“物理化學實驗”習題答案

1、“物理化學實驗”習題 材化1班 李奈青1 對某一液體的密度進行多次測定，其實驗結果如下：1.082, 1.079, 1.080, 1.076 g/cm3。求其平均誤差、平均相對誤差、標準誤差和精密度。解： (g/cm3) (g/cm3) (g/cm3)2 在不同溫度下測定氨基甲酸銨的分解反應 NH2COONH4(s) = 2NH3(g) + CO2(g) 的平衡常數，今獲得如下數據：T/K 298 303 308 313 318lgK -3.638 -3.150 -2.717 -2.294 -1.877試用最小二乘法求出lgK 1/T的關系式，求出反應的平均熱效應rH0m（設rH0m在此溫度范

2、圍內為一常數）；作lgK 1/T 的關系曲線，從直線的斜率求出rH0m。比較上述兩種方法所得的rH0m值，何者更準確，為什么？解：（1）、用最小二乘法計算：由數據判斷l(xiāng)gK 1/T的關系呈線性關系，假設： lgK=b*1/T+a則根據最小二乘法：通過列表計算：T1/T lgK（）*（）（）22980.003360.00011-3.638-0.903-0.0.3030.003300.00005-3.150-0.415-0.0.3080.003250-2.7170.018003130.00319-0.00006-2.2940.441-0.0.3180.00314-0.00011-1.8770.85

3、8-0.0.0.01624-0.00001-13.676-0.001-0.0. 所以lgK 1/T的關系式為：由公式可得：=7.921032.3038.314=1.52105 (J/mol)（2）、作圖法：3 設一鋼球的質量為10 mg，鋼球密度為7.85 g/cm3。若測半徑時，其標準誤差為0.015 mm，測定質量時的標準誤差為0.05 mg。問測定此鋼球密度的精確度（標準誤差）是多少？解：由得：又由： 得測定此鋼球密度的精確度為：4 在629 K時，測定HI的解離度，得到下列數據： 0.1914, 0.1953, 0.1968, 0.1956, 0.1937, 0.1949, 0.194

4、8, 0.1954, 0.1947, 0.1938。 解離度與平衡常數K的關系為 試求629 K時的K值及其標準誤差。解：數據大小分析可看出 0.1914這個數值偏離其它數值比較大，通過計算3進行判斷：扣除這個異常值后9個數的平均值為： 因此處于(0.1950-0.0030，0.1950+0.0030)區(qū)間的測量數據屬正常范圍，而0.1914這個數值遠遠超出此范圍，是異常值，應當舍棄。所以：5利用苯甲酸的燃燒熱測定氧彈的熱容C，其計算式為 C = （26460G + 6694g）/t - DC水 式中，C水是水的比熱容，26460和6694分別是苯甲酸和燃燒絲的燃燒熱（Jg-1）。實驗所得數據

5、如下： 苯甲酸的質量G=1.18000.0003g；燃燒絲質量g = 0.02000.0003g；量熱器中含水D=19952g；測得溫度升高值 為t=3.1400.005。計算氧彈的熱容及其標準誤差，并討論引起實驗結果誤差的主要因素。解： 則氧彈的熱容為：C=163918 J/K。從上面的計算得數據看，由測量溫度升高值t而帶來的誤差最大，占總誤差的百分比253/（6.40.4125370）78%，其次是量熱器中水的質量D，它所帶來的誤差占總誤差的21%，所以在實驗中要改進對這兩個物理量的測量方法，以減小實驗誤差。6 下表給出同系物7個碳氫化合物的沸點（Tb）數據： Substance Tb/K

6、 C4H10 273.8 C5H12 309.4 C6H14 342.2 C7H16 368.0 C8H18 397.8 C9H20 429.2 C10H22 447.2 碳氫化合物的摩爾質量M和沸點Tb/K符合下列關系式：Tb=aMb要求：（1）用作圖法求a和b； （2）用最小二乘法確定常數a和b，并與（1）中的結果比較。解：對等式Tb=aMb兩邊取對數得：lgTb=lga+b lgM，即lgM與 lgTb成線性關系。依題整理數據有：分子式摩爾質量M(g/mol)Tb/KlgTblgMC4H1058273.82.43741.76C5H1272309.42.49051.86C6H1486342

7、.22.53431.93C7H16100368.02.56582.00C8H18114397.82.59972.06C9H20128429.22.63272.11C10H22142447.22.65052.15（1） 作圖法：以lgM為橫坐標，lgTb為縱坐標作圖：（2） 最小二乘法：由lgTb=lga+b lgM，得：相關數據處理：lgMlgTb1.76-0.220.04842.4374-0.12130.1.86-0.120.01442.4905-0.06820.1.93-0.050.00252.5343-0.02440.2.000.020.00042.56580.00710.2.060.0

8、80.00642.59970.04100.2.110.130.01692.63270.07400.2.150.170.02892.65050.09180.13.870.010.117917.9100.兩種方法的結果比較: 7 用精密天平對某物質連續(xù)稱11次，所得數據如下：25048.8, 25049.1, 25048.9, 25048.9, 25048.8, 25049.0, 25079.3, 25049.2, 25048.9, 25049.0, 25048.8 mg。求測量值及測量的標準誤差。（提示：該測量系列中是否含異常數據？試用3法則進行判斷）。解：數據大小分析可看出25079.3這個數

9、值偏離其它數值比較遠，通過計算3進行判斷：除這個數值，另外10個數的平均值為：測量數據在(25049.1-0.6，25049.1+0.6)區(qū)間是正常的，而25079.3這個數值大大超出范圍，是異常值，應當舍棄。所以測量結果為：m=25049.10.2。8 實驗指導書的第（一）、（二）題，第（三）題的第5、6、7小題， p. 30-31。（一）下列各數據中有多少個有效數字： 3.80；0.0100；3.14106；2.25105；10.203。答：上述數據的有效數字分別是：3.803位；0.01003位；3.141063位，2.251053位，10.2035位。（二）從有效數字概念，計算下列各題

10、：1 . 0.90.9=2 . lg4.42103=3 . 求5.37的反對數。4 . 437.2+543.21-1.07103=5 . 1.711102+1.2102+1.304310-2=6 . 已知半徑r=2.65cm,求圓的面積。解：1 . 0.90.9=0.82 . lg4.42103=3.6453 . 105.37=2.31054 . 437.2+543.21-1.07103=91015 . 1.711102+1.2102+1.304310-2=2.91026 . S=r2=3.14*2.652=22.0 cm2(三)計算下列各題：（5）金屬鈉的蒸氣壓與溫度的關系為，現測定在200

11、時金屬鈉的蒸氣壓，要求其相對誤差不超過1%，測定時應控制溫度的誤差最大不得超過多少？解：由金屬鈉的蒸氣壓與溫度的關系式：得：方程兩邊同時對T求導：即是說在測定時應控制溫度的誤差最大不得超過0.04%。（6）要配制濃度為0.2molL-1的Kr2Cr2O7溶液1L，如果稱量誤差為0.1%，而1L的容量瓶的誤差有1mL左右，則所得的Kr2Cr2O7的濃度應有多少誤差？解：配制此濃度的溶液需要Kr2Cr2O7：m=0.2molL-11L294.18gmol=58.8g因稱量誤差為0.1因此所得的Kr2Cr2O7的濃度的相對誤差為：（7）如果要求濃度的誤差在0.2%即可，試問上述操作需用下列哪種天平既能滿足要求，又可快速配好？1)