物理化学实验

实验二. 燃烧热的测定

1.燃烧热测定中什么是系统？什么是环境？

答：所谓系统，是指研究对象。在本实验中，以内水桶及其内容物包括内水桶、氧弹、介质水、测温元件、搅拌器螺旋桨等作为系统。可近似看成是一个绝热系统。

所谓环境，是指除系统之外且与系统有联系的那一部分物质与空间。在本实验中，环境主要指内水桶以外且与系统有联系的那一部分物质和空间，包括恒温水夹套、外水桶盖子上方的空气等。

2.实验中引起系统和环境热交换的因素有哪些？如何避免热损失？

答：系统与环境之间进行热交换的途径包括传导、对流和辐射。

内水桶底部与外水桶不是直接接触，而是用传热性差的材料制成的垫子隔开，减少传导引起的热损失；氧弹完全浸没在介质水中，使燃烧释放的热量全部传给周围的介质；外水桶上部用盖子盖住，减少空气对流；盖子朝下的一面以及内水桶内表面抛光，减少热辐射。

3.应如何正确使用氧气钢瓶？

答：一般高压气体钢瓶使用注意事项：

（1）高压气体钢瓶放置场所要求通风良好，温度不超过35o C；

（2）高压气体钢瓶必须装有调节器（即减压器）时方可使用。调节器分氢、氧、乙炔等三种，不准相互代用。压力计、导管等也要专用；

（3）安装高压气体钢瓶调节器应牢紧，不得漏气。开瓶时，出气口处不准对人，缓慢开启，不得过猛，否则冲击气流会使温度升高，易引起燃烧或爆炸；

（4）调节器卸下后，进气口切不可进入灰尘等脏物，并需置于干燥及通风的环境里保存；

（5）在工作前应先将高压气体输入到调节器的高压室，然后缓慢旋转手柄（次级开关）调解气流，以保证安全。实验结束后，及时关好气瓶阀门，同时将调节器的手柄旋松（即关的状态）；

（6）调节器、阀门及管道应禁油；

(7) 装高纯气体的钢瓶内的气体不能全部用完而应该保持钢瓶内的气体为正压，以免在气体用毕更换气体时重新洗瓶。

4.在计算萘的燃烧热时，没有用到3000mL 水的数据，为什么在实验中需要量准水的体积呢？若水体积量得不准，对测量结果有何影响？

答：仪器常数值与水的量有关。为了保证在测量试样和标准样时的仪器常数不变，需要准确量取水的体积。若第二次测量水体积量得不准，则导致两次测量的仪器常数不一样，用第一次测量得到的仪器常数来计算第二次测量的燃烧热必然会引起偏差。第二次测量时用水偏少，则燃烧热测量值偏大；反之，则偏小。

5.如何知道氧弹内的样品已点燃？如何知道样品已经燃烧完全？

答：若记录仪上的电势信号变大，表明氧弹内的样品已点燃。温升曲线记录完毕后打开氧弹，若氧弹内没有明显的残渣，表明样品已经燃烧完全。

6.如果内水桶的水温不加以调整，对测量结果会有什么影响？

答：在测量试样和测量标准试样时，应近可能的保证两次测量开始时系统温度与环境温度的差值相等。第一次实验结束后，由于燃烧放热，导致水温升高，若不重新调节水温，此时系统将向环境传热；第二次燃烧实验过程中，由于放热使介质水与环境之间的温差更大，引起更大的热损失，将导致测量结果偏小。

7.该实验引起误差的主要因素有哪些？为什么？

答：引起误差的主要因素包括：1)样品称量；2)系统与环境之间的漏热；3)燃烧完全程

度；4)两次实验使所用的水量不等；5)搅拌引起的额外热效应；6)空气中N2变成硝酸所引起的热效应；7)温升测量仪表的灵敏度等。

8.如何测定挥发性液体样品的燃烧热？

答：将样品装入胶囊并分三步进行测量：1)测量标准试样，如苯甲酸的燃烧热，获得仪器常数值；2)测量胶囊的燃烧热；3)将液体样品放入胶囊中密封，测量胶囊和液体样品的燃烧热，该热效应扣除胶囊的燃烧热，即得到液体样品的燃烧热。若胶囊不易点燃，可在胶囊上面放易燃物质如苯甲酸等，起到助燃作用。

9.若期望通过燃烧热测定获取苯的共振能，则应如何设计实验？

答：用本实验装置测出苯、环己烯和环己烷的燃烧热，即可求算苯的共振能。具体原理和测量步骤如下：

苯、环己烯和环己烷三种分子都含有碳六元环，环己烷和环己烯燃烧热的差值ΔE 与环己烯上的孤立双键

结构有关，它们之间存在下列关系：

Q ( Q ( ) p,m p,m ΔE = 环己烷）?环己烯

苯环上有三个双键，若这三个双键是孤立的话，则环己烷和苯的燃烧热之差值应为3ΔE。但事实上，由于苯环上的三个双键是共轭的，所以两者之间存在差异，这个差异就是苯的共振能E：

其它相关问题：

1.在燃烧热实验中，点火不成功，下列可能原因中，除了（A ）。

A.点火丝太细；

B.样品受潮；

C.样品压片太紧；

D.点火电压太小。

2.在燃烧热实验中，为了防止系统漏热，用了下列措施，除了：( A )

A.准确量取3升水；

B.用盖子密封；

C.水桶内表面抛光；

D.空气层隔热。

3.根据热膨胀原理设计的温度计是（A ）。

A.贝克曼温度计；

B.铂电阻温度计；

C.铂-铹热电偶；

D.热敏电阻温度计。

4.在燃烧热测定实验中，用下式计算热量：( C )

Q V W+q1x+q2=KΔt

该式基于的系统指：

A.氧弹及内含物；

B. 氧弹及内含物和3000ml 水；

C. 氧弹及内含物、3000ml 水、内水桶、温度计和搅拌棒；

D. 氧弹及内含物、3000ml 水、内水桶、外水桶、温度计和搅拌棒。

6.燃烧热测定实验中，在其它条件不变的情况下，可以用温差测量仪和秒表代替记录仪和铂电阻温度计进行实验。

7.如果计算得到萘的燃烧热为-5.1484×103kJ/mol，误差为5×10kJ/mol，则计算结果应表示为-(5148.4±

50)kJ/mol。( ×，5150±50kJ/mol )

9.在氧弹量热计中，内水桶与外桶间的空气层是为了(防止热传导散热)；加盖子密闭是为了(防止对流散热)；内水桶表面抛光是为了(防止辐射散热)；用雷诺法校正温度是为了(校正漏热)。

10.某同学在做燃烧热实验时，发现点火丝已烧断，但样品并未点燃，请问下列可能的原因，除了：( D )

A.氧气压力不足；

B.点火电压不够；

C.点火丝没系紧；

D.样品压得太紧。

实验三. 液体饱和蒸气压的测定

1.为什么要检查装置是否漏气？系统漏气或脱气不干净对实验结果产生什么影响？

答：在动态法测量时，要测定在一定外压下液体的沸点值。如果装置漏气，在压力不断改变，无法达到系统内气-液两相的平衡，也就无法准确测定一定压力下的沸点值。

在静态法时，应确保系统内只有液体的饱和蒸气。如果漏气或脱气不干净，气相中含有空气组分，则气相压力为相应温度下液体饱和蒸气压和空气分压之和，使得压力测量结果偏大。

2.使用真空泵时应注意哪些问题？

答：1)按照真空度要求，选择合适的真空装置，如水流泵、油封机械真空泵(低真空)或油扩散泵(高真空)；

2) 油封机械真空泵或油扩散泵在使用时要注意：(1)不能直接抽可凝性蒸气或挥发性液体等；(2)不能用来抽腐蚀性气体；(3)注意电机电压、电机运转温度等；(4)机械泵进气口前置装有三通活塞的缓冲瓶，停止抽气时应将机械泵与抽空系统隔开而与大气相同，再关闭电源，这样既可保持系统的真空度，又能避免泵油倒吸。

3.为什么要进行细致的温度和压力校正？如何校正？

答：对沸点读数，应作露径校正，对大气压力读数；要作温度影响的校正以及海拔高度和纬度影响的校正。

沸点读数的露径校正：实验时测定沸点用玻璃水银温度计。由于玻璃和水银的热膨胀系数不相等，使得玻璃水银温度计在与检定温度计刻度时的温度要求不合至的温度下使用时，温度读数与实际温度值产生偏差而需要作露径校正。

6校正公式为：Δt=0.00016h(t1-t2)式中：t1为测量温度计读数值，t2为辅助温度计读数值，h 是水银柱露出待测量系统外部分的读数(度)。

经校正后的温度值为：t= t1+Δt大气压力计读数的校正：实验中大气压力用福庭式水银气压计读取。水银气压计的刻度以温度为0℃(水银和铜套管热膨胀系数不同的影响)，纬度为450 的海平面(重力加速度随纬度和海拔高度改变的影响)为标准。若不符合上述规定，则需要作相应的温度影响校正和纬度、海拔高度影响校正。

温度校正公式为：Δt=[(α-β)t/(1+αt)]·p t

其中：α=(181792+0.175t+0.035116t2)×10-9℃-1；

β=18.4×10-6℃-1。

校正为0℃时的大气压值：p0=p t-Δt

式中：Δt为温度校正值；p t 为气压计读数；p0为校正为0℃时的大气压力值，t 为气压计温度，℃；为水

银的热膨胀系数；为刻度标尺黄铜的线性热膨胀系数。

海拔高度及纬度校正：经温度校正后的值再乘以(1-2.6×10-3cos2λ-3.14×10-7H)即为经海拔和纬度校正后的气压值。其中，λ为气压计所在地纬度(0)，H 为当地海拔高度(m)。

4.怎样保证实验中温度和压力能够测准？

答：以动态法测定液体饱和蒸气压为例：实验的关键是确保气-液两相达到平衡并准确测量压力和沸点值，

因此应该做到：

1)测量系统不漏气，测量前要作细致的气密性检查；2)测量温度计位置合适，要置于液面以上而沸腾液泡又能够打着的高度，不能碰到沸点仪玻璃壁；3)在控制压力为一定值的前提下，待气-液两相达到或接近平衡后读数(测量温度计读数保持不变达3 分钟以上)；4)同时准确读取测量温度计、辅助温度计、大气压力计和数字式真空压差计读数；5)对沸点和压力读数作相应校正。

5.对比静态法和动态法的优缺点和适用对象。

答：静态法为控制温度，测定液体在相应温度下的饱和蒸气压值；动态法为控制压力，测定液体在相应压力下的沸点。

静态法测量时更能接近系统内气-液两相的平衡，但静态法测量时难度更大：1)要确保测量系统在测量前抽气干净，系统内只有液体的蒸气；2)测量前抽气时要控制好抽气速度，避免液体暴沸；3)压力测量时要控制好放气速度，至等压计两边液面等高后读数。若放气过快，发生空气倒灌，则要重新抽气；4)恒温槽控温精确。

静态法一般适用于测定中、高压蒸气压，测压下限为1kPa；动态法可用于相对低些的蒸气压测定，但最好不低于0.5kPa。

6.怎样实现用Antoine 方程关联饱和蒸气压-温度数据？

答：借助计算机数据处理软件，如Origin，对饱和蒸气压和温度数据按Antoine 方程作非线性拟合获得Antoine 系数，即实现用Antoine 方程关联饱和蒸气压-温度数据。

7.相同压力下，纯液体和相应溶液的沸点有什么不同？为什么会产生这一现象？

答：若液体内溶入非挥发性溶质，则相应溶液的沸点升高。原因：溶液的饱和蒸气压低于同温度下纯液体的饱和蒸气压。若液体内溶入挥发性溶质，情况会比较复杂。相应溶液的沸点较纯液体是升高还是降低，取决于：1)溶剂和溶质何者为易挥发组分；2)溶质和溶剂是否形成恒沸混合物；3)所形成溶液中溶质的组成。

其它相关问题：

1.动态法测定水的饱和蒸气压实验中，实验温度在80-100℃之间，则所测得的汽化热数据是：( D )

A.水在80℃时的汽化热；

B. 水在100℃时的汽化热；

C.该数值与温度无关；

D.实验温度范围内汽化热的平均值。

2.水银温度计的露茎矫正是用来校正温度计露出段没有浸入系统所产生的误差。

( √)

3.动态法测定水的饱和蒸气压实验中，液面上的气体应完全是水蒸气。

( √)

4.动态法测定水的饱和蒸气压实验中，对下面有关叙述中，正确的是：( B )

A.测量前应把系统系统中的空气脱净；

B.不必脱净空气，只要抽到合适的真空度即可。

C.为了测准温度，应把温度计插入水中；

D.不管沸腾情况如何，加热电压不能超过50V。

6.测定液体沸点的正确方法是: ( B )

A.将温度计插入沸腾的液体中；

B.让沸腾的液体和蒸气冲击到温度计水银泡；

C.将温度计置于沸腾的液体的上方；

D.利用简单整流装置。

7.在动态法测定水的饱和蒸气压实验中，当时大气压为101.33kPa，

在压差计读数-53.60kPa 时读得沸点为80.00℃，说明：（C ）。

A.水在80℃时的蒸气压为53.60kPa；

B.沸点仪液面上水的蒸气压为53.60kPa；

C.水在80℃时的蒸气压为47.73kPa；

D. 沸点仪液面上水的蒸气压为47.73kPa。

实验四. 氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定

1.如何检查系统是否漏气？

答：接通真空泵→系统抽气至≥实验所需要的真空度→切断真空泵→观察压差计读数是否变化。若保持不变或开始缓慢变化随后保持不变(系统内有蒸气源)，则系统不漏气。

若有漏气，应从真空泵开始沿真空管路逐段检查漏气点。

2.什么叫分解压：氨基甲酸铵分解反应是属于什么类型的反应？

答：一定温度下，将固体试样置于密闭、预先抽为真空的系统中，待固体试样的分解反

应达到平衡时，

8系统的压力称为分解压。

氨基甲酸铵的分解压随温度升高而变大，氨基甲酸铵分解反应为放热反应。

3.怎样测定氨基甲酸铵的分解压？

答：1)调恒温槽至一定温度；2)打开真空泵将装试样小泡抽至真空，停止抽真空，观察压差计读数，检查漏气。3)再次抽真空，至装试样小泡内抽气完全；4)确认恒温槽已经达到控制温度；5)由缓冲瓶放气活塞缓慢放气，至等压计两侧液面等高并保持一定时间(2-3min)；

6)读取大气压力计和压差计读数(预先置零)，[大气压力计读数-∣压差计读数∣]即为相应温度下的分解压。

4.为什么要抽干净小球泡中的空气？若系统中有少量空气，对实验结果有什么影响？

答：如果不抽干净小泡内的空气，则测得的分解压为实际分解压和空气分压之和。若系统中有少量空气，则导致分解压测定值偏大。

5.如何判断氨基甲酸铵分解反应已经达到平衡？没有平衡就测数据，将有何影响？

答：在确保恒温槽温度恒定的前提下，经由缓冲瓶活塞缓慢放气至等压计两侧液面等高并能够保持，则氨基甲酸铵分解反应业已达到平衡。没有达到平衡就测数据，则会导致分解压测定值与实际分解压值产生偏差：如果按照温度逐渐升高的顺序测定各个温度下的分解压值，随着分解反应逐渐接近平衡，系统内的压力逐渐变大，未达到反应平衡就测数据会导致分解压测定值偏小；如果按照温度逐渐降低的顺序测定各个温度下的分解压值，随着分解反应逐渐接近平衡，系统内的压力逐渐变小，未达到反应平衡就测数据会导致分解压测定值偏大。

6.根据哪些原则选用等压计中的密封液？

答：要求密封液：1)高沸点或低饱和蒸气压，以免密封液的挥发导致压力读数误差；2)粘度较高，以免在放气稍快时，空气就倒灌进入装试样小泡内；3)密度较低，降低因为等压计两侧液面等高判断误差导致的压力读数误差；4)稳定，不会和通过气体发生反应。

7.当将空气放入缓冲瓶时，若放入空气过多，则会出现什么现象？怎么解决？

答：若缓冲瓶内放入空气过多，导致等压计和空气接触一侧液面偏低，则需要重新抽真空至等压计和空气接触一侧液面较高，随后再缓慢放气至等压计两侧液面等高。

若缓冲瓶内放入空气过多、过快并有空气倒灌进入装试样小泡内，则需要重新抽干净小泡内的所有气体组分。

8.将测量值与文献值比较，分析引起误差的主要原因。

答：本实验的主要误差原因包括：1)压差计未预先置零；2)装试样小泡内抽气不干净；

3)恒温槽控温不准，或未达到控制温度就开始测压；4)恒温槽达到了控制温度但分解反应尚未达到平衡就开始测压；5)等压计两侧液面等高判断误差；6)压差计、大气压力计误差等。

其它相关问题：

1.需测定氨基甲酸铵分解反应在40℃下的平衡常数，最合理的实验操作顺序是：( B )。

A.调节恒温槽→系统检漏→脱气→压差计置零→放入空气到等压计相平后10 分钟不变；

B.压差计置零→系统检漏→脱气→调节恒温槽→放入空气到等压计相平后10 分钟不变；

C.调节恒温槽→压差计置零→系统检漏→脱气→放入空气到等压计相平；

9

D.调节恒温槽→脱气→压差计置零→系统检漏→放入空气到等压计相平。

2.以等压法测氨基甲酸铵分解反应分解压力的实验中，在298K 时，若测得的分解压比文献值大，分析引

起误差的原因，哪一点是正确的：（B、C ）

A.恒温水浴的实际温度低于298K；

B.等压计使用了低沸点液体；

C.氨基甲酸铵吸潮；

D.平衡时间不够。

3.真空系统需要捡漏，合理的操作是：（B ）。

A.接通真空泵→至最高真空度→切断真空泵→观察压差计读数；

B.接通真空泵→至实验所需要的真空度→切断真空泵→观察压差计读数；

C.接通真空泵→至任意大小的真空度→切断真空泵→观察压差计读数；

D.接通真空泵→至最高真空度→观察压差计读数。

4.使用机械真空泵能获得：( B )

A.粗真空；

B.低真空；

C.高真空；

D. 极高真空。

5.福廷式气压计读书需纬度校正是因为不同纬度重力加速度不同。( √)

6.在分解反应平衡常数测定实验中，下列误差分析错误的是：( B C？)

A.由于恒温槽显示温度偏高，使得分解压偏小；

B.因为样品受潮，使得分解压偏小；

C.用水银作等压计的液体，结果使得分解压偏小；

D.样品室中的空气未抽净，导致分解压偏大。

7.氨基甲酸铵分解反应的实验装置中采用等压计，其中封闭液的选择对实验结果颇有影响，为减少封闭液

选择不当所产生的实验误差及提高实验测定的灵敏度，选择下列条件的封闭液错误的是：( A )

A.低沸点；

B.低密度；

C.低蒸气压；

D.低吸收。

8.如果要测定CaCO3分解反应平衡常数，与测定NH2COONH4分解反应的装置相比，需要改进：( B )

A.真空泵；

B.恒温装置；

C.测压仪器；

D.等压计。

实验五. 电导的测定及其应用

1.如何定性解释电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低？

答.电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低：对于强电解质，随溶液浓度增加，单位体积中的离子数目增多，离子之间的间隔距离缩短，离子之间的相互作用增大，离子电迁移速率变慢，因此摩尔电导率降低；对于弱电解质，随溶液浓度增大也会导致离子电迁移速率变慢而引起摩尔电导率降低，但更主要的是因为弱电解质浓度增大时电离度降低，实际参与导电的离子数目减少，结果摩尔电导率降低。

2.为什么要用高频交流信号测定电解质溶液的电导？交流电桥平衡的条件是什么？

答.若不采用高频交流信号而采用低频交流信号甚至直流信号，则电导池就相当于电解池，电导池电极表面发生电解反应并导致溶液浓度改变，电导读数产生误差。

惠斯顿电桥平衡的条件为电桥中D、C 两点电势相等，实验中连接在D、C 两点之间的示波器呈现水平线

(灵敏度调至最高)。若将电导池近似看作为纯电容器，则满足：

10

R1/R x =R2/R3

但实际上电导池并非纯电阻器(有容抗)，在给定R2、R3 的值并调整R1的值至电桥平衡的过程中，并不能

将示波器中显示的信号调至完全为水平线。此时只要将示波器中显示的信号调至振幅最小，即可近视认为已经达到电桥平衡。

3.电解质溶液的电导率与哪些因素有关？

答.电解质溶液电导率的影响因素包括：1)电解质溶液溶质、溶剂的种类；2)电解质溶液的浓度；3)温度。

4.为什么要测定电导池常数？如何得到该常数？

答.通过惠斯顿电桥可以测得电导读数。本实验中要测定不同浓度KCl 溶液的摩尔电导率值，需要相应浓度KCl 溶液在实验温度下的电导率值。电导率值由下式计算：Κ=G·K cell

式中K cell即为电导池常数。因此由实验测定电导值G 计算电导率Κ并进而计算溶液摩尔电导率Λm需要知道所用电导池的电导池常数K cell的值。

电导池常数可以由生产厂家标注值获取。或用该电导池通过惠斯顿电桥测定一定浓度KCl 溶液在相应温度下的电导值，查文献得到KCl 溶液在相应浓度、温度下的电导率值，即可计算得到该电导池在相应温度下的电导池常数值：

K cell =Κ/G

5.测定电导时为什么要恒温？实验中测定电导池常数和溶液电导时，温度是否要一致？

答：电解质溶液的摩尔电导率值与温度有关，因此需要在恒温条件下进行实验。电导池为将金属片(常为铂片)固定在玻璃支架中制备得到。一定温度下，金属片的间隔距离l 和面积A 具有恒定值，因此电导池常数( K cell =l/A )恒定。随温度改变，由于热胀冷缩，l 和A 发生改变并导致电导池常数K cell改变，因此实验中测定电导池常数和溶液电导时，温度应该一致。

其它相关问题：

1.在电桥法测定溶液电导时，调节R3 电阻，很难调到示波器中的波形完全平直，这主要原因是：( A )

A.电导池有电容，使交流电的相位改变；

B.电阻箱的分度不够小，电阻改变值不连续；

C.仪器灵敏度不够；

D.因为是交流电，不能变为直流电的水平波形。

2.检流计可以检测微小电流，因此在电桥法测定电导时，可以用检流计代替示波器。

( ×)

3.在电导测定实验中，需要用交流电源而不用直流电源的原因是：（A ）

A.防止在电极附近溶液浓度发生变化；

B.能准确测定电流的平衡点；

C.简化测量电阻的线路；

D.保持溶液不致升温。

4.在电导测定实验中，示波器调节不到直线的可能原因是：（C ）

11

A.示波器不够灵敏；

B.电阻箱的电阻改变不够小；

C.电导池电容没有补偿；

D.信号发生器的频率太低。

5.请画出能检测桥上电流(或电势的)的惠斯顿电桥。

如果要检测桥上的零直流电流(或电势)，应接：(直流信号源，直流检流计)；检测零交流电流(或电势)，

应接：(交流信号源，示波器)；需测不平衡电势则应接(相应的信号源，如三角波发生器，示波器)。(8 分)

6.溶液电导数据的应用是很广泛的。下列有关电导测定应用的说法错误的是：( C )

A.检验水的纯度；

B.测定难溶盐溶解度；

C.测定电解质的迁移数；

D.测定反应速率常数。

实验六. 原电池电动势的测定及其应用

1.补偿法测定电池电动势的装置中，电位差计、工作电源、标准电池和检流计各起什么作用？如何使用和维护标准电池及检流计？

答.补偿法测定电池电动势的过程中工作电池(要求电压稳定)在滑线变阻器上的分压与

标准电池(变换开关SW 打在N 时)或待测电池(变换开关SW 打在x 时)反向而相互抵消。调整滑线变阻器上的电阻值至检流计指示回路中没有电流流过时，则恰好互相补偿。由滑线变阻器电阻读数(变换开关SW 打在N 时并恰好补偿时读数为R1，变换开关SW 打在x 时并恰好补偿时读数为R2)及实验温度下标准电池电动势值，即可计算得到待测电池电动势值：Ex=Ew×R2/ R1

因此补偿法测定电池电动势的实验中，各个装置的作用为：

电位差计：提供测量回路；

工作电池：提供补偿电压；

标准电池：用于确定R1 的值；

检流计：检测回路中流过电流是否为零(是否恰好补偿)。

标准电池的使用、维护：对标准电池的要求：1)可逆电池；2)电动势稳定，并能确定在实验温度下的电动势值。标准电池使用中应注意：1)要避免大电流冲击，更应禁止两极之间短路；2)禁止倒置；3)在一定温度下使用、储存。检流计的使用、维护：1)使用前要调零；

2)不断调整滑线变阻器电阻大小至回路中恰好完全补偿的过程中，逐渐提高检流计灵敏度；

3)操作时要避免检流计的震动；4)避免检流计的大电流冲击，以免打断指针；5)未调至完全补偿、指针偏转较大时，不要让检流计指针长时间处于偏转状态，以免检流计内部线圈的固定金属丝发生疲劳现象。

2.测量过程中，若检流计光电总往一个方向偏转，可能是哪些原因引起的？

答.当工作电池的分压和标准电池或测量电池的电动势互为抵消时，才可能通过调整滑线变阻器电阻大小，至检流计指针指示为零。因此，若检流计总往一个方向偏转，则说明工作电池的分压和标准电池或测量电池的电动势不能抵消。可能的原因包括：1)工作电池或标准电池(待测电池)接线接反；2)因接线松动、没有放置盐桥等，导致断路。3)工作电池电压或标准电池电动势不合适。

3.测量电动势时为和要用盐桥？如何选用盐桥以适应不同的系统？

答.若电池中有液-液界面，为了消除液-液界面电势差，必须使用盐桥。对盐桥的要求：1)导电性好，一般使用强电解质的饱和溶液；2)电解质阴、阳离子的电迁移率接近，能够消除液体接界电势；3)不会与测试系统的物质发生反应。如KCl 盐桥不能在含Ag+离子的溶液中使用；

4)为了避免盐桥使用过程中电解质的渗漏，通常将电解质固定在琼脂凝胶的网状结构中。

4.根据可逆电池的必备条件，用补偿法测定其电动势，怎样才能测准？

答.1)调整滑线变阻器电阻至回路中工作电池的分压和标准电池或待测电池电动势恰

好完全补偿，检流计指示为零，回路中电流I→0；2)避免大电流冲击；3)实验温度恒定。

其它相关问题：

1.原电池电动势的测定，可以用：( B )

A.直流伏特计；

B.电子电位差计；

C.普通万用表；

D.惠斯顿电桥。

2.在原电池电动势测定实验中所用盐桥中的电解质，需符合下列条件，除了：( D )

A.正、负离子电荷数相同；

B.正、负离子迁移数接近；

C.不会与所处溶液反应；

D.尽量与溶液中离子相同。

3.用对消法测量可逆电池的电动势时：如果待测电池的正、负极接反，产生的后果是：

（C ）

A.测量结果偏大；

B.测量结果偏小；

C.检流计指针总是偏向一边；

D.检流计指针向相反方向偏。

4.pH 计是根据什么电学性质测量溶液的氢离子活度的？（B ）

A.电导；

B.电动势；

C.电容；

D.电迁移。

5.用对消法测可逆电池的电动势，主要是为了：（C ）。

A.消除电极上的副反应；

B.减少标准电池的损耗；

C.在接近可逆的情况下测定；

D.为了方便。

6.用电位差计测定可逆电池的电动势时，若所用工作电池的电压低于要求的最小电压，操作时会发现(检流计总向一边偏)的现象。出现同一现象的可能原因是(工作电源未通、标准电池未通、待测电池未通、盐桥未放、正负接反等)。

7.用对消法测可逆电池电动势的实验中，下列操作会造成检流计总向

一边偏的是：（D ）。

A.检流计不够灵敏；

B.转换开关置于“断”位置上；

C.没有校正工作电流；

D.测量电池没有放盐桥。

8.在测定Ag∣AgCl(s)∣Cl-的电极电势时，要用KCl 盐桥，主要是因为：( B )

A.仅起导通电流的作用；

B.KCl 正、负离子迁移数接近；

C. KCl 正、负离子电荷数相同；

D. KCl 与溶液中的离子相同。

9.在使用UJ-25 电位差计测量电池电动势时，首先须把转换开关打到“N”处进行标准化操作，其目的是：

( C )

A.校正标准电池的电动势；

B.校正检流计的零点；

C.标定工作电流；

D.检查线路是否正确。

14

实验七. 甲酸氧化反应动力学的测定

思考题参考答案：

1.可以用一般的直流伏特计来测量本试验的电势差吗？为什么？

答：不可以。

本实验中需要测量的电势差，即为电池电动势值。原电池电动势测量时，要求流过电流I→0，而局限于直流伏特计的工作原理，直流伏特计测量时必须有电流流过，因此用伏特计测得的为端电压而非电池电动势值。

3．为什么用记录仪进行测量时要把电池电动势对消掉一部分？这样做对结果有无影响？

答：原则上原电池电动势需要用电位差计(补偿法)测定。但本实验的反应过程中电池电动势值不断改变，采用电位差计显然无法测量，因此通过叠加一反向电压对消掉一部分电动势，使得流过的电流减小，测得的电势差值接近电池电动势值并能连续测定。再则，因待测

定电池电动势约为0.8V，而反应的电动势变化仅为30mV 左右，即ΔE << E ，此时测量，由于信号基值较大，而变化信号的不明显，有较大的误差。因此对消掉一部分的电动势使得基值信号降低到与变化值同一数量级范围内，可大大提高精确度。这样做并不会对结果有影响。根据测量公式E = Const. ? (RT / 2F)k' t ，对消只是将E 后减去一个常数，

即E ?Const'= Const. ? Const'?(RT / 2F)k't

新的测量电动势：

E' = E ? Const' = Const. ? Const'?(RT / 2F)k' t = Const' '－(RT/2F)k' t

仅常数项改变而直线斜率不变，因此不会对k’产生任何影响。

4．写出电极反应和电池反应，估计该电池的理论电动势约为多少？

答：电池为（一）Hg, Hg2Cl2 | Cl–|| Br–, Br2 | P t （＋）

阳极反应：12Hg + 2Cl ?1 →Hg Cl + 2e ?

阴极反应：Br + 2e ?1 →2Br ?

电池反应：Br + 2Hg + 2Cl ?→Hg Cl + 2Br ? 2 2 2

E = E ?E = 1.065V ? 0.2410V = 0.855V + ?

该电池的理论电动势约为0.855V。

5．本实验的反应物之一溴是如何产生的？写出有关反应。为什么要加5ml 盐酸？

答：本实验中的反应物之一溴通过加入的溴试剂储备液中KBr 与KBrO3 反应得到，反应方程为：

Br BrO H Br H O 3 2 2 5 ?+ ?+ 6 + →3 + 3

加入5mL 盐酸是为了提供H+，催化此反应的进行。

通过本次实验，了解电化学方法在定量分析中的作用，它能反映浓度随时间的变化，将化学信号转变为易测量的电动势信号；本实验的设计思想也是一种值得学习的方法，将多变量影响因素逐个分离，分别求单变量的影响。

其它相关问题：

2.在甲酸氧化反应动力学测定中，加入KBr 溶液的主要目的是：( C )

A.它是反应物；

B.它是生成物；

C.需过量的Br-；

D.生成Br2。

3.在甲酸氧化反应动力学测定实验中，加入甲酸后，对记录的电势随时间变化关系及原因叙述正确的是：

( B )

A.由于反应过程中[Br2]减小，测量电池电动势增大，所以记录的电势随时间变化增大；

B.反应过程中测量电池电动势减小，记录的电势ΔE=E(外接)-E(测量)随时间变化增大；

C.反应过程中测量电池电动势增大，记录的电势ΔE= E(测量)-E(外接)随时间变化增大；

D.由于反应过程中[Br2]减小，测量电池电动势增大，所以记录的电势随时间变化减小。

4.在甲酸氧化反应动力学测定中，加入KBr 溶液的主要目的是：( C )

A.它是反应物；

B.它是生成物；

C.需过量的Br-；

D.生成Br2。

5. 为了了解某一化学反应的动力学，在实验中要测定是：( D )

A.反应速率系数；

B.反应级数；

C.反应活化能；

D.反应物浓度随时间的变化。

实验八. 溶液表面张力的测定及等温吸附

思考题参考答案：

1.毛细管尖端为何要刚好触及液面？

答：若毛细管尖端不与液面相接触，则实验系统与大气相通，没有气泡产生，也就无法

完成测量。若毛细管伸入液面以下，液体静压差引入额外的压力，气泡产生所需要的压差为曲面附加压力和液体静压差之和，导致测量测量值偏大。

2.为何毛细管尖端要平整，选取时应注意什么？

答：毛细管尖端不平整则无法做到尖端与液面正好相切，而且产生的起泡不能够为规整的半球状，曲率半径R m≠r，这样导致测量不准确。

选取毛细管时直径不宜过大，否则ΔP m 太小，测量的相对误差偏大；若毛细管直径太小，最大气泡对应的最大压差过大，以至于滴定管中的液体静压差不足，毛细管不能出泡。毛细管直径太小，也容易引起尖端口堵塞的现象。因此选取毛细管的直径大小要适中。

3.如果气泡出得很快对结果有何影响？

答：气泡出得过快，则测压仪读数变化也变快，但受限于压差计的灵敏度，可能无法捕捉最大压差读数从而引起实验误差。

4.用最大气泡法测表面张力时，为什么要选取一标准物质？最大气泡法的适用范围怎样？

答：毛细管的管径难以直接测定，因此通过测量实验温度下标准物质（表面张力γ0值已知）的最大压差Δp0及待测溶液的最大压差Δp，并由下式计算待测液体的表面张力γ值：γ=γ0×Δp/Δp0

本实验中也可以采用其它已知相应实验温度下的表面张力值的液体作为标准物质进行实验。但因本实验中待测溶液以水为溶剂，因此以纯水为标准物最为合适。最大气泡法不适用于较高浓度溶液表面张力的测定，因为毛细管口会堵塞，同样也不适用粘度较大液体表面张力的测定。

5.在本实验中，那些因素将会影响测定结果的准确性？

答：本实验的主要误差因素包括：1)恒温槽控温不准或试样恒温不够导致的误差；2)液面没有调整至恰好与毛细管端面相切导致的误差；3)溶液配制时浓度不准确导致的误差；4)毛细管内和表面张力仪内壁润洗不够导致的误差；5)毛细管端面不干净或不平整，结果导致出泡不规整引起的误差；6)压差计灵敏度或测量精度不够引起的误差；7)表面张力仪下端活塞密封性不够结果发生恒温槽中的水渗入表面张力仪内引起的误差。

其它相关问题：

1.用最大气泡压力法测定溶液表面张力的实验中,测得的某溶液的读数精密度很差,可能是下列原因造成

的,除了：( C )。

A.毛细管口不干净；

B.毛细管口不平整；

C.压差计忘了置零；

D.毛细管插入液体内部。

2.在最大气泡法测溶液表面张力实验中，如需用仪器测定正丁醇的浓度，可用下列哪种仪器准确测定？

( D )

A.分光光度计；

B.旋光仪；

C.电导率仪；

D.阿贝折光仪。

3.最大气泡法测定溶液表面张力是根据弯曲液面上有附加压力原理设计的。

( √)

4.用最大气泡压力法测定溶液表面张力的实验中,下面哪一条不是为了防止鼓出连珠泡和不均匀气泡：

( A )。

17

A.毛细用溶液润洗；

B.毛细管口必须平整；

C.毛细管壁必须清洗干净；

D.毛细管应垂直放置。

5.用最大气泡压力法测定溶液表面张力的实验中,下面哪一条不是为了防止鼓出连珠泡和不均匀气泡：

( A )。

A.毛细用溶液润洗；

B.毛细管口必须平整；

C.毛细管壁必须清洗干净；

D.毛细管应垂直放置。

6.在最大气泡法测定水溶液的表面张力实验中，当气泡所承受的压力差达到最大时，气泡的曲率半径为：

( C )

A.无穷大；

B.大于毛细管半径；

C.等于毛细管半径；

D.不确定。

7.如用最大气泡法压力法测定某一液体样品的表面张力，某同学在试管中放入标准液体和样品时都把毛细管插入液面以下2mm，这样会产生以下结果：( D )

A.对结果没影响；

B.测得的样品表面张力将偏大；

C.测得的样品表面张力将偏小；

D.会产生连珠泡和不均匀气泡。

实验九. 二组分完全互溶系统的气-液平衡相图

1.沸点仪中盛气相冷凝液的小球体积过大或过小，对测量有和影响？

答.若小球体积过小，小球中的气相冷凝液可能不够测定折光率并确定液相组成使用。

若小球体积过大，则可能导致小球中气相冷凝液冲洗不充分，前一次加热沸腾过程中的气相冷凝液仍残留在小球中，导致折光率以及气相组成测量产生误差。再者，实验中是先在沸点仪中装入一定量的某一纯组分，然后依次按预先设定量加入另一组分，加热沸腾再冷却后分别取液相和气相试样，并由折光率测定值确定气相和液相组成。若每次测量时气相冷凝液取样过多，气相消耗量过大，可能导致混合物组成偏离预先设定值过大，实验点不合理。

2.实验时，若所吸取的气相冷凝液挥发掉了，是否需要重新配制溶液？

答.应该尽量避免气相冷凝液挥发以至于无法测定的现象发生，以免实验点偏离预先设定值过大。但若真的有这种情况发生，也无需重新配置溶液，而只需要重新加热沸腾、冷凝、取样并测定分析即可。

3.测定纯环己烷或纯乙醇的沸点时，为什么必须将沸点仪吹干，而测定混合物的沸点和组成时，不必将沸点仪吹干？

答.测纯组分的沸点时，应确保沸点仪中没有其它组分的存在，因此必须将沸点仪吹干。而在测定混合物

的沸点和组成时，沸点直接在实际所用试样的实验过程中读取(需作露径校正)，组成由气相或液相试样的

折光率读数确定，因此在确保混合物中没有第三组分(如水等)的前提下，不必将沸点仪吹干。

4.测定纯组分的沸点时，蒸气冷凝液和残留液的折光率是否应该相等？若不等，说明什么问题？应该怎样

处理？

答.对于纯组分，气相和液相组成相同，折光率读数也应该相等。如不相等，则可能是：1)折光率读数有

误差；2)折光率测定时温度波动；3)试样不纯。

5.该系统用普通蒸馏方法能否得到两纯组分？为什么？

18

答.普通蒸馏方法仅能部分分离双总分系统而无法完全分离获得两个纯组分。而况乙醇-环己烷系统会在常

压下形成恒沸混合物，因此即使采用精馏方法也只能得到一个纯(或接近为纯)的组分和一个恒沸混合物而

无法得到两个纯组分。

6.实验过程中你发现液态混合物的沸点、组成、折光率变化有什么规律？

答.在恒沸点左侧(乙醇一侧)：随着实验过程中逐渐加入环己烷并且在到达恒沸点之前，沸点逐渐降低，系统组成以及气相、液相组成中环己烷的含量逐渐增加，折光率读数变大，并始终气相的折光率读数大于液相的折光率读数，而一旦加入的环己烷量使得系统组成越过了恒沸点，则随着环己烷的进一步加入，沸点逐渐升高，气相、液相的折光率读数继续增大、气相和液相中环己烷的含量继续增加，但是液相的折光率读数会大于气相的折光率读数，液相中的环己烷含量大于气相中的环己烷含量(发生反转)。在恒沸点右侧(环己烷一侧)：随着实验过程中逐渐加入乙醇并且在到达恒沸点之前，沸点逐渐降低，系统组成以及气相、液相组成中环己烷的含量逐渐减小，折光率读数变小，并且始终有液相的折光率读数大于气相的折光率读数，液相中的环己烷含量大于气相中的环己烷含量，而一旦加入的乙醇量使得系统组成越过了恒沸点，则随着乙醇的进一步加入，沸点逐渐升高，气相、液相的折光率读数继续变小、气相和液相中环己烷的含量继续减少，但是气相的折光率读数会大于液相的折光率读数，气相中的环己烷含量大于液相中的环己烷含量(发生反转)。

7.为了保证取样和分析正确，应注意哪些环节？

答.1)调整恒温槽温度，使得折光率读数测定时的温度与折光率-组成对照表的温度一致；

2)试样具有足够纯度；3)实验前充分吹干沸点仪；4)对折光率仪读数进行校正；5)加热沸腾充分，确保气-液两相达到平衡，气相冷凝液冲洗充分；6)加热沸腾、读取沸点后，对沸点仪冷却充分，避免因为试样温度较高导致取样分析过程中挥发而引起组成改变；7)每次取样前将取样用滴管吹干并冷却；8)每次测折光率前将折光率仪滴试样的玻片镲干并挥干。

8.试从相律分析：一定压力下二元液态混合物的恒沸点温度和组成是确定的：

答.由相律：F=C-P+n

一定压力下的二元液态混合物系统：P=2，n=1；在恒沸点处，气相组成=液相组成(浓度限制条件)，因此

C=2-1=1；F=1-2+1=0，所以一定压力下二元液态混合物系统的恒沸点温度和组成具有确定的值。

9.使用折光率仪需要注意哪些问题？

答.1)将折光率仪恒温水的出、入口和带外循环功能的恒温槽相连，调整恒温槽温度使得折光率仪的温度示数与折光率-组成对照表的温度一致；2)用标准试样或实验用纯组分对折光率仪读数进行校正；3)每次测量前用镲镜纸将折光率仪装试样玻片镲干、挥干；4)调整聚光照明部件角度，得到均匀的照明；5)试样装好后将进光棱镜盖扣紧；6)充分消除色散并通过旋转调节手轮使得目镜中观察到的明暗分界线恰好落在交叉线交叉点上后读数。

其它相关问题：

2. 在乙醇-环己烷系统气-液平衡相图测定实验中，把乙醇加热到气液平衡后，测定气相组成时，经常会发现其折光率比实验室提供的折光率-组成工作曲线(表)中的最小值还小的现象。产生此现象的原因不可能是：( D )

A.恒温槽温度不准；

B.试剂不纯；

C.折光率仪零点没校正好；

D.沸点仪没干燥好，残留少量乙醇-环己烷的混合物。

3. 在乙醇-环己烷系统气-液平衡相图测定实验中，下列操作中哪一项是不必要的：( D )

A.测纯组分前沸点仪需吹干；

B.测折光率取样要快速；

C.准确加入乙醇或环己烷量；

D.同时读取沸点仪中主温度计和辅助温度计数据。

5.选用水蒸气蒸馏分离有机物时，要求被馏出的有机物：( C )

A.饱和蒸气压比水小；

B.饱和蒸气压比水大；

C.在水中的溶解度小；

D.在水中的溶解度大。

6.在完全互溶二组分气-液平衡相图中，混合物的沸点：( D )

A.应介于两个纯组分的沸点之间；

B.会出现一个最大值；

C.会出现一个最小值；

D.不一定，都有可能。

7.在非电解质二组分气-液平衡相图的测定中，组成分析通常可以采用：( A )

A.折射率法；

B.电导法；

C.热分析法；

D.电动势法。

实验十. 二组分简单共熔系统相图的测定

1.金属熔融系统冷却时，冷却曲线为什么会出现转折点或水平线段？对于不同组成金属混合物的冷却曲线，其水平线段有和不同？为什么？

答.金属熔融系统在冷却过程中由于系统和环境之间的温差，系统向环境散热，系统降温。但系统温度降低的显热不足以弥补系统的热损失，系统温度以固定的或缓慢改变的速率逐渐降低，步冷曲线为直线或光滑曲线。而当系统降温至某一值、系统中有固态物质(单质或固溶体)凝固析出时，凝固过程放出的凝固热部分补偿、但尚不能完全补偿系统的热损失，系统降温速率发生突变，步冷曲线中出现转折点。若固态物质(单组分系统中析出单质、双组分系统中析出固态混合物等)凝固析出并且凝固过程中放出的凝固热恰好完全补偿系统的热损失，则系统温度保持不变，步冷曲线中出现水平线段。

2.用加热曲线是否也可以作相图？作相图还有哪些方法？

答.原则上也可以应用加热过程中加热曲线中的转折点、水平线段对应的温度值绘制相图。但相图表示系统处于热平衡状态时相变温度与组成之间的关系，同时也要求系统和环境之间处于热平衡或充分接近热平衡。但在加热升温过程中，难以保证系统和环境之间能够充分接近热平衡状态。因此，一般不用加热曲线而是应用冷却曲线绘制相图。

本实验中的相图绘制采用的是热分析法。热分析法中除了步冷曲线法外，还包括差热分析(DTA)、差示扫描量热(DSC)、热重(TG)、微分热重(DTG)、和控制转化速率分析(CRTA)

等方法。除了热分析法之外，对于其它一些系统，例如水盐系统，则采用溶解度法绘制相图

3.试用相律分析最低共熔点、熔点曲线及各区域的相数及自由度？

答.本实验为一定压力下二组分简单共溶系统相图的绘制，相律：

F=C-P+n=2-p+1=3-P。

最低共熔点处：P=3，F=020

熔点曲线上：P=2，F=1

液相单相区：P=1，F=2

固-液两相区：P=2，F=1

固-固两相区：P=2，F=1

4.含20%与80%Sn 的两个样品的步冷曲线的第一个转折点温度哪个更明显？为什么？

答. 含20% Sn 的样品的步冷曲线的第一个转折点温度处析出固态Pb，含80%Sn 的样品的步冷曲线的第一个转折点温度处析出固态Sn(对应于实验指导书中的Pb-Sn 系统)。

_________查得Pb 的凝固热为-23.2J/g，Sn 的凝固热为-59.2J/g，单位质量的Sn 凝固析出时放热更多，补偿系统热损失更多，降温速率改变更明显，因此含80%Sn 样品的步冷曲线的第一个转折点更明显。

其它相关问题：

1.在二元合金相图绘制的实验中，与冷却曲线水平线段长度有关的叙述中，正确的是：( A )

A.低共熔物越多，共熔物中熔化焓较大的锡含量越高，水平线段越长；

B.混合物的熔点越高，水平线段越长；

C.冷却炉温度越低，水平线段越长；

D.水平线段长度与混合物的锡含量和熔点无关。

3.在二元合金相图绘制的实验中，所用的测温元件是：( D )

A.铂电阻温度计；

B.热敏电阻温度计；

C.贝克曼温度计；

D.热点偶温度计。

实验十一. 乙酸乙脂皂化反应速率常数的测定

思考题参考答案：

1.为什么乙酸乙酯与氢氧化钠溶液必须足够稀？

答：本实验中通过测定反应系统在反应过程中的电导率值获得反应过程中反应物组分浓度随时间变化的信息。而在推导反应系统的电导率和反应物浓度之间的关系时，曾作了电导率值与反应物浓度成正比的假设。而这一近似处理方法只对稀溶液成立。因此要求什么乙酸乙酯与氢氧化钠溶液必须足够稀。

2.被测溶液的电导主要是哪些离子的贡献？

答：被测溶液的电导主要是钠离子、氢氧根离子和乙酸根作的贡献。反应过程中钠离子的浓度保持不变，因此钠离子对反应过程中反应系统电导率的变化没有贡献。反应过程中氢氧根离子不断被消耗产生乙酸根离子，并引起反应系统电导率读数逐渐下降。

3.为什么用洗耳球压溶液混合要反复两次，而且动作要迅速？

答：实验要求反应液要混合均匀，因此要反复地压两次来使溶液混合均匀。动作迅速是为了避免记时的误差。

4.为什么可以用记录纸的格子数代替电导率计算反应速度常数？

21

答：由于电导率的大小与实验中的记录仪的格子数目成正比，且x=a(κ0-κt)/ (κ∞-κt), 即转化率值与电导率的单位无关，因此可以用记录仪的格子数来代替电导率仪的读数。

5.预先单独测量NaOH 溶液的电导率有何作用？

答：本实验数据处理时要以k t对(k0-k t)/t 作图得到直线并由直线的斜率确定反应速率常数κ，因此需要有反应初始时反应系统的电导率读数κ0的值。而在实验过程中，反应开始时要多次来回将NaOH 溶液挤压/吸出反应大管中，不能保证一开始就能将反应系统混合均匀。因此不能从反应过程中的k t–t 记录曲线中的最初点或最高点读取κ0值。而在反应初始，反应系统为乙酸乙脂溶液和NaOH 溶液混合液，乙酸乙脂对电导没有贡献，它的存在仅起到稀释NaOH 溶液的效应，因此可以预先测定经等量稀释后的NaOH 溶液的电导率作为κ0的值。另外，通过测定经等量稀释后的NaOH 溶液的电导率值，可以预先确定电导率仪的适宜量程。

6.反应溶液在空气中放置时间太长对结果有什么影响？

答：会影响反应物初始浓度的准确性。若乙酸乙酯溶液在空气中放置时间太长会使乙酸乙酯挥发，另外氢氧化钠溶液则有可能吸收空气中的二氧化碳而变质。

7.要确定κ∞可采用哪些方法？

答：可以采用以下方法之一确定κ∞值：1)由公式（8）可知，由κt对(κ0-κt)/t 作图得到一条直线，截距为κ∞；2)测定相同浓度醋酸钠的电导率；3)测定乙酸乙酯和氢氧化钠长时间反应后的电导率值。

其它相关问题：

1.测定乙酸乙脂皂化反应速率常数的实验中，哪一项是必须的？( C )

A.温度补偿校正；

B.电极常数校正；

C.满刻度校正；

D.扣除乙酸乙脂溶液的电导。

2. 在乙酸乙脂皂化反应实验中，用浓度均为0.010mol/dm3的CH3COOC2H5 和NaOH 溶液等体积混合，如要得到电导率Κ∞，可用下列哪种溶液的电导率代替：( D )

A.0.010mol/dm3的NaOH；

B.0.005mol/dm3的NaOH；

C.0.010mol/dm3的CH3COONa；

D.0.005mol/dm3的CH3COONa。

3.对于乙酸乙脂皂化反应实验，以下可能的误差原因中错误的是：( D )

A.没有调节电导率仪常数；

B.电导率仪没有作满刻度校正；

C.没有调节电导率仪温度补偿；

D.混合管没有用溶液润洗。

实验十二. 界面移动法测定离子的迁移数

思考题参考答案：

1.离子迁移数与哪些影响因素有关？

答：影响离子迁移数的因素包括：1)离子的性质；2)溶剂的性质；3)共存离子的性质；

4)离子以及共存离子的浓度；5)温度；6)电场强度大小等。

2.保持界面清晰的条件是什么？

答：1)待测离子迁移数的离子和后续离子，例如本实验中的H+和Cd2+在实验条件下的电迁移速率差异明显；2)电场强度恒定。

3.实验过程中电流值如何变化？迁移管的电极接反将产生什么现象？为什么？

答：实验过程中在负极(铜电极)一端H+不断被还原析出H2，虽然有H+不断迁移到达电极表面附近，仍会引起H+浓度逐渐降低，电极反应速率变慢，迁移管中流过的电流逐渐变小。

如果迁移管的电极接反，负极(铜电极)接在迁移管的下端，在铜电极表面析出的H2 无法顺利溢出，迁移管内就会出现气泡而引起断路，甚至引起稳压电压损坏。

4.如何求得Cl-离子的迁移数？

答：本实验中H+离子的共存离子只有Cl-离子，因此有：t(H+)+t(Cl-)=1

通过实验测得t(H+)，即可由下式计算Cl-离子的迁移数：t(Cl-)=1- t(H+)

其它相关问题：

1.界面移动法测定HCl 溶液中氢离子迁移数实验中，以下叙述中正确的是：

( A )

A.迁移管两端电势恒定；

B.迁移管中的电流恒定；

C.迁移管内的电阻恒定；

D.加在标准电阻上的电势恒定。

2.界面移动法测定HCl 溶液中氢离子迁移数实验中，以下叙述中正确的是：

( A )

A.铜棒作阴极，在上端；

B.镉棒作阴极，在下端；

C.界面向下移动；

D.t(H+)+t(Cd2+)+t(Cl-)=1。

实验十三. 粘度法测定高聚物的相对分子质量

思考题参考答案：

1.乌氏粘度计中的支管C 的作用是什么？能否去除C 管改为双管粘度计使用？为什

么？

答：粘度测量过程中液体通过毛细管的流速(流过时间)与下落过程中的液体静压差也有关系。为了保证在

实验测定一定体积标准样和待测试样流过时间时的液体静压差相等(或接近相等)，在乌氏粘度计中设计了

侧管C，操作时先按住侧管C，用洗儿球将试样吸入B 管至小球G 上端刻度以上，放开洗儿球并迅速放开侧管C，使得毛细管内液体下端悬空，即可保证试样在恒定的液体静压差下流

过毛细管。在乌氏粘度计中不能没有侧管C。但可以去除侧管C 改为奥氏粘度计。奥氏粘度计的使用方法不同：乌氏粘度计操作使用时液体加入量不需要定量而只需要加入液体量能够在大球F 的两条刻度线之间，并能够保证在放开侧管C 后毛细管内的液体下端处于悬空状态即可，而在操作使用奥氏粘度计时，要保证每次定量加入液体，使得试样在恒定(或接近恒定)的液体静压差下流过毛细管。

2.粘度计的毛细管粗细对实验有什么影响？

答：测定不同粘度值的液体粘度，要选用不同毛细管管径的粘度计。若液体粘度较小，而毛细管管径太大，则流过时间过短，导致实验误差偏大；若液体粘度较大，而毛细管管径过细，则流过时间过长，实验耗费时间过多。如果毛细管管径太细，甚至可能发生液体无法下落，毛细管也容易堵塞报废。

3.粘度法测定聚合物的相对分子质量有何局限性？该法适用的聚合物分子质量范围大

致是多少？

答：1)粘度法测得的为粘均摩尔质量；2)粘度法只能测定确定聚合物的特性粘度值，而由特性粘度值进一步确定聚合物的摩尔质量，需要预先知道该聚合物在相应实验条件(如溶剂、实验温度等)下特粘度度和和平均摩尔质量之间的定量关系式。粘度法测量聚合物平均摩尔质量的范围为：1×104～1×104

4.列出影响本实验测定准确度的因素。

答：影响本实验测定准确度的主要因素包括：1)试剂纯度；2)控温精度(恒温槽控温，试样及粘度计恒温)；

3)计时精度；4)溶液配制精度；5)每次测量前粘度计内润洗是否充分；6)每次测量时毛细管是否能够保持为垂直状态。

其它相关问题：

1.测定相对粘度应用的计算公式ηr=η/η0=t/t0 需要的条件是：( D )

A.同一温度测定；

B.使用同一粘度计测定；

C.同一温度且使用同一粘度计测定；

D.同一温度，使用同一粘度计测定，且两个被测液体的密度接近。

2. 用乌氏粘度计测量高分子粘度时，下列操作中哪一项是不必要的：( D )

A.粘度计垂直放置；

B.恒温测量；

C.粘度计用待测溶液润洗；

D.在粘度计中定量移入溶液。

综合题

1.关于燃烧热测定实验，请回答下列问题（20 分）

1).按式：Q V w+q1x+q2=KΔt (q2可忽略)计算的前提条件是什么？实验在测量装置和数据处理时采取什么措施使之符合？

2).从上式看，质量计量、温度变化量测量和仪器常数K 是实验的关键，实验中这三个方面应如何正确操作？

答：前提条件采取方法可以用标准试样测定仪器常数

1)用苯甲酸作为标准试样，且其燃烧热值准确；2)实验中标准试样和待测试样均燃烧

完全。测量待测试样和标准试样时仪器常数不变

1)两次测量时用同一套实验装置；2)防止漏热；3)两次测量时准确量取加入水量并等

量；5)两次测量时所加入水的初始温度接近；5)点火前和点火燃烧完全后传热达到平衡；6)因系统漏热引起的对温升的影响作雷诺校正；

质量计量、温度变化量测量准确见后面问题2.中的讨论

2)质量计量准确：取样时先要粗称，控制取样量在合理范围，避免因为取样过多导致试样燃烧时温升太多超过测温记录仪记录范围，或取样过少导致试样燃烧时温升太小而降低实验精度；试样压片后掸去试样表面粉末再精确称量；点火铜丝点火前精确称量，燃烧后要摘去燃烧产物(氧化铜)后精确称量。温度变化量测量准确：点火前要等到基线走平或开始缓慢上升时再点火；氧弹要放置在内水桶中间位置，确保周边水流顺畅，温升曲线光滑；要避免搅拌浆叶片摩擦内水桶或氧弹引起温升；试样燃烧后要等到升温曲线走平或开始下降时停止温升曲线记录；对温差值作雷诺校正。确保仪器常数K 恒定：测量标准试样和待测试样时用同一套实验装置；减少实验过程中漏热：内水桶上加盖子防止因对流散热，量热计和大气环境之间加空气隔层防止因热传导散热，内水桶表面抛光防止因辐射散热；测量标准试样和待测试样时要准确量取加入水量并相等；加入水的初始温度接近。

2.实验数据处理：（20 分）

氨基甲酸铵分解是一个复相反应：

NH2COONH4(s)=2NH3(g)+CO2(g)

通过压力产量方法可以测量反应平衡组成、求取平衡常数，继而计算摩尔反应焓等反应热力学函数。某同学根据上述原理,用控温精度为±0.05℃的恒温槽控温，用U 型等压计调节压力，用数显压力计和福庭式气压计读取压力，测量了不同温度下的数据，并在同一温度时重复测量一次，记录数据如下：氨基甲酸铵分解反应实验数据室温读数：25.3℃，大气压读数：101.57kPa温度/℃测压仪读数/kPa 平衡常数文献值×103

30.00 -84.98 0.7363

30.00 -85.01

35.00 -79.13 1.997

40.00 -67.98 5.290

45.00 -56.48 13.80

50.00 -41.16 36.92

可能用到的公式：

dlnKθ/dT=Δr Hθ

m/RT2 dlnp/dT=Δvap H m/RT2

温度计露茎校正：Δt=1.6×-4h(t 测-t 环)

大气压温度校正：p0=p t(1-0.000163t)

大气压海拔H、纬度L 校正：

p’0=p0(1-2.6×-3cos2L-3.14×-7H)

实验所在地东经120012’，北纬300，海拔高度～10m

1).推导出用于以下实验数据处理的公式(10 分)

答：

p 分=p0+E，p=2/3p 分，p=1/3p 分，Kθ=(p/pθ)(p/pθ)=4/27(p 分/pθ)3 (6 分)

dlnKθ/dT=Δr Hθ/RT2，lnKθ=-Δr Hθ/RT+C (4 分)

3).根据实验结果，简单回答下列问题(15 分)

(1)为什么第一个温度要重复测量一次？

检查实验装置工作状况是否正常，特别是检查试样室脱除空气是否完全。(5 分)

(2)根据实验结果，分析可能的误差原因。

答：

实验测得的平衡常数普遍比文献值要小，因此实验测得的分解压偏小。但由图示lnK θ～1/T 线性关系很

好。因此实验误差的可能原因是：a)实际温度偏地；b)样品受潮；c)平衡时间不够等。

(10 分)

3.在很多实验测量中要求系统达到平衡，但绝对的平衡是无法得到的。在误差允许范围内，通常用准平衡状态来代替。下列实验的准平衡状态如何判断：

1)蒸气压测量中的沸点测量：(系统压力不变的前提下，沸点读数保持不变达到一定时间)；

2)分解反应平衡中分解压测量：(系统温度保持不变的前提下，等压计两端液面等高并保持一定时间)；

3)甲酸氧化反应动力学测定中溴生成平衡：(反应系统温度保持不变的前提下，测量电池电动势读数保持不变并达到一定时间)；

4)燃烧热测定实验中氧弹与水的热量传递平衡：(铂电阻电动势读数保持不变或读数变化显著趋缓)。(8 分)

5．在氨基甲酸铵分解反应实验中，除了恒温槽和测压仪表的测量准确度外，哪些因素会对实验准确性产生影响：这些因素对实验结果产生什么影响(以分解压为结果，是偏大？偏小？或不确定？)？如何减少这些影响？用简要文字填入下表。若表格行数不够，自行添加。（20 分）影响因素影响结果减小影响措施

1 小球室有空气分解压偏大充分抽真空，脱净空气

2 样品受潮分解压偏小？使用干燥样品

3 等压液蒸气分解压偏大使用高沸点、低密度、不吸收等压液

4 反应未平衡分解压偏小？等压计两边等高保持10min 后读数

5 等压计两边是否等高判断误差不确定重复测量

6．实验设计（20 分）

需测定甲酸氧化反应：HCOOH+Br2=CO2+2HBr 对HCOOH 和Br2 的反应级数、速率常数和活化能。用分光光度法而不用电动势法测定，请写出实验方案，包括：

1).实验测量原理；2).用实验测定量表示的数据处理的计算式；(该反应对HCOOH 和Br2 均为一级反应)；

3).列出主要仪器和试剂；4).简要叙述实验过程。

答：1). 根据郎伯(Lambert)- 比尔(Beer)定律:A =ab [Br2]式中A 为吸光度，b 为溶液层厚度（cm），[Br2]为溶液的浓度（g/dm3)， a 为吸光系数。其中吸光系数与溶液的本性、温度以及波长等因素有关。溶液中其他组分（如溶剂等）对光的吸收可用空白液扣除。测定反应系统在Br2 特征吸收波长处的吸光度，即可得到反应过程中Br2 浓度随时间的变化，进而得到反应过程的动力学数据。

2)．甲酸被溴氧化的反应的计量方程式如下：

HCOOH + Br2→CO2 + 2H+ + 2Br–

对此反应，除反应物外，[Br–]和[H+]对反应速度也有影响，严格的速率方程非常复杂。在实验中，当使Br–和H+过量、保持其浓度在反应过程中近似不变时，则反应速率方程式可写成：-d[Br2]/dt=k[HCOOH]m [Br2]n （1）该反应对HCOOH 和Br2 均为一级反应,则有

-d[Br2]/dt=k[HCOOH][Br2] （1’）如果HCOOH 的初始浓度比Br2 的初始浓度大得多，可认为在反应过程中保持不变，这时（1’）式可写成：-d[Br2]/dt=kˊ[Br2] (2) 其中：k=k[HCOOH] （3）

积分上式，得：ln([Br2]0/[Br2])= kˊt (4)代入式A=ab [Br2]，则有：ln[A 0/A(t)] = kˊt (5) 测定反应系统在Br2 特征吸收波长处的吸光度随时间的变化，记录变化曲线并取点得到不同反应时间t 时的A(t)值，以ln[A0/A(t)]为纵坐标，为横坐标作图，得到一条直线，直线

的斜率即为反应速率常数kˊ。直线斜率=k’ln[A0/A(t)]

按照上述方法，分别得到反应温度T1、T2 下的反应速率常数k ˊ(T1)、k ˊ(T2)，由阿伦尼乌斯方程ln[kˊ(T2)/

kˊ(T1)]=(E a/R)(1/T2-1/T1)，计算活化能：

E a = R ln[kˊ(T1)/ kˊ(T2)]/(1/T2-1/T1)

30

3). 仪器：SunyLAB2000 无纸记录仪；超级恒温槽；分光光度计(带比

色管等附件，可以数字信号输出吸光度值)；电动搅拌机；带有恒温

夹套的吸光管，并可用作反应池；移液管5ml 4 支；50ml、25ml、10ml

各一支；洗瓶1 只；洗耳球；倾倒废液的烧杯。

试剂：0.0075mol/L KBr+KBrO3 溶液；2.00mol/L 4.00mol/L HCOOH 溶

液；2mol/L HCl 溶液；1mol/L KBr 溶液；去离子水

4).实验步骤：

(1)开启恒温槽，调至25℃恒温，并开启循环按钮，使恒温水在反应池夹套中循环。

(2)配溶液：用移液管向反应池中分别加入75ml 水，10ml KBr，5ml 溴试剂，再加入5ml 盐酸。

(3)开动搅拌器，使溶液在反应池内恒温，打开无纸记录仪，当吸光度读数不随时间变化时，取5ml 2 mol?L-1 甲酸溶液注入反应池，开始记录。记录仪上应绘出一条A—t 曲线。

(4)反应15min 后停止记录仪。上传记录仪数据至计算机。打开计算机中相应应用软件，调出A—t 曲线并

取点，打印数据和曲线。

(5)调恒温槽至35℃，并重复上述实验步骤1)～4)。

(6)测试结束后，反应池用去离子水冲洗。关闭分压器线路及其它电源。

大学物理化学实验全集

实验六.二组分固-液体系相图的绘制 一、实验目的 （1）热分析法测绘Sn-Bi二元合金相图 （2）掌握热分析法的测量技术 （3）掌握热电偶测量温度的基本原理以及数字控温仪和升降温电炉的使用方法 二、实验原理 用几何图形来表示多相平衡体系中有哪些相,各相的成分如何,不同相的相对量是多少,以及它们随浓度、温度、压力等变量变化的关系图叫相图。以体系所含物质的组成为自变量,温度为应变量所得到的T-x图就是常见的一种相图。 绘制相图的方法很多,热分析法就是常用的一种实验方法。即按一定比例配成一两组分体系,将体系加热到熔点以上成为液态,然后使其逐渐冷却,每隔一定时间记录一次温度,以体系的温度对时间的关系曲线称为步冷曲线。熔融体系在均匀冷却过程中无相变时,其温度将连续均匀下降,得到一条平滑的冷却曲线,当冷却过程中发生相变时,放出相变热,使热损失有所抵偿,冷却曲线就会出现转折。当两组分同时析出时，冷却速度甚至变为零,冷却曲线出现水平段。转折点或平台所对应的温度,即为该组成合金的相变温度。 取一系列组成不同的二元合金，测得冷却曲线，再将相应的转折点连接起来即得到二元合金相图（如下图所示） 三、实验所用仪器、试剂 1.KWL-09可控升降温电炉，SWKY-1数字控温仪 2.编号为1-6的六个金属硬质试管依次分装：纯铋、含锡20%，42%，60%，80%的合金、纯锡。8号试管为空管。 四、实验步骤 1.安装并调整SWKY-1数字控温仪与KWL-09可控升降温电炉，将控温仪与电炉用电缆连接。2号炉膛（右侧）放8号空管，将与控温仪相连的温度传感器（传感器2）插入其中 2.1．将装有试剂的试管1放入1号炉膛（注意安全，始终用铁夹小心夹住试管），并将与电炉连接的温度传感器（传感器1）插入炉膛旁边的另一小孔中（注：不要将传感器1插入试管中）。将2号传感器插入放有8号空管的炉膛2 2.2.调节控温仪（工作/量数按钮），将电炉温度设定为350℃，再调为工作状态，此时1号炉膛开始加热。调节定时按钮，是时间显示为30s。将电炉“冷风量调节”电压调到零，“加热量调节”调到180V(电压过低加热太慢，电压过高有损仪器使用寿命)，给2号炉膛预热到200度左右（避免温度下降过快，减小试管冷却时发生过冷现象的可能） 2.3.当温度显示1号炉膛温度达到350℃时，再等10min左右。待温度稳定后将预热后的8号空管用铁夹移出去，并将1号试管夹入2号炉膛。换入2号试管加热，熔融。关闭“加热量调节”，此时控温仪显示温度上升，当温度上升到310℃以上时，打开“冷风量调节”，电压调为1.5V。此时温度开始下降，当温度降到接近300℃时，开始记录温度。每隔30s，控温仪会响一声，依次记下此时的仪表读数即可。

物理化学实验部分实验思考题及参考答案

实验八十三 最大泡压法测定溶液的表面张力 1、简述最大泡压法测定溶液的表面张力的实验原理。 答：实验装置如图83-4所示。 将被测液体装于测定管中，打开滴液瓶活塞缓缓放水抽气，系统不断减压，毛细管出口将出现一小气泡，且不断增大。若毛 细管足够细，管下端气泡将呈 球缺形，液面可视为球面的一 部分。随着小气泡的变大，气 泡的曲率半径将变小。当气泡 的半径等于毛细管的半径时， 气泡的曲率半径最小，液面对 气体的附加压力达到最大，如 图5所示。 在气泡的半径等于毛细 管半径时：p 内＝p 外 气泡内的压力： p 内=p 大气-2γ/r 气泡外的压力： p 外=p 系统+ρgh 实验控制让毛细管端口与液面相切，即使h=0，p 外= p 系统 根据附加压力的定义及拉普拉斯方程，半径为r 的凹面对小气泡的附加压力为 △p max = p 大气- p 系统= p 最大=2γ/r （6） 于是求得所测液体的表面张力为 max 'max 2p K p r ?=?=γ （7） 此后进一步抽气，气泡若再增大，气泡半径也将增大，此时气泡表面承受的压力差必然减小，而测定管中的压力差却在进一步加大，所以导致气泡破裂从液体内部逸出。最大压力差可用数字式压力差仪直接读出，K ′称为毛细管常数，可用已知表面张力的物质来确定。 2、简述测定不同浓度正丁醇水溶液的表面张力，计算表面吸附量和正丁醇分子横截面积的实验原理。 答：根据能量最低原则，当溶质能降低溶剂的表面张力时，溶质表面层中的浓度比溶液内部大；反之，溶质使溶剂的表面张力升高时，溶质表面层中的浓度比内部的浓度低。这种表面浓度与溶液内部浓度不同的现象叫做溶液的表面吸附。表面吸附的多少常用表面吸附量Γ表示，其定义为：单位面积表面层所含溶质的物质的量比与同量溶剂在本体溶液中所含溶质的物质的量的超出值。显然，在指定的温度和压力下，溶质的吸附量与溶液的表面张力及溶液的浓度有关，从热力学方法可知它们之间的关系遵守吉布斯（Gibbs ）吸附等温方程： T ??? ??-=Γdc d RT c γ 用吉布斯吸附等温式计算某溶质的吸附量时，可由实验测定一组恒温下不同浓度c 时的表面张力，以γ对c 作图，可得到γ-c 曲线，将曲线上某指定浓度下的斜率d γ/d c 代人（2）式，即可求得该浓度下溶质在溶液表面的吸附量Γ。当浓度足够大时，则呈现一个吸附量的极限值，即∞Γ=Γ。此时若再增加浓度，吸附量不再改变。所以 ∞Γ称为饱和吸附量。∞Γ可以近似的看做是在单位表面上定向

物理化学实验(南京大学出版社)课后思考题总结

物理化学实验（南京大学出版社）课后思考题总结——网络收集仅供参考液体饱和蒸汽压的测定----静态法 课内思考题： 1答：分情况，测定过程中溶剂挥发溶液的浓度发生变化，则不能测;但是对于难溶物的饱和溶液或者恒沸物等可以使用本方法测定。 2答：蒸汽温度越高相对的测量器具温度同样会升高从而改变测量器具的物理特性使测量器具内部金属硬度降低延展性增加等等从而使 测量值改变 燃烧热的测定 1实验中哪些是体系？哪些是环境？实验过程中有无热损耗？这些热损耗对实验结果有无影响？ 答：内桶和氧弹作为体系，而外桶作为环境。实验过程中有热损耗，有少量热量从内桶传到外桶，使得内桶水温比理论值低，而使得燃烧焓偏低。 2水桶中的水温为什么要选择比外筒水温低？低多少合适？为什么？答案：为了减少热损耗，因反应后体 系放热会使内筒的温度升高，使体系与环境的温度差保持较小程度，体系的热损耗也就最少。低1度左右合适，因这个质量的样品燃烧后，体系放热会使内筒的温度升高大概2度左右，这样反应前体系比环境低1 度，反应后体系比环境高1 度，使其温差最小，热损耗最小。 3找找总会有。（1）实验过程中搅拌太慢或太快；（2）引火丝和药片之间的距离; (3)药片没有干燥；（4）搅拌时有摩擦；（5）压片时或松或紧 应从以上方面考虑，实验过程中匀速搅拌，引火丝和药片之间的距离要小于5mm或接触，但不能碰到燃烧皿，记住药片一定要干燥，保证燃烧完全，搅拌式不能有摩擦，而且压片时，压力要适中等等。 T----X图 1蒸馏器中收集气相冷凝液的袋状部的大小对结果有何影响？ 答：若冷凝管下方的凹形贮槽体积过大，则会贮存过多的气相冷凝液，其贮量超过了热相平衡原理所对应的气相量，其组成不再对应平衡的气相组成，因此必然对相图的绘制产生影响。 2该实验中，测定工作曲线时折射仪的恒温温度与测 定样品时折射仪的恒温温度是否需要保持一致？为 什么？ 答：因溶液的折射率是温度的函数，温度不同，折射率不同，因此，二者的温度必须一致。 3过热现象对实验产生什么影响？如何在实验中尽可能避免？ 答：如果产生过热现象，会使液相线上移，相区变窄；可通过 加入沸石的方法消除，加入时，应少量多次，防止沸石失效。 成。另外，气相和液相取样量较多，也影响溶液的组成。 4本实验的误差主要来源有哪些？ 答：组成测量：(1)工作曲线；(2)过热现象、分馏效应；(3)取样量。 温度测量：(1)加热速度；(2)温度计校正。蔗糖水解速率常数的测定 1蔗糖的转化速率常数k 与哪些因素有关？ 答：温度、催化剂浓度。 2在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用较长的旋光管好。根据公式〔α〕＝α×1000/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，α越大，则α的相对测量误差越小。 3如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞? 答：α0＝〔α蔗糖〕D t℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕D t℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕D t℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]D t℃，[α葡萄糖]D t℃，[α果糖]D t℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94° 4、试分析本实验误差来源？怎样减少实验误差？ 答：温度、光源波长须恒定、蔗糖溶液要现用现配。 1、实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点？在 蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度αt 是否需要零 点校正？为什么？ 答：(1)因水是溶剂且为非旋光性物质。 (2)不需，因作lg(αt-α∞)～t 图，不作零点校正，对计算反应速度常数无影响。 2、蔗糖溶液为什么可粗略配制？ 答：因该反应为(准)一级反应，而一级反应的速率常数、半衰期与起始浓度无关，只需测得dC/dt 即可。 4、试分析本实验误差来源？怎样减少实验误差？ 答：温度、光源波长须恒定、蔗糖溶液要现用现配。 BZ振荡 1．影响诱导期的主要因素有哪些？ 答：影响诱导期的主要因素有反应温度、酸度和反应物的浓度。温度、酸度、催化剂、离子活性、各离子的浓度2．本实验记录的电势主要代表什么意思？与Nernst方程求得的电位有何不同？ 答：本实验记录的电势是Pt丝电极与参比电极（本实验是甘汞电极）间的电势,而Nernst方程求得的电位是电极相对于标准电极的电势，它反映了非标准电极电势和标准电极电势的关系。 ()℃ 果糖 ℃ 葡萄糖 〕 α 〕 〔α 蔗糖 t D t D 0[ 100 ] L[ 2 1 + =

物理化学实验报告.

《大学化学基础实验2》实验报告 课程：物理化学实验 专业：环境科学 班级： 学号： 学生姓名：邓丁 指导教师：谭蕾 实验日期：5月24日

实验一、溶解焓的测定 一、实验名称：溶解焓的测定。 二、目的要求:(1)学会用量热法测定盐类的积分溶解焓。 (2)掌握作图外推法求真实温差的方法。 三、基本原理： 盐类的溶解通常包含两个同时进行的过程：一是晶格的破坏，为吸热过程；二是离子的溶剂化，即离子的水合作用，为放热过程。溶解焓则是这两个过程热效应的总和，因此，盐类的溶解过程最终是吸热还是放热，是由这两个热效应的相应大小所决定的。影响溶解焓的主要因素有温度、压力、溶质的性质以及用量等。热平衡式： △sol H m=-[（m1C1+m2C2）+C]△TM/m2 式中, sol H m 为盐在溶液温度及浓度下的积分溶解焓, J·mol , m1 , m2 分别为水和溶质的质量, M 为溶质的摩尔质量,kg·mol -1 ;C1 ,C 2 分别为溶剂水, kg; 溶质的比热容,J·kg -1；T 为溶解过程中的真实温差,K;C 为量热计的热容, J·K- 1 ,也称热量计常数.本实验通过测定已知积分溶解焓的标准物质 KCl 的 T ,标定出量热计热容 C 的值. 四、实验主要仪器名称： NDRH-2S型溶解焓测定实验装置1套（包括数字式温度温差测量仪1台、300mL简单量热计1只、电磁搅拌器1台）；250mL容量瓶1个；秒表1快；电子 ；蒸馏水 天平1台；KCl；KNO 3 五、实验步骤： （1）量热计热容 C 的测定 ( 1 ) 将仪器打开 , 预热 . 准确称量 5.147g 研磨好的 KCl , 待用 . n KCl : n水 = 1: 200 （2）在干净并干燥的量热计中准确放入 250mL 温室下的蒸馏水,然后将温度传感器的探头插入量热计的液体中.打开搅拌器开关,保持一定的搅拌速度,待温差变化基本稳定后,读取水的温度 T1 ,作为基温. （3）同时, 每隔30s就记录一次温差值,连续记录8 次后, 将称量好的 5.174g KCl 经漏斗全部迅速倒入量热计中,盖好.10s记录一次温度值,至温度基本稳定不变,再每隔 30s记录一次温度的数值,记录 8 次即可停止. （4）测出量热计中溶液的温度,记作 T2 .计算 T1 , T2 平均值,作为体系的温度.倒出溶液,取出搅拌子,用蒸馏水洗净量热计. KNO3 熔解热的测定:标准称量 3.513g KNO3 ,代替 KCl 重复上述操作.

大学物理化学实验报告---液体饱和蒸汽压的测定

纯液体饱和蒸汽压的测量 目的要求 一、 明确纯液体饱和蒸气压的定义和汽液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱 和蒸气压与温度的关系公式——克劳修斯－克拉贝龙方程式。 二、 用数字式真空计测量不同温度下环己烷的饱和蒸气压。初步掌握真空实验 技术。 三、 学会用图解法求被测液体在实验温度范围内的平均摩尔气化热与正常沸 点。 实验原理 通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾，此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应改变，当外压为1atm （101.325kPa ）时，液体的沸点称为该液体的正常沸点。 液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示： 2 m vap d ln d RT H T p ?= (1) 式中，R 为摩尔气体常数；T 为热力学温度；Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔 气化热。 假定Δvap H m 与温度无关，或因温度范围较小，Δvap H m 可以近似作为常数，积分上式，得： C T R H p +??-=1 ln m vap (2) 其中C 为积分常数。由此式可以看出，以ln p 对1/T 作图，应为一直线，直线的斜率为 R H m vap ?- ，由斜率可求算液体的Δvap H m 。 静态法测定液体饱和蒸气压，是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此 法一般适用于蒸气压比较大的液体。静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压，有升温法和降温法二种。本次实验采用升温法测定不同温度下纯液体的饱和蒸气压，所用仪器是纯液体饱和蒸气压测定装置，如图1所示： 平衡管由A 球和U 型管B 、C 组成。平衡管上接一冷凝管，以橡皮管与压

物理化学实验练习题全解

物理化学实验复习 一、选择题 1. 电导率仪在用来测量电导率之前, 必须进行： (A) 零点校正 (B) 满刻度校正 (C) 定电导池常数 (D) 以上三种都需要 2.在测定Ag│AgNO3(m) 的电极电势时，在盐桥中哪一种电解质是可以采用的？ (A) KCl （饱和） (B) NH4Cl (C) NH4NO3 (D) NaCl 3.用惠斯顿电桥法测定电解质溶液的电导，电桥所用的电源为： (A) 220 V ，50 Hz市电 (B) 40 V直流电源 (C) 一定电压范围的交流电，频率越高越好 (D) 一定电压范围1000 Hz左右的交流电 4. pH计是利用下列哪种电学性质测定水溶液中氢离子的活度： (A) 电导 (B) 电容 (C) 电感 (D) 电位差 5.惠斯登电桥是测量哪种电学性质的？ (A) 电容 (B) 电位 (C) 电阻 (D) 电感 6.用对消法测量可逆电池的电动势时，如发现检流计光标总是朝一侧移动，而调不到指零位置，与此现象无关的因素是： (A) 工作电源电压不足 (B) 工作电源电极接反 (C) 测量线路接触不良 (D) 检流计灵敏度较低 7.常用酸度计上使用的两个电极是： (A) 玻璃电极，甘汞电极 (D) 氢电极，甘汞电极 (C) 甘汞电极，铂电极 (D) 铂电极，氢电级 8.用补偿法测可逆电池电动势，主要为了： (A) 消除电极上的副反应 (B) 减少标准电池的损耗 (C) 在接近可逆情况下测定电池的电动势 (D) 简便易测 1

9.在使用电位差计测电动势时, 首先必须进行“标淮化”操作, 其目的是： (A) 校正标准电池的电动势 (B) 校正检流计的零点 (C) 标定工作电流 (D) 检查线路是否正确 10.用对消法测得原电池Zn│ZnSO4(a1)‖KCl(a2)│Ag—AgCl(s) 的电动势与温度关系为E/V=1.0367-5.42×10-4(T/K-298) 则反应Zn+2AgCl(s)=2Ag+ZnCl2 在293.2 K时的焓变为： (A) 169.9 kJ·mol-1(B) -169.9 kJ·mol-1 (C) -231.3 kJ·mol-1(D) 231.3 kJ·mol-1 11.某同学用对消法测得电池Zn│ZnSO4(0.1000mol·kg-1)‖KCl(1.0000mol·kg-1)│Ag—AgCl(s)的电动势与温度的关系为：E/V=1.0367-5.42×10-4(T/K-298)则298 K时，该电池的可逆热效应为 (A) -31.2 kJ (B) -200.1 kJ (C) 31.2 kJ (D) 200.1 kJ 12.多数情况下, 降低液体接界电位采用KCl盐桥, 这是因为： (A) K+, Cl- 的电荷数相同，电性相反 (B) K+, Cl- 的核电荷数相近 (C) K+, Cl- 的迁移数相近 (D) K+, Cl- 的核外电子构型相同 13.对消法测原电池电动势, 当电路得到完全补偿, 即检流计指针为0 时, 未知电池电动势E x (电阻丝读数为AB)与标准电池电动势E s (电阻丝读数为Ab )之间的关系为： (A) E x＝R R Ab AB ·E s(B) E x＝ R R AB Ab ·E s (C) E x＝R R AB Bb ·E s(D) E x＝ R R Bb AB ·E s 14.有人希望不用量热法测定反应2Ag++Sn2+=2Ag+Sn4+的热效应, 若用电化学方法, 应选用下列哪一个电池? (A) Ag—AgCl│KCl(a1)‖AgNO3(a2)│Ag(s) (B) Ag(s)│AgNO3(a1)‖Sn4+(a2),Sn(a3)│Pt(s) (C) Pt(s)│Sn4+(a1),Sn2+(a2)‖Ag+(a3)│Ag(s) (D) Ag(s)│Ag+(a1)‖Sn4+(a2),Sn2+(a3)│Sn(s) 15.饱和标准电池在20℃时电动势为： (A) 1.01845 V (B) 1.01800 V (C) 1.01832 V 2

物理化学试验-华南理工大学

物理化学实验Ⅰ 课程名称：物理化学实验Ⅰ 英文名称：Experiments in Physical Chemistry 课程代码：147012 学分：0.5 课程总学时：16 实验学时：16 （其中，上机学时：0） 课程性质：?必修□选修 是否独立设课：?是□否 课程类别：?基础实验□专业基础实验□专业领域实验 含有综合性、设计性实验：?是□否 面向专业：高分子材料科学与工程、材料科学与工程（无机非金属材料科学与工程、材料化学） 先修课程：物理、物理化学、无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验等课程。 大纲编制人：课程负责人张震实验室负责人刘仕文 一、教学信息 教学的目标与任务： 该课程是本专业的一门重要的基础课程，物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，是从事本专业相关工作必须掌握的基本技术课程。其任务是通过本课程的学习，使学生达到以下三方面的训练： （1）通过实验加深学生对物理化学原理的认识，培养学生理论联系实际的能力； （2）使学生学会常用的物理化学实验方法和测试技术，提高学生的实验操作能力和独立工作能力； （3）培养学生查阅手册、处理实验数据和撰写实验报告的能力，使学生受到初步的物理性质研究方法的训练。 教学基本要求： 物理化学实验的特点是利用物理方法来研究化学系统变化规律，实验中常用多种物理测量仪器。因此在物理化学实验教学中，应注意基本测量技术的训练及初步培养学生选择和配套仪器进行实验研究工作的能力。 物理化学实验包括下列内容： （1）热力学部分量热、相平衡和化学平衡实验是这部分的基本内容。还可以选择稀溶液的依数性、溶液组分的活度系数或热分析等方面的实验。

物理化学实验答案1汇总

一、溶液中的等温吸附 五、注意事项 1.溶液的浓度配制要准确，活性炭颗粒要均匀并干燥 2. 醋酸是一种有机弱酸，其离解常数Ka = 1.76× ，可用标准碱溶液直接滴定，化学计量点时反应产物是NaAc，是一种强碱弱酸盐，其溶液pH 在8.7 左右，酚酞的颜色变化范围是8-10，滴定终点时溶液的pH 正处于其内，因此采用酚酞做指示剂，而不用甲基橙和甲基红。直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微 红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。 3．变红的溶液在空气中放置后，因吸收了空气中的CO2，又变为无色。 4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2，以它测定醋酸的 浓度，用酚酞做为指示剂，则测定结果会偏高。为使测定结果准确，应尽量避免长时间将NaOH 溶液放置于空气中。 七、讨论 1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当，即初始溶液的浓度 以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附，又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。 2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求，溶液吸附必须在等温条件下进行，使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡，使之达到平衡。本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。实验过程中温度会有变化，这样会影响测定结果。 3．由实验结果可知，活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附，可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特性。用溶液吸附法测定活性炭比表面积，不需要特殊仪器，但测定过程中要防止溶剂挥发，以免引起测量误差。此外，由于忽略界面上被溶剂占据部分，因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。但由于方法简便，可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。 八、思考题（供参考） 1．吸附作用与哪些因素有关？固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同？ 答：吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。 固体在溶液中的吸附，除了吸附溶质还有溶剂，液固吸附到达平衡时间更长；固体吸附剂吸附气体受温度、压力及吸附剂和吸附质性质影响：气体吸附是放热过程,温度升高吸附量减少；压力增大,吸附量和吸附速率增大；一般吸附质分子结构越复杂,被吸附能力越高。

物理化学实验课程大纲

中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 物理化学实验是化学教育专业的一门重要的必修基础课程，是独立设课、并与物理化学理论课程内容相配套的实验课程。物理化学实验教学内容综合了化学领域中各分支需要的基本研究工具和方法，在教学过程中引导学生利用物理化学及相关理论知识，解决化学过程的基本问题，培养学生的基本实验技能和科学研究能力，为学生今后从事专业研究打下坚实的基础，同时对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高也起着至关重要的作用。 2.设计思路： 本实验课程分两学期开设，要求学生完成不少于21个基础实验，初步掌握重要的物理化学实验方法，熟悉各种物理化学现象，了解和掌握各种大型仪器的原理和操作方法，并学会实验数据的归纳和分析方法。实验内容的选取，包括热力学、电化学、动力学、表面现象和胶体、物质结构等部分有代表性的实验，使学生了解物理化学的概貌；另一方面，根据现有仪器设备的条件，力求在实验方法和实验技术上得到较全面的训练。 3. 课程与其他课程的关系： 《物理化学实验》是继《无机化学实验》、《分析化学实验》和《有机化学实验》之后而独立开设的实验课程。通过本课程学习，掌握物理化学的基本实验技术和技能，系统学习物理化学实验的基本概念、基本原理和发展规律，并能在今后的科研及生产 - 1 -

实践中，运用这些规律去分析问题和解决问题。 二、课程目标 物理化学实验课程主要目标是使学生初步了解物理化学的研究方法，掌握物理化学的基本实验技术和技能，学会重要的物理化学性能测定，熟悉物理化学实验现象的观察和记录，实验条件的判断和选择，实验数据的测量和处理，实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法，从而加深对物理化学基本理论的理解，增强解决实际化学问题的能力。 三、学习要求 完成本课程的学习任务，实现课程目标，具体学习要求： 1.学生按选课时间按时到课，不得随意调课、缺课； 2.实验课前学生认真做好预习，明确实验目的，实验原理，所用仪器构造和操作 规程，熟悉实验内容，明确要测量和记录的数据，书写预习报告。 3.实验过程中学生遵守实验室规则，按要求独立完成实验，做到认真观察、及时 记录、勤于思考。实验结束后实验记录由指导教师检查，并完成工作台和实验室整理及安全检查后方可离开。 4.实验结束后认真分析整理实验结果和数据，按要求书写完成实验报告并按时提 交。 5.爱护实验室的仪器设备和公用设施。 四、教学进度 - 1 -

物理化学实验总结

绪言 物理化学是化学与化工专业的一门必修核心基础理论课。化学反应常伴随有物理变化，物理因素也可以引起或影响化学变化过程。物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手，应用物理学的基本原理与实验方法，如力、热、光、电、磁等，研究化学变化基本规律的科学。物理化学还为化学的其它分支科学提供基本理论与方法。学习物理化学的目的在于打下扎实的化学理论基础，增强分析和解决实际化学问题的能力，加深对无机化学、有机化学、分析化学等课程的理解，为仪器分析、化工热力学、化工原理、化学反应工程、催化化学、应用电化学等课程的学习提供必要的基础知识。物理化学是化学与化工及某些相关专业硕士研究生入学的必考科目之一。 1物理化学课程的基本内容 物理化学可分成以下三个主要部分：化学热力学、化学动力学、物质结构。其中物质结构已单独设课讲授。主要内容有： （一）热力学第一定律及其应用 核心提示：能量守恒与转化定律在热力学、热化学(主要涉及内能、热与功)中的应用。 主要内容：(1)热力学方法的特点和局限性；(2)体系与环境、强度性质与广度性质、可逆过程与不可逆过程、状态、状态函数、状态方程式、过程方程式、过程、途径、功、热、内能、焓、热容、反应进度、热效应、焦耳(Joule)-汤姆逊(Thomson)效应等热力学基本概念；(3)热力学第一定律、盖斯(Hess)定律、基尔霍夫(Kirchhoff)定律；(4)热力学第一定律对简单状态变化(如理想气体自由膨胀过程、等温过程、等压过程、等容过程、绝热过程、节流膨胀过程等)、相变、化学反应过程(等温与非等温)的分析，热、功、内能变化以及焓变(包括应用生成焓、燃烧焓、键焓等热力学数据)的计算。 （二）热力学第二定律及其应用 核心提示：过程的方向性与限度。 主要内容：(1)熵(S)判据：熵的引出(由卡诺循环出发)，熵增加原理，熵的统计意义，热力学第二定律的表述与数学表达式，物质的规定熵；(2)赫姆霍兹

大学物理化学实验汇总

实验一 电导的测定及其应用 一、实验目的 1、 测量氯化钾水溶液的电导率,求算它的无限稀释摩尔电导率。 2、 用电导率测量醋酸在水溶液中的解平衡常数。 3、 掌握恒温水槽及电导率仪的使用方法。 二、实验原理 1、根据电导公式:G=kA/l 式中k 为该电解质溶液目的电导率,其中 l/A 称为电导池常数,由于l 与A 不易精确测量,因此,试验中就是用一种已知电导率的溶液求出电导池常数k cell ,然后把欲测的溶液放入该电导池测出其电导值,再根据公式G=kA/l 求出摩尔电导率 , k 与 的关系为: 2、 总就是随着溶液的浓度的降低而增大的, 对于强电解质系 对于特定的电解质与溶剂来说,在一定温度下,A 就是一个常数,所以将 作图得到一 条直线,将所得的直线推至c=0可求得A m ∞。 3、对于弱电解质,其 无法用 ,由离子独立运动定律: 求得,其中 A m ∞+ 与A m ∞-分别表示正、负离子的无限稀摩尔电导率,它与温度及离子的本性有关。在无限稀的弱电解质中: 以cAm 对 作图,根据其斜率求出K 、、 三、实验仪器及试剂 仪器:梅特勒326电导仪1台,量杯50ml 2只 ,移液管125ml 9只,洗瓶1只 ,洗耳球1只。 试剂:10、00mol/m3 KCl 溶液, 100、0 mol/m3HAC 溶液 , 电导水。 四、实验步骤 1、 打开电导率仪器开关,预热5分钟。 2、 KCl 溶液电导率的测定: （1） 用移液管准确移取25ml 10、00mol/m3的KCl 溶液,置于洁净、干燥的量杯中,测定器电 导率3次,取其平均值。 （2） 再用移液管准确量取25、00ml 电导水,置于上述量杯中,搅拌均匀后,测定器电导率3 次,取其平均值。 m c κ = Λ m m,+ m, νν+--∞ ∞ ∞ =+ΛΛΛ m Λ m Λ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m Λ m m ∞ =-ΛΛ m m = α∞ΛΛ() 2 m m m m 2 m m m m 1c c c K c c ∞∞ ∞∞?? ??-?=-=ΛΛΛΛΛΛΛΛΛ

大学物理化学实验思考题答案总结

蔗糖水解速率常数的测定 1．蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？ 答：主要和温度、反应物浓度和作为催化剂的H+浓度有关。 2．在测量蔗糖转化速率常数时，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用长的旋光管好。旋光度和旋光管长度呈正比。对于旋光能力较弱或者较稀的溶液，为了提高准确度，降低读数的相对误差，应选用较长的旋光管。根据公式（a）=a*1000/LC,在其他条件不变的情况下，L越长，a越大，则a的相对测量误差越小。 3．如何根据蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度数据计算？ 答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94° 4．试估计本实验的误差，怎样减少误差？ 答：本实验的误差主要是蔗糖反应在整个实验过程中不恒温。在混合蔗糖溶液和盐酸时，尤其在测定旋光度时，温度已不再是测量温度，可以改用带有恒温实施的旋光仪，保证实验在恒温下进行，在本实验条件下，测定时要力求动作迅速熟练。其他误差主要是用旋光仪测定时的读数误差，调节明暗度判断终点的误差，移取反应物时的体积误差，计时误差等等，这些都由主观因素决定，可通过认真预习实验，实验过程中严格进行操作来避免。 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 电导的测定及其应用 1、本实验为何要测水的电导率？ 答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。作电导实验时需纯度较高的水，称为电导水。水的电导率相对弱电解质的电导率来说是不能够忽略的。所以要测水的电导率。 2、实验中为何通常用镀铂黑电极?铂黑电极使用时应注意什么？为什么？

物理化学实验课后习题答案

1. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？如何保护及正确使用？ 答：（1）电位差计是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置，能直接给出待测电池的电动势值，测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短，以防止电流通过而改变电极表面的 平衡状态。 （2）标准电池是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。 （3）检流计用来检验电动势是否对消，在测量过程中，若发现检流计受到冲击，应迅速按下短路按钮，以保护检流计。检流计在搬动过程中，将分流器旋钮置于“短路”。 （4）工作电池（稳压电源）电压调至与电位差计对电源的要求始终相一致。 3．电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？ 答：电位差计：利用补偿法测定被测电极电动势； 标准电池：提供稳定的已知数值的电动势EN，以此电动势来计算未知电池电动势。 检流计：指示通过电路的电流是否为零； 工作电池：为整个电路提供电源，其值不应小于标准电池或待测电池的值。 4．测电动势为何要用盐桥？如何选用盐桥以适合不同的体系？ 答：（1）对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。 （2）选择盐桥中电解质的要求是：①高浓度（通常是饱和溶液）；②电解质正、负离子的迁移速率接近相等；③不与电池中的溶液发生反应。具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应，如原电池溶液中含有能与Cl-作用而产生沉淀的Ag+、Hg 离子或含有能与K+离子作用的ClO－离子，则不可使用KCl盐桥，应选用KNO3或NH4NO3盐桥。 5．在测定电动势过程中，若检流计的指针总往一个方向偏转，可能是什么原因？ 答：若调不到零点，可能的原因有： （1）电池（包括工作电池、标准电池和待测电池）的正负极接反了； （2）电路中的某处有断路； （3）标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势，超出了测量范围。 4．为何本实验要在恒温条件下进行，而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先恒温？ 答：温度对反应速率常数k影响很大，故反应过程应在恒温条件下进行。 3、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，根据什么原则考虑加入溶质的量，太多太少影响如何？ 答：根据溶液凝固点的下降值考虑加入溶质的量。太多就不是稀溶液，太少凝固点下降值太小，误差大。 3. 实验中为何用镀铂黑电极？使用时注意事项有哪些？ 答：铂电极镀铂黑的目的在于减少电极极化，且增加电极的表面积，使测定电导时有较高灵敏 度。电导池不用时，应把两铂黑电极浸在蒸馏水中，以免干燥致使表面发生改变。 4. UJ34A型电位差计测定电动势过程中，有时检流计向一个方向偏转，分析原因。 原因：电极管中有气泡；电极的正负极接反；线路接触不良；工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不一致等。 2．反应物起始浓度不相等，试问应怎样计算k值？ 答：若CH3COOC2H5溶液浓度a＞b（NaOH溶液浓度），则其反应速率方程的积分式为 a a κt+κ0 (—-1) - κ0— b c a ln????????? = κ(a—b)t + ln— ____ b b κt - κc — c C和κc分别为反应进行完全后体系中产物CH3COONa的浓度和电导率 若a＞b时b =C，若a< b时a =C 3．如果NaOH和乙酸乙酯溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么？ 答：不能。只有反应体系是很稀的水溶液，才可认为CH3COONa是全部电离的。反应前后Na+的浓度不变。随着反应的进行，导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，以跟踪反应 物浓度随时间变化。 1、把苯甲酸在压片机上压成圆片时，压得太紧,点火时不易全部燃烧；压得太松,样品容易脱落；要压得恰到好处。 挥发性双液图

物理化学实验内容

实验1.6 原电池电动势的测定 一、实验目的 1．掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法。 2．通过电池电动势的测量，加深对可逆电池、浓差电池、可逆电极、盐桥等基本概念的理解。 3．了解与掌握金属电极的制备与处理技术。 4．掌握原电池热力学函数的计算。 二、基本原理 原电池是化学能转变为电能的装置，它是由两个“半电池”组成，而每一个半电池中有一个电极和相应的电解质溶液。在电池放电反应中，正极发生还原反应，负极发生氧化反应；电池反应是电池中两个电极反应之和。电池电动势为组成该电池的两个半电池的电极电势的代数和。在恒温、恒压、可逆条件下，原电池电动势与各热力学函数的关系如下： Z E F G m r -=? (1.6-1) p m r T E zFT zE F H )(??+-=? (1.6-2) p m r T E z F S )(??=? (1.6-3) 式中：F 为法拉第常数（96487 C ），z 是原电池发生一单位进度反应时得或失的电子摩尔数，E 是可逆电池的电动势。故只要在恒温、恒压下，测出可逆电池的电动势E ，即可求出原电池的各热力学函数。反之，由原电池的各热力学函数，可求出可逆电池的电动势E 和浓度系数。 书写电池的结构图示式，必须规范。以Cu-Zn 电池为例，电池结构的书写、电动势和电极电势的表达式为： 电池结构 Zn|ZnSO 4(+2Zn a )‖CuSO 4 (+2Cu a )|Cu

负极反应 Zn →Zn 2+(+2Zn a ) + 2e 正极反应 Cu 2+(+2Cu a ) + 2e →Cu 电池总反应 Zn + Cu 2+(+2Cu a )→Zn 2+(+2Zn a )+Cu 根据能斯特方程，电池电动势与各物活度间的关系为： + +-=22Cu Zn Cu Zn o a a a a ln zF RT E E (1.6-4) 式中0E 为在标准条件下溶液中锌和铜离子活度(+2Zn a 和+2Cu a )以及锌和铜活度均等 于1时的电池电动势（即原电池的标准电动势）。假设Cu 、Zn 为纯固体，它们的活度为1，则式（1.6-4）可简化为： + +-=22ln Cu Zn o a a zF RT E E (1.6-5) 由于整个电池反应是由两个电极反应所组成，因此，电池电动势的表达式为正、负两电极电势之差。若正极的电极电势为+?，负极的电极电势-?，则有： -+-=??E (1.6-6) 由于某电极电势的绝对值无法测定，因此必须选择某一电极作为电极电势的参考标准。现在，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为参考标准（标准氢电极是氢气压力为一标准压力、溶液中+H a 为1，规定其电极电势为 零）。将标准氢电极与待测电极组成电池，标准氢电极为负极，所测得的电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不方便，因此常用另外一些易制备、电极电势较为稳定的电极作为参比电极。常用的参比电极主要有：甘汞电极、银-氯化银电极等。这些参比电极与标准氢电极比较而得的电极电势，已精确测出。 可逆电池具有较好的重现性与稳定性。可逆电池必须具备的条件为：（1）电极反应必须可逆。（2）电池在工作（充放电）时，所通过的电流必须无限小，此时电池可在接近平衡状态下工作， 即能量必须可逆。（3）电池中所进行的其它过程必须可逆。如溶液间无扩散、无液体接界电势等。因此，在制备可逆电池、测量可逆电池的电动势时，应符合上述可逆电池条件。在精确度不很高地测量中，常用正、负离子迁移数比较接近的电解质构成“盐桥”，减小液体接界电势。要达到测量工

物理化学实验1课程教学大纲

物理化学实验（1）课程教学大纲 Course Outline 课程基本信息（Course Information） 课程代码（Course Code）CA130 *学时 （Credit Hours） 48 *学分 （Credits） 3 *课程名称（Course Title）（中文）物理化学实验（1） （英文）Physcial Chemistry Experiments (1) *课程性质 （Course Type） 必修课授课对象 （Target Audience） 致远学院化学班大二学生 *授课语言 (Language of Instruction) 中文 *开课院系 （School） 化学化工学院先修课程 （Prerequisite） 无机化学实验、有机化学实验、物理化学 授课教师（Instructor）陈先阳 课程网址 (Course Webpage) *课程简介（Description）物理化学实验教学要求化学实验教学既能传授化学知识和技术，更要训练科学方法和思维，还要培养科学精神和品德。旨在通过化学实验这种有效的教学方式培养具有创新意识、创新精神和创新能力的适应社会发展所需要的化学人才。 物理化学实验是继无机及分析实验和有机化学实验之后而独立开设的实验课程，是一门面向致远学院化学班学生的必修课。本课程在基本教学内容上，主要分为热力学、相图及电化学部分。既保留了部分经典实验，同时又结合学科前沿增加了一些新的测量手段。教学目的是使学生通过实验课程的学习实践，了解物理化学的基本研究思想和方法，掌握物理化学的基本实验技能和现代的科学研究技术，加深对物理化学基本原理和基本知识的理解，从而提高学生分析问题、解决

大学物理化学实验报告-化学电池温度系数的测定课件.doc

物理化学实验报告 院系化学化工学院 班级化学061 学号13 姓名沈建明

实验名称 化学电池温度系数的测定 日期 2009.4.20 同组者姓名 史黄亮 室温 19.60 ℃ 气压 102.0 kPa 成绩 一、目的和要求 1、掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术； 2、学会几种电极和盐桥的制备方法； 3、通过原电池电动势的测定求算有关 热力学函数。 二、基本原理 (一)、凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池对定温定压下的可 逆电池而言 : r m (1) nFE T , p G E S nF (2) r m T p E H nE F nF T (3) r m T p 式中，F 为法拉弟(Farady)常数;n 为电极反应式中电子的计量系数 ;E 为电池 的电动势。

另， 可逆电池应满足如下条件: 1．电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆。 2．电池中不允许存在任何不可逆的液接界。 即充放电过程必须在平衡态下进行，3．电池必须在可逆的情况下 工作，

因此在制备可逆电池、 测定可逆电池的电动势时应符合上述条件， 不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成 “盐桥 ”来消除液接电 位。用电位差计测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。 (二)、求电池反应的 Δ r G m 、Δr S m 、Δr H m 设计电池如下 : Ag(s) | AgCl(s) ｜饱和 KCl | Hg 2Cl 2(s) | Hg(l) 分别 测定电池在各个温度下的电动势，作 E — T 图，从曲线斜率可求得任一温度 下的 E T p 利用公式 (1),(2),(3) 即可求得该电池反应的 Δ r G m 、Δr S m 、Δr H m 三、仪器、试剂 SDC — Ⅱ数字电位差综合测试仪 1 台 精密稳压电源(或蓄电池) SC — 15A 超级恒温槽 铜电极 2 只 铂电极 1 只 饱和甘汞电极 1 只 恒温夹套烧杯 2 只 HCl ( 0.1000mol k ·g-1) AgNO3 ( 0.1000mol k ·g-1) 镀银溶液 镀铜溶液 四、实验步骤 一、电极的制备 1．银电极的制备 将欲用的两只 Pt 电极(一个电极 Pt 较短，作为阳极， 另一个电极作为阴极， 用于镀银) 浸入稀硝酸溶液片刻， 取出用蒸馏水洗净。 将洗净的电极分别插入盛 有镀银液( AgNO 3 3g ，浓氨水， KI 60g )中，控制电流为 0.3mA ，电镀 1h ，得 白色紧密的镀银电极一只。 2． Ag-AgCl 电极制备 在精确度 KCl 饱和溶液