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物化实验思考题答案

发布日期: 2020-01-21 16:14
 

  物化实验思考题答案_理学_高等教育_教育专区。恒温槽的装配与液体粘度的测定 1.恒温槽由哪些部件组成?各有什么作用? 答:介质:控制温度的媒介; 浴槽:供给恒温液体,提供实验进行的场所; 加热器,采用电加热器间歇加热实现恒温控制;感温元件:恒温槽

  恒温槽的装配与液体粘度的测定 1.恒温槽由哪些部件组成?各有什么作用? 答:介质:控制温度的媒介; 浴槽:供给恒温液体,提供实验进行的场所; 加热器,采用电加热器间歇加热实现恒温控制;感温元件:恒温槽的感觉中 枢,提高恒温槽的精度; 电子继电器:接受感温元件传递的信息,进而控制加热器的工作与否; 搅拌器:加强液体介质的搅拌,保证恒温槽温度均匀; 温度计:测定当前温度。 2.如何调节恒温槽到指定温度? 答: 恒温槽控制温度具有一定的滞后性,即介质中的温度通常要高于恒温槽调节 的温度,因此要校正恒温槽的温度。先设置恒温槽至某一温度,过两分钟后待温 度计基本稳定,读出温度计示数,确定温度的滞后性,再利用这个滞后值设定温 度,从而使恒温槽达到指定温度。 3.恒温槽恒温原理 答:其控温系统由直流电桥电压比较器、控温执行继电器等部分组成。当感温探 头热敏电阻感受的实际温度低于控温选择温度时,电压比较器输出电压,使温控 继电器输出线柱接通, 恒温槽加热器加热;若感受温度与控温选择温度相同或高 于时,电压比较器输出“0” ,控温继电器输出线柱断开,停止加热。循环往复上 述过程达到控温目的。 4.影响恒温槽恒温性能的因素有哪些?如何提高恒温槽灵敏度? 答:恒温介质:介质流动性好,热容大,则精度高; 加热器:功率愈小,精度愈好,加热器本身的热容于愈小,加热器管壁的导热效 率愈高,则精度越好; 定温计:定温计的热容小,与恒温介质的接触面积大,水银和铂丝和毛细管间的 黏附作用小,则精度好; 继电器:电磁吸引电键,电键发生机械运动所需时间越短,断电时线圈中的铁芯 剩磁越小,精度越好; 搅拌器:搅拌速度需足够大,使恒温介质温度均匀; 部件的位置:加热器要放在搅拌器附近,定温计要放在加热器附近,被研究的系 统一般要放在槽中精度最好的区域,测定温度的温度计应放置在被研究系统附 近。 5.什么叫粘度?它的单位是什么?如何用一已知粘度的基准液体去测定另一种 液体粘度? 答: 液体粘度是指相邻流体层以不同速度运动时所存在内摩擦力的一种量度。在 CGS 制中粘度单位为泊(p) ,在 SI 制中为 Pa.S,帕斯卡秒。 由泊肃叶公式 η =π ptr?4/8VL(V 为时间 t 内流经毛细管的液体体积;P 为管两 端压力差;r 为毛细管半径,L 为毛细管长度)可知,采用测定液体对标准液体 的相对粘度, 已知标准液体的粘度就可以标出待测液体的绝对粘度。假设相同体 积的待测液体和水,分别流经同一毛细管粘度计,则 η 待=π r?4p1t1/8VL η 水=π r?4p2t2/8VL 两式相比,得 η 待/η 水=p1t1/p2t2=hgρ 1t1/hgρ 2t2=ρ 1t1/ρ 2t2 (h 为液体流经毛细管的高度,ρ 1 为待测液体的密度,ρ 2 为水的密度) 因此,用同一根玻璃毛细管粘度计,在相同的条件下,两种液体的粘度比即等于 它们的密度与流经时间的乘积比。 (为减少文字性描述,在考试时可以把公式记 住,适当描述即可) 6.粘度与温度的关系怎样?温度升高,粘度升高还是减小? 答:温度影响粘度的测量精确度,不同温度粘度不同。 液体温度升高粘度下降,气体温度升高粘度增加。 7.若粘度计不垂直,对测定结果有何影响? 答:倾斜会造成液位差变化,同时会使液体流经时间 t 变大。若两次测量都倾斜 相同角度,则对结果无太大影响;若一次倾斜一次垂直,则测量误差很大。 燃烧热的测定 1.在本实验的装置中哪部分是燃烧反应体系?哪部分是测量体系?燃烧反应体 系的温度和温度变化,测量体系的温度和温度变化能否被测?为什么/ 答:(1)棉线、引火丝和样品为燃烧反应体系;氧弹、水、内桶、温度计、搅拌 器和燃烧反应体系总称测量体系。 (2) 燃烧反应体系的温度和温度变化不能被测 定,因为体系是放热的,放热过程中体系的温度不均匀故无法测量;测量体系的 温度和温度变化可以测量,该体系近似绝热,可以通过测量水温的变化来测定。 2.测量体系与环境之间有没有热量交换?如果有热量交换的话,能否定量准确 地测量出所交换的热量? 答: 测量体系与环境之间有热量交换,因为理想的绝热条件是不可能达到的且影 响热量交换的因素有很多, 所以要定量准确地测量出所交换的热量比较困难,但 是我们可以对测量的数据进行雷诺图校正。 大家要对雷诺图校正原理熟 ( 悉,书上 P27) 。 3.加入内桶中的水的水温为什么要选择比外桶水温低?低多少合适?为什么? 样品应如何处理,才能提高测量准确性? 答:实验需在接近绝热的条件下进行,因反应后体系放热会使内桶温度升高,体 系与环境的温度差保持较小程度会较少热损耗。低 1-2K 合适。样品首先压成药 片状(因为在充氧气的过程中可以防止燃烧物吹散以保证样品完全燃烧) ,然后 粗称进行绑线穿丝,再精确称量进行充氧,最后装入氧弹确保电极通路,不要短 路。 (关键是氧气充足,燃烧充分) 4.在使用氧气钢瓶及氧气减压阀,应注意哪些规则? 答:首先要认识氧气钢瓶,天蓝色黑色字体,氧气瓶与其它气体瓶不能紧挨。使 用氧气钢瓶时先开总阀再开减压阀,关闭时先关减压阀再关总阀。充氧气时,先 用 0.5MPa 氧气充约 20 秒然后开启出口借以赶出弹中空气,再充入 1.5MPa 左右 的氧气约 1 分钟。 5.在本实验中采用的是恒容方法先测量恒容燃烧热,然后再换算得到恒压燃烧 热。为什么本实验不直接使用恒压方法来测量恒压燃烧热? 答: (1)如果使用恒压燃烧方法,就需要一个能承受高压氧气无摩擦的活塞,这 是机械摩擦的理想境界, 是做不到的; 做燃烧实验需要尽可能达到完全燃烧, (2) 恒压燃烧方法难以使另一反应物— “氧气”的压力达到高压, 会造成燃烧不完全, 带来实验测定的实验误差。而恒容要求体积恒定是可以达到的。 6.苯甲酸物质在实验中起到什么作用? 答:本实验采用的是标准物质标定法,需要一个已知物来测整个体系的水当量 K (焦/摄氏度) ,才能测未知物的燃烧热值。 7.恒压燃烧热与恒容燃烧热有什么关系? 答:Qp=Qv+△nRT. 8.水热式量热计的温差值为什么必须进行雷诺图校正? 答:因为测量体系绝热只是理想状态,真正是做不到的。我们实验测得的温度值 必须进行雷诺图校正,计算得到的△T 才是比较准确的。 液体表面张力的测定 1.什么是表面张力?其单位是什么? 答:在液体表面上,垂直作用于单位长度的表面边沿,指向液体内部的表面紧缩 力。单位 N/m。 2.用最大气泡法测定表面张力实验原理 答: 将毛细管的端面与液面相切, 液面即沿毛细管上升, 打开抽气瓶的活塞, 让水缓慢地滴下, 使毛细管内溶液受到的压力比样品管中液面上来得大.当此压 力差在毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时, 毛细管口 的气泡即被压出,压差的最大值可以从压力计上读出。 气泡从毛细管口压出时受到的压力为Δ P, Δ P= ? gΔ h 式中: Δ h——压力计两臂的读值差; g——重力加速度; ρ ——压力计内液体的密度, 同时根据附加压力计算公式 Δ P=2σ /r 式中: σ ——表面张力; r ——毛细管半径, 所以 2? ? ?g?h r 整理得 ?? r ?g?h ? k?h 2 对于同一支毛细管来说,式中 K 值为一常数,称为毛细管常数,因此只要用表 面张力已知的液体为标准.即可求得其它液体的表面张力. 3.用最大气泡法测定表面张力实验时为什么要读最大压力差/ 答:因为只有达到最大压差气泡才能从端口逸出。 4.用最大气泡法测定表面张力实验注意事项。 答:1)毛细管必须干净,否则气泡可能连续不稳定地流过(气泡应保持 7-8s/ 个) ;2)毛细管端面与液面相切(不相切的影响看书 P94) ;3)毛细管半径适中, 半径范围在 0.1mm-0.15mm 最好(半径太小△P 增大,半径太大△P 减小) ;4) 装置不能漏气;5)鼓泡速度适当。 5.气泡形成速度过快队测量结果的影响。 答:气泡形成速度过快就会不稳定,使 U 型压力计中的酒精所处位置不稳定,来 回跳动,致使读数不稳定,不易读出最大值,从而引起较大误差。 乙酸乙酯皂化反应速率常数影响因素研究 1.什么叫反应速率常数?什么叫二级反应? 答:一定温度下,反应物浓度为单元浓度时的反应速率。 起始浓度相等时,测量值与浓度之间有线性关系的反应叫二级反应。 2.反应速率常数受哪些因素影响? 答:温度、盐效应、微波等因素。 3.反应速率常数测定有哪些方法?电导法测定原理? 答:1)PH 酸度法、电导法、分光光度法、液相色谱法等。 2)根据乙酸乙酯皂化反应方程式,列出反应前后浓度变化公式得到 K=(1/at)*(x/a-x),再列出反应前后电导率变化公式得到 Lt=h1*(a-x)+h2x, 联立两式得到 Lt=(1/ak)*(L0-Lt)+L∞,发现电导率 Lt 与(L0-Lt)/t 成线性关 系,可以通过作图求出斜率从而得到反应速率常数 k. 4.电导法测定注意事项。(书 P66) 电动势法测定化学反应的热力学函数 1.能否用伏特计测化学反应的电动势?实验怎么用对消法测电动势? 答: 不能。 (所谓原电池的电动势, 定义是要在电流为零的时候才能测出准确值, 当电路中有电流时,会使电极极化,使电极电动势降低,低于实际值。 ) 对消法:在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电势差,这样待测 电池中无电流通过,外加电势差的大小即待测电池的电动势。 2.了解电位差计、标准电池和检流计的使用。 答:电位差计:使用时随时检查工作电流,发生变化要及时校准,不要将标准 电池长时间接入; 标准电池:不允许倾斜、摇晃或倒置,不能过载,使用或存放的温度和湿 度必须符合规定,极性不能接反; 检流计:1)使用前必须校准调零 2)使用前必须进行试触:先估计电路中 电流大小在进行试触,在确保电流不超过检流计量程再将其接入电路 3)必须 串联在被测电路中 4)正负极不能接反 5)不能直接接在电源两极。 3.对消法测定电动势装置中,电位差计、工作电池、标准电池及检流计各起什 么作用?标准电池的特点是什么?正负极各是什么?写出正负极及总反应 方程式。 答:电位差计:利用补偿法测定被测电极电动势; 工作电池:提供工作电流; 标准电池:标定工作电流;特点:只能做校验器; 检流计:判断是否符合对消要求,即 I=0。 正极是汞和硫酸亚汞的糊状物,负极是含镉 12.5%的镉汞齐。 正极: 负极: (方程式见 P216-P217) 总反应方程式: 4.在测量电动势的过程中, 若检流计指针或光点总向一个方向偏转,可能是什 么原因? 答:1)工作电池电压太大或太小,无法达到对消要求;2)一个电池接通另一 个电池未接通;3)两电池串联。 5.用电池电动势法测定化学反应热力学函数的原理和方法。 答:恒温恒压反应可逆的条件下,采用对消法测量电池的平衡电动势,在待测 电池上并联一个反向的外加电势,调节回路使得通过待测电池的电流趋于零, 测量不同温度下电池的电动势,求出电池电动势与温度的关系,据此算电池反 应的热力学函数。 此答案是我个人整理,可能叙述不是很好,仅供大家参考,答案 基本上没有错误。 问题的形式可能不一样,所以大家要真正理解再去记答案,希 望大家都能考个好成绩!

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