中国石油大学华东物理化学实验思考题

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。

溶液表面吸附和表面张力的测定

1.实验中，如果毛细管深入液面1mm会造成多大误差？ 答：

2.实验中，为什么要尽量放慢鼓泡速度？

答：若鼓泡速度过快，由于仪器反应时有一定的滞后性，会导致气泡的曲率半径达到与毛细管半径相等时，数字压力计上的示数还没显示到最大值就开始测量下一个气泡，导致测出的最大值偏小。为了尽量测到气泡的曲率半径R与毛细管半径r相等时的压差，所以应该放慢鼓泡速度，使气泡的曲率半径由最大逐渐减小直至毛细管半径r相等。 3.实验中，为什么要求从稀到浓逐个测定不同浓度溶液的表面张力？ 答：若从浓到稀，则实验仪器中的残留会增加下一次实验的溶液的浓度，从而影响测量结果；而如果从稀到浓，则影响相对较小。如果不逐个测量，则相邻浓度相差较大；若逐个浓度测量，由于相邻浓度相差不大，每步由于稀释导致的的浓度误差可以忽略不计，实验更加精确。4.解释c曲线的变化趋势。

答：变化趋势为：在浓度较小时，表面张力随着浓度的增加而降低的很快，后来表面张力随浓度的变化很小。正丁醇分子的结构由极性部分（亲水性）和非极性部分（亲油性）组成。它在液面上吸附时，极性部分向水。在浓度很小时,正丁醇分子是平铺在液面上，空气对它的吸引力小，净吸引力随浓度变化大；浓度较大时，正丁醇分子是倾斜于液面；当浓度继续增加，其可在液面上形成饱和吸附层，这时，分子靠拢形成一单分子层，当平铺于液面时， 对表面性质的影响要大的多，空气对它的吸引力达到最大，趋于稳定，净吸引力随浓度变化较小。因此，在浓度较大时影响较小，浓度较小时影响较大。 5.实验中，影响表面张力测定准确性的因素有哪些？

答：主要因素有：仪器的气密性；仪器的洁净；毛细管尖端是否刚刚接触液面；在更换溶液时，仪器是否用待测液冲涮干净，使待侧溶液浓度尽量准确；从数字压力计读数时三个数据

存在的误差；鼓泡速度是否缓慢；实验前压力计是否调零；环境的温度。

双液系的气一液平衡相图的绘制

1．本实验在测向环己烷加异丙醇体系时，为什么沸点仪不需要洗净、烘干？ 提示：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。

2．体系平衡时，两相温度应不应该一样？实际呢？怎样插置温度计的水银球在 溶液中，才能准确测得沸点呢?

提示：两相温度应该一样，但实际是不一样的，一般将温度计的水银球插入溶液下 1/3较好。

3．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？ 提示：有影响，气相冷凝液的小槽大小会影响气相和液相的组成。 4．阿贝折射仪的使用应注意什么？

提示：不能测定强酸、强碱等对仪器有强腐蚀性的物质。 5．讨论本实验的主要误差来源。

提示：影响温度测定的：温度计的插入深度、沸腾的程度等；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

原电池电动势的测定

1. 对消法测电动势的基本原理是什么?为什么用伏特表不能准确测定电池电动势?

答：对消法就是用一个与原电池反向的外加电压，于电池电压相抗，使的回路中的电流趋近于零，只有这样才能使得测出来的电压为电动势。电动势指的就是当回路中电流为零时电池两端的电压，因而必须想办法使回路中电流为零。伏特表测定电池电动势的时候，回路中的电流不为零，测出的电池两端的电压比实际的电动势要小，因此用伏特表不能准确测定电池电动势。

2. 参比电极应具备什么条件？它有什么功用?盐桥有什么作用?应选择什么样的电解质作

盐桥?

答：参比电极一般用电势值已知且较恒定的电极，它在测量中可作标准电极使用，在实验中我们测出未知电极和参比电极的电势差后就可以直接知道未知电极的电势。盐桥起到降低液接电势和使两种溶液相连构成闭合电路的作用。作盐桥的电解质，应该不与两种电解质溶液反应且阴阳离子的迁移数相等，而且浓度要高。

3.电动势的测量方法属于平衡测量，在测量过程中尽可能地做到在可逆条件下进行。为此，应注意些什么?

答：应注意电池回路接通之前，应该让电池稳定一段时间，让离子交换达到一个相对的平衡状态；还应该在接通回路之前先估算电池电动势，然后将电位差计旋钮设定未电池电动势的估算值，避免测量时回路中有较大电流。

4.对照理论值和实验测得值，分析误差产生的原因。 答：原电池电动势测定结果的误差来源有很多：标准电池工作时间过长，长时间有电流通过，标准电动势偏离；盐桥受污染；饱和甘汞电极电势不稳定；未能将电位差计旋钮设定在待测电池电动势应有的大体位置，使待测电池中有电流通过等等。

5.在精确的实验中，需要在原电池中通入氮气，它的作用是什么？

答：为了除去溶液中的氧气，以避免氧气参与电极反应，腐蚀电极等。

1、测定电池电动势为什么用补偿法？本实验的测定过程中，在找到光点不偏转之前，仍有电流通过被测电池，将带来什么影响?如何减少这些影响？

答：热力学可逆电池的条件之一就是必须非常接近平衡状态，即通过的电流无限小，所以要 用补偿法来削减电流，使待测电池工作在可逆状态。

影响：有电流通过电池可能会使电极极化，使测得的电动势偏小。

措施：减少电流通过电池的时间，可以事先预估电池电动势的大小，然后迅速的调整旋钮。 2、在测量时找到平衡点(即检流计光点不偏转时)，附图4-3中的CC’段电阻中有无电流通 过？电流方向如何？C’BGC段中有无电流通过？方向如何? 答：CC’段有电流通过，方向由C到C’，C’BGC段中无电流通过 3、UJ25型电位计的I～IV测量盘线路对应附图4-3中的哪部分线路？ 答：对应CC’段电阻

4、若检流计光点只向一边偏转，因而找不到光点不偏转时的平衡点。分析原因？ 答：待测电池的正负极性接反；工作电池的电压太低

5、盐桥的作用是什么？一般盐桥中的电解质为KCl和NH4NO3，但是该实验中为什么不用这两种电解质，而选用饱和KNO3溶液制备盐桥？

答：盐桥的作用是降低液面接触电动势，并且连通电路。本实验中由于Cl-及NH4+都会与Ag+发生反应，分生成沉淀和络合物，影响电极电势，故选用KNO3

6、检流计使用及维护中最重要的注意事项是什么？标准电池及工作电池的作用有什么不同？使用标准电池应当注意什么问题？

答：注意事项：检流计不能剧烈震动；通过检流计的电流在额定范围之内且时间尽量短，检 流计在使用后将量程调节至短路档位。 标准电池作用：电位差测量实验中的标准量具，在直流电位差实验中提供标准的参考电位差 工作电池作用：在实验中为实验电路提供工作电压，充当工作电源

使用标准电池应注意：避免震动与倒置；通过标准电池的电流严格限制在范围内；绝对避免 两极短路或者长时间与外电路相通；温度不超过40℃，不低于0℃

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

1、在本实验中，哪些是体系，哪些是环境？体系和环境通过哪些途径进行热交换？这些热交换对结果的影响怎样？

答：氧弹、内筒及氧弹周围的水支架等是体系；恒温夹套、夹套与内筒之间的空气层以及外 界大气是环境；体系通过热辐射、热传导以及热对流的方式向环境中传递热量。这些热交换 可能会造成量热出现偏差，造成测量值不准（总热交换的形式不可知，故无法断定测量值是 偏大还是偏小）。

2、量热容器内的水温为什么要比恒温夹套内水温低？低多少为合适？为什么？

答：这样可以抵消与外部热交换的热量，减小实验误差。低0.7-1℃合适，因为实验造成的水温变化仅仅为1.5-2.0℃，故低0.7-1℃足以抵消热交换造成的偏差。

粘度法测定高聚物的相对分子质量

1.粘度计毛细管的粗细对实验结果有何影响？

答：粘度计毛细管的过粗，液体流出时间就会过短，那么使用Poisuille公式时就无法近似， 也就无法用时间的比值来代替粘度；如果毛细管过细，容易造成堵塞，导致实验失败。 2.乌氏粘度计中的C管的作用是什么？能否去除C管改为双管粘度计使用？

答：C管的作用是形成气承悬液柱。不能去除C管改为双管粘度计，因为没有了C管，就成了连通器，不断稀释之后会导致粘度计内液体量不一样，这样在测定液体流出时间时就不能处在相同的条件之下，因而没有可比性。只有形成了气承悬液柱，使流出液体上下方均处在大气环境下，测定的数据才具有可比性。

3.若把溶液吸到了乳胶管内对实验结果有何影响？

答：会使溶液浓度降低，导致测定的流出时间减小，从而使相对粘度测定值减小，影响实验结果。

4.试列举影响准确测定的因素有哪些?

答：影响准确测定的因素有温度、溶液浓度、搅拌速度、粘度计的垂直度等。

5.粘度法测定高聚物的摩尔质量有何局限性？该法适用的高聚物摩尔质量范围是多少？ 答：粘度法是利用大分子化合物溶液的粘度和分子量间的某种经验方程来计算分子量，适用于各种分子量的范围。局限性在于不同的分子量范围有不同的经验方程。

1.与实验一所用的奥氏粘度计相比，乌氏粘度计有何优点?本实验能否使用奥氏粘度计？ 答：优点：C管与大气相通，出口处液体的流动稳定；液柱高度与A管内液面的高度无关，因此每次加液的体积不必恒定。

2．温度对粘度的影响很大，在室温下，水的粘度温度系数为dη0/dT=2×10-5Pa·s·K-1 ，若恒温槽的温度波动ΔT=±0.1℃，用误差传递说明对测量结果的误差大小。 答：

3.本实验中的原始聚丙烯酰胺溶液的粘度能求吗？

答：可以，在lnη/c～c直线上取两点，计算出直线的方程来，然后再令c=0.01g/cm3,可以求得相应的lnη/c值，进 而求得ηr

过氧化氢的分解

1、各次试验中的cMnO4及VH2O2的涵义是什么？它们的数值在数据处理中是否用到？在实验操作中应如何保持它们的恒定？实际操作中存在什么问题？

答：CMnO4代表MnO4-的浓度，VH2O2代表H2O2的体积。他们在数值处理中没有用到。为保持其恒定防止引入较大的误差所要注意的问题：①每次取KMnO4溶液取同一试剂瓶中的溶液，不要混装。②滴定管内一次取一管KMnO4，只要试剂量充足就不要换装溶液。③ H2O2的总量要够，本实验为50mL。④每次取样要迅速，防止过氧化氢在移液管中反应生成气体影响体积

2、各组实验催化剂Fe3+和抑制剂H+的浓度如何计算？

答：CFe3+=CFe3+*V混/V总 CH+=（CH+*V混+CH+*VH+）/V总

3、本实验中反应起始时间为哪一瞬时？实际反应开始时间与操作t=0的时间有没有区别？它会对实验结果产生误差吗?每个样品的取样时间t规定为哪一瞬时？实际是一个瞬时吗？可以做其他规定吗？你认为如何规定好些？

答：(1)本实验中t=0的瞬时可以取任意时刻，为第一次取样样品滴入锥形瓶的那一瞬时。 (2)实际反应时间为样品混合的瞬间。

(3)t=0时刻的选取对实验结果没有影响，不会引入实验误差。

(4)每个样品的取样时间t规定为用移液管取样后，松开手样品滴入锥形瓶的时刻。

(5)由于全部的样品滴入锥形瓶需要一定时间，因此严格意义上这是一个过程，而不是瞬时。 (6)还可以作其他规定，比如可以规定样品完全流出样品管的瞬时为取样时刻，或者令样品刚流出样品管为时刻t1，样品完全流出为时刻t2，把(t1+t2)/2作为取样时刻。

(7)我认为从实验的准确性和操作的可行性两方面考虑，还是讲义中的原规定好些。

4、在本实验中若动作慢，反应液在移液管中停留时间较长，再放入有H2SO4的瓶中，会对实验带来怎样的误差？

答：若动作较慢，由于反应液在移液管中发生反应生成大量的气泡，使得所取的过氧化氢体 积偏小，从而滴定消耗的高锰酸钾体积偏小，计算求得的反应速率常数偏小

5、在取样时为什么要终止样品溶液中的反应？在其它动力学实验中是否终止反应？对比用化学法和物理法进行动力学实验的特点，对于一般的化学反应，可有哪些终止反应的方法？ 答：本次实验需要测量不同时刻t的KMnO4的消耗体积，即测定尚未反应的H2O2量，由于滴定操作需要一定的时间，因此必须终止反应才能测得较准确的数值。其他的动力学时间有的需要终止反应，如蔗糖水解实验，有的不需要终止反应，如乙酸乙酯造化反应，丙酮碘化反应动力学实验。需不需要终止反应要根据实验的具体内容具体对待。对于一般的化学反应，终止反应的方法有稀释法、冷冻法、假如阻化剂、充入惰性气体等 6、根据实验讨论速率常数与哪些因素有关？

答：反应物浓度、实验温度、催化剂及浓度、抑制剂及浓度

二级反应－乙酸乙酯皂化

1.为什么实验用NaOH和乙酸乙酯应新鲜配制? 答：氢氧化钠溶液易吸收空气中二氧化碳而变质；乙酸乙酯容易挥发和发生水解反应而使浓度改变。

2.为何本实验要在恒温条件下进行，而且CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前还要预先恒温？混合时能否将乙酸乙酯溶液倒入NaOH溶液中一半时开始计时？

答：（1）因为温度对电导有影响。（2）不能，应刚混合完开始计时。

3.被测溶液的电导率是哪些离子的贡献?反应进程中溶液的电导率为何发生减少? 答：参与导电的离子有、和。在反应前后浓度不变，的迁移率比的迁移率大得多。 随着时间的增加，不断减少，不断增加，所以，体系的电导率值不断下降。 4.为什么要使两种反应物的浓度相等? 答：为了使二级反应的数学公式简化。

1、为什么可以用0.01mol/L的NaOH溶液及NaAc溶液的电导率代替κ0和κ∞？

答：在反应开始时溶液中只有CH3COOC2H5与NaOH，NaOH为强电解质，CH3COOC2H5不电离，其中的NaOH浓度为0.01mol/L，故可用0.01mol/L的NaOH溶液电导率代替κ0。同理，反应结束时溶液中为NaAc和C2H5OH，C2H5OH不电离，故可用0.01mol/L的NaAc代替κ∞

2、本实验能否求的实验温度及浓度条件下NaOH和NaAc的摩尔电导率？温度升高时它们怎么变化？

答：可以求得。∧m，NaOH=κ0/a ∧m，NaAc=κ∞/a 该实验中a=0.01mol/L,为NaOH及NaAc的浓度

答：（1）因为温度对电导有影响。（2）不能，应刚混合完开始计时。

3.被测溶液的电导率是哪些离子的贡献?反应进程中溶液的电导率为何发生减少? 答：参与导电的离子有、和。在反应前后浓度不变，的迁移率比的迁移率大得多。 随着时间的增加，不断减少，不断增加，所以，体系的电导率值不断下降。 4.为什么要使两种反应物的浓度相等? 答：为了使二级反应的数学公式简化。

1、为什么可以用0.01mol/L的NaOH溶液及NaAc溶液的电导率代替κ0和κ∞？

答：在反应开始时溶液中只有CH3COOC2H5与NaOH，NaOH为强电解质，CH3COOC2H5不电离，其中的NaOH浓度为0.01mol/L，故可用0.01mol/L的NaOH溶液电导率代替κ0。同理，反应结束时溶液中为NaAc和C2H5OH，C2H5OH不电离，故可用0.01mol/L的NaAc代替κ∞

2、本实验能否求的实验温度及浓度条件下NaOH和NaAc的摩尔电导率？温度升高时它们怎么变化？

答：可以求得。∧m，NaOH=κ0/a ∧m，NaAc=κ∞/a 该实验中a=0.01mol/L,为NaOH及NaAc的浓度

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