暗視野下對明暗均勻與不均勻比較敏感，調(diào)節(jié)亮度相等的位置更為準(zhǔn)確。若采用視場明亮的三分視野，則不易辨明三個視場的消失。實(shí)驗(yàn)二 溶解熱的測定1. 溫度和濃度對溶解熱有無影響？答：有影響。溫度，壓力以及溶質(zhì)和溶劑的性質(zhì)，用量，是影響溶解熱的顯著因素。對于固態(tài)晶體的溶解，在水合，形成水化膜，擴(kuò)散時有差別，所以溫度和濃度都會影響以上過程進(jìn)行的難以程度，以及相應(yīng)的熱效應(yīng)。2. 本實(shí)驗(yàn)為什么要測量熱體系的熱容

11、？答：因?yàn)樵谌芙膺^程中有溫度變化，則熱量有變化，溶解過程中放出的熱量會被量熱體系吸收一部分，所以要測量熱體系的熱容。實(shí)驗(yàn)二十（） 乙醇蒸發(fā)焓的測定1. 靜態(tài)法測蒸汽壓的原理是什么？答：把待測物放在一個封閉體系中，在不同溫度下，直接測量蒸汽壓或在不同外界壓力下測液體的沸點(diǎn)。2. 能否在加熱情況下檢查是否漏氣？答：不能。因?yàn)闇囟壬撸箽怏w的壓力增大，且溫度不能恒定，氣液兩相不能達(dá)到平衡，同時，壓力增大會彌補(bǔ)因漏氣減小的壓力，造成不漏氣或漏氣程度很小。3. 如何判斷等壓計(jì)中試樣球與等壓計(jì)間空氣已全部排出？如未排盡空氣對實(shí)驗(yàn)有何影響？答：在使試樣球內(nèi)液體沸騰了3-5分鐘，可以認(rèn)為其中空氣已被全部排出

12、。試樣球與等壓計(jì)間有空氣會使所測蒸汽壓降低導(dǎo)致所測沸點(diǎn)降低。4. 試驗(yàn)時抽氣及漏入空氣的速度應(yīng)如何控制，為什么？答：抽氣速度以使氣泡一個一個地逸出為宜，如發(fā)現(xiàn)氣泡成串上竄，緩緩打開進(jìn)氣活塞，漏入空氣時也要緩緩打開進(jìn)氣活塞。因?yàn)橐锌諝獾构嗳隺、b管中蒸汽壓測量值將會降低。5. 升溫時如液體急劇汽化應(yīng)作何處理？答：緩緩放入空氣，使系統(tǒng)壓力慢慢升高，以保持等壓計(jì)兩液面平齊，以免使等壓計(jì)內(nèi)的乙醇急劇沸騰，使液封量減少。6. 每次測定前是否需要重新抽氣？答：不需要，因?yàn)椴煌瑴囟绕滹柡驼羝麎阂膊煌?，而且飽和蒸汽壓隨著濃度梯度升高而升高，即壓力計(jì)的測量值在減小，設(shè)計(jì)溫度升高梯度，可以避免每次測定前重新抽氣

13、這一步驟。7. 等壓計(jì)的U形管內(nèi)所貯液體起何作用？答：（1）封閉氣體，防止空氣進(jìn)入a，b彎管內(nèi)；（2）作等壓計(jì)用，以顯示U形管兩端液面上的壓力是否相等。實(shí)驗(yàn)二十（） 雙液系的氣-液平衡相圖1. 作乙醇-環(huán)己烷標(biāo)準(zhǔn)溶液的折光率-組成工作曲線的目的是什么？答：求平衡體系的兩相組成，組成與沸點(diǎn)之間的關(guān)系。2. 每次加入燒瓶中的乙醇或環(huán)己烷是否應(yīng)嚴(yán)格按記錄表規(guī)定的精確值來進(jìn)行？答：乙醇及環(huán)己烷的量可以不是很準(zhǔn)確，因?yàn)楣ぷ髑€已經(jīng)繪制出來，只要通過測定折光率就可以知道其組成。3. 測定乙醇和環(huán)己烷的沸點(diǎn)時為什么要求燒瓶內(nèi)必須是干燥的，而測定混合液的沸點(diǎn)組成時則可不必將原先附在瓶壁的混合液絕對除凈？答：測

14、試純樣時，如果燒瓶內(nèi)不是干燥的，所測得的沸點(diǎn)就不是純樣的沸點(diǎn)，測試混合樣時，其沸點(diǎn)和氣液組成都是實(shí)驗(yàn)直接測定的，繪制圖像時只需要這幾個數(shù)據(jù)，并不需要測試樣的準(zhǔn)確組成，也跟試樣的量無關(guān)。4. 如何判定氣液相已達(dá)平衡狀態(tài)？收集氣相冷凝液的小球過大或過小對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？答：當(dāng)溫度計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定時表示氣液相已達(dá)平衡狀態(tài)，體積過大，冷凝液回流液體不能回到溶液中，會造成分餾影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；若體積過小，則收集不到足夠的溶液。5. 為什么工業(yè)上常生產(chǎn)95%酒精？只用精餾含水酒精的方法是否可能獲得無水酒精？答：因?yàn)榉N種原因在此條件下，蒸餾產(chǎn)物只能得95%的酒精。不可能只用精餾含水酒精的方法獲得無水酒精，95%的酒

15、精含有5%的水，它是一個共沸物，在沸點(diǎn)時蒸出的仍是同樣比例的組分，所以利用分餾法不能除去5%的水。工業(yè)上無水乙醇的制法是現(xiàn)在此基礎(chǔ)上加入一定量的苯，再進(jìn)行蒸餾。實(shí)驗(yàn)一 燃燒熱的測定1. 指出公式中各項(xiàng)的物理意義。答：公式（1）：Qp,m=QU,m+vB(g)RT B(g)為反應(yīng)中產(chǎn)物氣體物質(zhì)的總物質(zhì)的量與反應(yīng)物氣體物質(zhì)總物質(zhì)的量之差；R為氣體常數(shù)；T為反應(yīng)的絕對溫度。公式（2）：-QV,m-m點(diǎn)火絲Q點(diǎn)火絲-m棉線Q棉線=C量熱計(jì)T C量熱計(jì)為量熱計(jì)的熱容，表示量熱計(jì)，每升高1所需吸收的熱量；T為樣品燃燒前后量熱計(jì)溫度的變化值；m為待測物質(zhì)的質(zhì)量；M為待測物質(zhì)的相對摩爾質(zhì)量；Qv,m為待測物質(zhì)

16、的恒容燃燒熱；m點(diǎn)火絲為點(diǎn)火絲的質(zhì)量；Q點(diǎn)火絲為點(diǎn)火絲的燃燒熱；m棉線為棉線的質(zhì)量；Q棉線為棉線的燃燒熱。2. 數(shù)字貝克曼溫度計(jì)的使用方法是什么？數(shù)字貝克曼溫度計(jì)與普通溫度計(jì)的主要區(qū)別是什么？答：使用方法：操作前準(zhǔn)備，將探頭插入被測物，并打開電源開關(guān)；溫度測量：先將“溫度溫差”置于“溫度”，其次將面板“測量保持”置于測量位置；溫差測量：先將“溫度溫差”置于“溫差”位置，其次將面板“測量保持”置于測量位置，再次，按被測物的實(shí)際溫度調(diào)節(jié)到“基溫選擇”使讀數(shù)的絕對值盡可能小。區(qū)別：數(shù)字貝克曼溫度計(jì)是用熱電耦做的，利用的熱電耦原理；普通溫度計(jì)利用的是物質(zhì)密度的變化。3. 在本實(shí)驗(yàn)裝置中哪些是體系？哪些

17、是環(huán)境？體系和環(huán)境通過哪些途徑進(jìn)行熱交換？這些熱交換對結(jié)果影響怎樣？答：體系：內(nèi)筒水，氧彈，溫度計(jì)，內(nèi)筒攪拌器。環(huán)境：外筒水 實(shí)驗(yàn)過程中，由于對流和輻射，存在熱消耗，如：內(nèi)桶水溫與環(huán)境溫差過大，內(nèi)桶蓋有縫隙會散熱，攪拌時攪拌器摩擦內(nèi)筒內(nèi)壁使熱容易向外輻射。采取措施:（1）量熱計(jì)上方加蓋，減少對流；（2）外筒內(nèi)壁和內(nèi)筒外壁皆鍍成鏡面，減少熱輻射，這些熱輻射將會降低被測物的燃燒熱。4. 使用氧氣要主要哪些問題？答：使用前要檢查連接部位是否漏氣，可涂上肥皂液進(jìn)行檢查，調(diào)整至確實(shí)不漏氣后才進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；由于氧氣只要接觸油脂類物質(zhì)，就會氧化發(fā)熱，甚至有燃燒、爆炸的危險。因此，必須十分注意，不要把氧氣