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东南大学物理化学内容及思考题

东南大学物理化学内容及思考题
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实验一恒容量热法——燃烧热的测定

一、操作步骤

1.样品压片

截取 15 cm 无弯曲、无扭折的镍丝在电子天平上准确称至0.0001 g。将镍丝的中部在细金属棒上绕上4 ~ 5圈,抽出金属棒,将镍丝的两端合并穿入模子的底板,将模子放在底板上,然后置于压片机的托板上。在台秤上秤取0.8g已干燥的苯甲酸(不超过1g),倒入模子,向下转动压片机旋柄,将样品压片,压好后,向上转动旋柄,抽出托板,底板脱落,在压模下置一张洁净的纸片,再向下转动旋柄,将压片压出,放在已称重的燃烧皿中,再次准确称量至0.1mg。

2.装弹

将燃烧皿置于氧弹支架上,将镍丝两头分别紧绕在电极的下端,将弹帽放在弹体上,旋紧弹帽,用万用电表检查两电极是否通路;绑镍丝前应不通,绑镍丝后应为通路,否则重新压片。通路时两极间电阻值一般应不大于20 。

3. 充氧气

将氧弹进气口和充氧器的出气口接通,按下充氧器的手柄,此时表压指针指向0.5MPa,松开充氧器的手柄,氧气已充入氧弹中。用特制顶针顶开氧弹出气孔,放出氧弹内的空气,再将氧弹进气口和充氧器的出气口接通,按下充氧器的手柄,此时表压指针指向1.5 MPa,1 min 后松开充氧器的手柄,氧气已充入氧弹中。将充好氧气的氧弹再用万用表检查两极是否通路;若通路,则将氧弹放入量热计的内筒中。

4调节水温

将温差测量仪探头放入水夹套,测量并记录夹套内水温,用容量瓶取2000ml已调温的水注入内筒中(控制内筒水温比夹套水温低1℃左右),

5. 燃烧和测量温度

装上搅拌马达,将氧弹两极用电线连接在点火变压器上,温差测量仪探头插入内筒水中,然后盖上盖子。打开总电源开关,打开搅拌开关,接通精密温度温差测量仪,选择温差档,可精确至0.001℃,按下时间键,计时的时间间隔将在1 min 和0.5 min 之间转换选择;打开量热计控制器的电源,按下搅拌键,预热10 min 后,开始实验计时,此时每隔1 min 读一次数据;10 min 后,按下点火键,同时计时的时间间隔改为0.5 min;直到每次读数时温度上升小于0.1℃再改为1 min 读一次,继续10 min,结束实验。(点火片刻温差显示迅速上升,即表示样品已燃烧;如果通电后,温度上升速度不快,表示点火没有成功,需打开氧弹,检查原因,排除故障。)

5 实验结束

停止实验后,取出温差测量仪探头放入水夹套,记录水夹套水温。取出氧弹,放出余气,打开氧弹盖,称剩余镍丝质量;复原仪器。

6测量萘的燃烧热,萘取0.5g(不超过0.6g)

二、数据计录和数据处理

室温大气压

苯甲酸的质量萘的质量

点火丝的质量点火丝质量

残余点火丝的质量残余点火丝质量

盛水桶水温盛水桶水温

2. 已知苯甲酸在298.2K时的燃烧热Q p=-3226.8kJ·mol-1,计算量热计的总热容量C计。

3. 计算萘的燃烧热。

4. 已知萘在298.2K时的燃烧热Q p=-5153.8kJ·mol-1,计算测定的百分误差。

三、注意事项

1. 样品应放在干燥器中干燥及保存

2. 点火丝需压在片内,如浮在片子面上会引起样品熔化而脱落,不发生燃烧。

3. 点火丝通常是直径约0.1mm左右的铂、铜、镍铬丝或其它已知热值的金属丝或棉线,常见点火丝的燃烧热值如下:

铁丝6700J/g 镍铬丝1400J/g 铜线2500J/g 棉线17500J/g

4. 在燃烧第二个样品时,须再次调节水温。

5. 如果样品为液体,则需将样品装入胶囊或安掊瓶中进行测定。

6. 严格控制样品的称量范围,使标定量热计热容量和测定试样燃烧热时的温度范围基本相同。

四、提问思考

1. 试根据实验所得的雷诺校正图,解释体系和环境热交换的情况。

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?

3. 如果要提高实验的准确度应从哪几个方面考虑。

4. 如何用萘的燃烧热资料来计算萘的标准生成热。

C10H8(s)+12O2(g)→10CO2(g)+4H2O(l)

ZT-2TC精密温度温差测量仪使用说明:

1.仪器提供“时间设定”按键

可通过“时间设定”按键,改变提示间隔时间,间隔时间从1秒至99秒可设。时间采用倒计时显示,时间到时,仪器发出长音(0.5秒),提示使用者记录数据。

2.仪器提供“基准设定”按键

在显示温差状态时按下该按键时,仪器取当前测量数据T0作为基准温度。如仪器显示为T0=20.260℃,按下“基准温度”键显示为00.000℃,以后的温差 T即为当前温度T-基准温度T0

3.仪器提供“显示切换”按键

该键单独按下时,循环切换显示基准温度(红灯、绿灯同时亮)、当前温度(红灯亮、绿灯灭)、显示温差(红灯灭、绿灯亮)3个状态。

实验二液体饱和蒸气压的测定——静态法

一、操作步骤

1. 装样品。

从等压计的加液口处注入异丙醇液体,使A球内装有约2/3的液体,并使适量的异丙醇在B管的两管间形成封闭液(约1/2高处)。

2. 检查漏气。

将等压计装置好(磨口处涂少量真空脂以保证密封),在冷阱中加入适量冰水,接通冷凝水,旋转三通活塞,使真空泵只与大气相通。开通真空泵,待真空泵正常运转后,旋转三通活塞,使真空泵只与系统相通,抽出系统中的气体。当压力测量仪上显示绝对压力值为40KPa时,旋转三通活塞,使真空泵只与大气相通,关闭真空泵。观察压力测量仪的显示数字变化,若5min内无明显变化,则表示系统的气密性已达到本实验的要求,若有变化,说明漏气,应仔细逐段排察,设法消除,直至不漏气为止。

3. 测定不同温度下异丙醇的蒸汽压。

调解恒温槽的温度为20℃(或25℃,根据室温调解)。开动真空泵,缓慢旋转三通活塞至适当位置,使真空泵与系统相通,缓缓抽气,使A、B间气体呈气泡状一个一个地通过封闭液(切忌抽气太快,否则封闭液将急剧蒸发而使实验无法进行)。随着系统真空度越来越高,A球内及封闭液的异丙醇蒸发速度越来越快,应当及时调整三通活塞,减慢真空泵对系统的抽气速度。至压力测量仪上显示压力值为90KPa左右时停止抽气。微微调解进气活塞,使B两管内液面等高(谨防空气倒灌入A球),记下压力测量仪上压力值。旋转活塞继续抽气,同上法再进行测量,直至连续两次测得的压力值基本相等,则可认为A、B之间管内的空气已驱尽。最后两次测得的压力平均值即为该测量温度下的蒸汽压。

不需抽气,调节恒温槽温度为25℃,A球液面上方的异丙醇蒸汽因温度升高而体积增大,不断有气泡通过封闭液溢出。为防止气泡溢出过剧,可以微微调节三通活塞放入少量空气,使与A球相连的B管液面稍高。恒温15min后,调节系统压力使B部分两管内液面等高,记录25℃时压力测量仪上的压力值。

用上述方法沿温度升高方向测定30℃、35℃、40℃、45℃、50℃时的压力值。实验完毕,再记录大气压。

图Ⅲ—2—1 液体饱和蒸气压测定装置图

1.连冷凝管的等位计;

2. 搅拌器;

3. 温度计;

4. 冷阱;

5. 精密数字压差计;

6. 稳压瓶;

7. 抽气活塞,接真空泵

二、数据记录和数据处理

被 测 液 体 实 验 时 间 实 验 开 始 时 室 温 实 验 结 束 时 室 温 实验开始时气压计读数 实验结束时气压计读数 纬 度 海 拔 高 度 校正后大气压的平均值

1. 绘制θ

P

lg

~T 图,求出液体的平均摩尔气化热及正常沸点。 2. 环已烷的正常沸点为80.75℃,气化热为32.76KJ.mol -1, 计算实验的相对误差。 3. 求出液体蒸气压与温度关系式(θ

P

P lg

= -A T B

+)中的A 、B 值。 三、注意事项

1. 实验装置所有玻璃活塞均要用真空脂密封旋紧,用于连接的橡胶管都应完好不漏气。

2. 等压计所装液体的量要符合要求。

3. 抽气速度要合适,必须防止等压计内液体沸腾过剧,致使B 管内液体被抽尽。

4. 开通真空泵前必须先接通冷凝水,冷阱内放足冰水。

5. 每测一个温度点,必须保证等压计内液体在此温度下恒温15min 以上,以保证数据的准确性。

6. 真实测量温度应该是恒温槽内温度计的读数,而不是设定温度。

四、提问思考

1. 怎样判断球管液面上空的空气被排净?若未被驱除干净,对实验结果有何影响?

2. 如何防止U 形管中的液体倒灌入球管A 中?若倒灌时带入空气,实验结果有何变化?

3. 本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压,为什么?

实验三双液系气液相图的绘制

一、实验步骤

1.按照图III-3-2所示安装好仪器。要注意电热丝以及电热丝连线的接点应完全浸没在液体

内;温度计的水银球应一半没在待测液里,但不能和电热丝相接触。

2. 测定环乙烷的沸点

取25毫升溶液,置于沸点仪之蒸馏瓶内,接通冷凝水,通电并缓慢调节变压器使液体加热至沸腾,控制蒸汽在冷凝管回流高度为2厘米左右。观察温度计的变化,待温度计稳定后,记录环乙烷的沸点。

3. 溶液沸点及气相、液相组成的测定

分别测定体积百分比为5%、15%、25%、35%、45%、55%、65%、75%、85%、95%的环已烷-异丙醇混合物在沸点下的气相、液相组成。测定方法为:取25毫升溶液,置于沸点仪之蒸馏瓶内,接通冷凝水,通电并缓慢调节变压器使液体加热至沸腾,控制蒸汽在冷凝管回流高度为2厘米左右。观察温度计的变化,待温度计稳定后,再维持3-5分钟,以使体系达到平衡。在这个过程中,应不时地将充满冷凝管下部凹槽内的气相冷凝液倾倒入蒸馏瓶中。待平衡建立后,记下温度计的读数,并记录大气压。将变压器电压调为零,停止加热,待充分冷却后,用干燥、洁净的吸管分别从冷凝管上端和蒸馏瓶支管处取气相和液相冷凝液,用阿贝折光仪测定其折射率。每个样品测定三次,取其平均值。将蒸馏瓶内的溶液倒入回收瓶。按上述步骤完成其它组成的沸点以及气相和液相的折射率测定。

五、数据记录和处理

1.将实验数据记录于表中。

室温:大气压:

表III-3-1环已烷-异丙醇混合物的沸点、折射率及组成

六、注意事项

1. 电热丝及其接触点不能露出液面,一定要浸没在待测液内,否则通电加热会引起有机溶剂燃烧。

2.读取溶液沸点和停止加热准备测定折光率时,一定要使体系达到气液平衡。取样分析后,吸管不能倒置

3. 严格控制加热电压,只要能使液体沸腾即可。过大的电流,会引起待测液燃烧或烧断电阻丝,甚至烧坏变压器。

4.测定折射率的时候一定要迅速,以防止由于挥发而改变其组成。

七、思考题

1. 折射率测定为什么要在恒温下进行?

2.影响实验精度的因素之一是回流的好坏,如何使回流进行得充分,标志是什么?

3.蒸馏瓶、量桶等是否需要用水洗涤,是否需要用待测液润洗?蒸馏瓶中残余的环已烷-异丙醇醇溶液对下一个试样的测定有没有影响?

附:(一)、.阿贝折射仪的构造原理

阿贝折射仪的外形图如图Ⅱ-6-1所示,光学示意图如图Ⅱ-6-2所示,阿贝折射仪的主要部分是由两个折射率为1.75的玻璃直角棱镜所构成,上部为测量棱镜,是光学平面镜,下部为辅助棱镜,其斜面是粗糙的毛玻璃,两者之间约有0.1mm~0.15mm厚度空隙,用于装待测液体,并使液体展开成一薄层。当从反射镜反射来的入射光进入辅助棱镜至粗糙表面时,产生漫散射,以各种角度透过待测液体,而从各个方向进入测量棱镜而发生折射。其折射角都落在临界角β0之内,因为棱镜的折射率大于待测液体的折射率,因此入射角从0°~90°的光线都通过测量棱镜发生折射。具有临界角β0的光线从测量棱镜出来反射到目镜上,此时若将目镜十字线调节到适当位置,则会看到目镜上呈半明半暗状态。折射光都应落在临界角β0内,成为亮区,其它部分为暗区,构成了明暗分界线。

在实际测量折射率时,我们使用的入射光不是单色光,而是使用由多种单色光组成的普通白光,因不同波长的光的折射率不同而产生色散,在目镜中看到一条彩色的光带,而没有清晰的明暗分界线,为此,在阿贝折射仪中安置了一套消色散棱镜(又叫补偿棱镜)。通过调节消色散棱镜,使测量棱镜出来的色散光线消失,明暗分界线清晰,此时测得的液体的折射率相当于用单色光钠光D线(5890nm)所测得的折射率n D。

2.阿贝折射仪的使用方法

(1)仪器安装:将阿贝折射仪安放在光亮处,但应避免阳光的直接照射,以免液体试样受热迅速蒸发。用超级恒温槽将恒温水通入棱镜夹套内,检查棱镜上温度计的读数是否符合要求(一般选用(20.0±0.1)℃或(25.0±0.1)℃)

(2)加样:旋开测量棱镜和辅助棱镜的闭合旋钮,使辅助棱镜的磨砂斜面处于水平位置,若棱镜表面不清洁,可滴加少量丙酮,用擦镜纸顺单一方向轻擦镜面(不可来回擦)。待镜面

洗净干燥后,用滴管滴加数滴试样于辅助棱镜的毛镜面上,迅速合上辅助棱镜,旋紧闭合旋钮。若液体易挥发,动作要迅速,或先将两棱镜闭合,然后用滴管从加液孔中注入试样(注意切勿将滴管折断在孔内)。

图Ⅱ-6-1 阿贝折射仪外形图

1.测量望远镜;

2.消散手柄;

3.恒温水入口;

4.温度计;

5.测量棱镜;

6.铰链;

7.辅助棱镜;

8.加液槽;

9.反射镜; 10.读数望远镜;11.转轴;12.刻度盘罩;13.闭合旋钮;

14.底座。

图Ⅱ-6-2 阿贝折射仪光学系统示意图 1.反射镜;2.辅助棱镜;3.测量棱镜;4.消色散棱镜;5.

物镜;6.分划板;7、8.目镜;9.分划板; 10.物镜;11.转向棱镜;12.照明度盘;13.毛玻璃;

14.小反光镜。

(3)调光:转动镜筒使之垂直,调节反射镜使入射光进入棱镜,同时调节目镜的焦距,使目镜中十字线清晰明亮。调节消色散补偿器使目镜中彩色光带消失。再调节读数螺旋,使明暗的界面恰好同十字线交叉处重合。

(4)读数:从读数望远镜中读出刻度盘上的折射率数值。常用的阿贝折射仪可读至小数点后的第四位,为了使读数准确,一般应将试样重复测量三次,每次相差不能超过0.0002,然后取平均值。有的折射仪的刻度盘的示值为两行:一行直接读出试样的折射率(从1.3000到1.7000);另一行为0~95%,当测定糖溶液时,用此刻度可直接得到糖溶液的百分数。

3.阿贝折射仪的使用注意事项

阿贝折射仪是一种精密的光学仪器,使用时应注意以下几点:

(1)使用时要注意保护棱镜,清洗时只能用擦镜纸而不能用滤纸等。加试样时不能将滴管口触及镜面。对于酸碱等腐蚀性液体不得使用阿贝折射仪。

(2)每次测定时,试样不可加得太多,一般只需加2~3滴即可。

(3)要注意保持仪器清洁,保护刻度盘。每次实验完毕,要在镜面上加几滴丙酮,并用擦镜纸擦干。最后用两层擦镜纸夹在两棱镜镜面之间,以免镜面损坏。

(4)读数时,有时在目镜中观察不到清晰的明暗分界线,而是畸形的,这是由于棱镜间未充满液体;若出现弧形光环,则可能是由于光线未经过棱镜而直接照射到聚光透镜上。

(5)若待测试样折射率不在1.3~1.7范围内,则阿贝折射仪不能测定,也看不到明暗分界线。

实验四溶液粘度的测定

一、实验目的

1.了解奥氏粘度计结构的特点。

2了解粘度的物理意义、测定原理和方法

3.掌握用奥氏粘度计测量溶液粘度的方法。

二、实验原理

当流体受外力作用产生流动时,在流动着的液体层之间存在着切向的内部摩擦力。如果要使液体通过管子,必须消耗一部分功来克服这种流动的阻力。在流速低时管子中的液体沿着与管壁平行的直线方向前进,最靠近管壁的液体实际上是静止的,与管壁距离愈远,流动的速度也愈大。

流层之间的切向力f与两层间的接触面积A和速度差Δv成正比,而与两层间的距离Δx成反比:

(1)

其中η是比例系数,称为液体的粘度系数,简称粘度。粘度系数的单位在c.g.s制单位中用“泊”表示,在国际单位制中用帕斯卡秒(Pa·S)表示,1泊=10-1Pa·S。

液体的粘度可用毛细管法测定。泊肃叶(Poiseuille)得出液体流出毛细管的速度与粘度系数之间存在如下关系式:

(2)

式中,V为在时间t内流过毛细管的液体体积;p为管两端的压力差;r为管半径;L为管长。按(2)式由实验直接来测定液体的绝对粘度是困难的,但测定液体对标准液体(如水)的相对粘度是简单实用的。在已知标准液体的绝对粘度时,即可算出被测液体的绝对粘度。设两种液体在本身重力作用下分别流经同一毛细管,且流出的体积相等,则

(3)

式中,p=hgρ,这里,h为推动液体流动的液位差;ρ为液体密度;g为重力加速度。如果每次取用试样的体积一定,则可保持h在实验中的情况相同,因此可得:

(4)

图Ⅲ-5-1 奥氏粘度计

已知标准液体的粘度和它们的密度,则可得到被测液体的粘度。本实验是以纯水为标准液体,利用奥氏粘度计测定乙醇在20℃时的粘度。

三、仪器与药品

1.仪器

恒温槽1套;奥氏粘度计1只;停表1只;移液管(10mL)2只;粘度计夹一个;洗耳球一只,乳胶管一根;吹风机1只。

2.药品

无水乙醇。

四、实验步骤

1.将粘度计(见图Ⅲ-5-1)用洗液和蒸馏水洗干净,然后烘干备用。

2.调节恒温槽至(20.0±0.1)℃。

3.用移液管取7mL无水乙醇放入粘度计中,将然后将乳胶管套在粘度计有毛细管的一端上,把粘度计垂直固定在恒温槽中,恒温5min~10min。

4.用打气球接于D管并堵塞2管,向管内打气。待液体上升至C球的23处,停止打气,打开管口2。利用秒表测定液体流经m1至m2所需的时间。重复同样操作,测定5次,要求各次的时间相差不超过0.3s,取其平均值。

5.将粘度计中的乙醇倾入回收瓶中,用热风吹干。

6.再用移液管取7mL蒸馏水放入粘度计中,与前述步聚相同,测定蒸馏水流经m1至m2所需的时间,重复同样操作,要求同前。

五、数据处理

1.将实验数据列表。

2.从附录中查阅所需数据,利用公式(4)求出乙醇的粘度。

六、注意事项

1.粘度计必须洁净。

2.实验过程中,恒温槽的温度要保持恒定。加入样品后待恒温才能进行测定。

3.粘度计要垂直浸入恒温槽中,实验中不要振动粘度计。

七、思考题

1.影响毛细管法测定粘度的因素是什么?

2.为什么粘度计要垂直地置于恒温槽中?

五、酸催化蔗糖转化动力学

1.仪器准备

打开旋光仪电源,预热5~10min,钠灯发光正常,调节恒温槽的温度在25℃

2. 校正仪器的零点

洗净样品管,灌满蒸馏水(管内不应有空气泡存在),用滤纸擦干样品管,再用擦镜纸将样品管两端的玻璃片擦干净,放入旋光仪,记录仪器零点。

3. 用移液管吸取20%的蔗糖溶液25mL注入一反应试管中,再移取3mol·L-1的HCl溶液25mL注

入另一反应试管中,两支试管都置于25℃恒温槽中恒温10~15min.

4.αt的测定

将恒温好的HCl 溶液倒入蔗糖溶液中,(当溶液倒出一半时开始计时),混合后倒回盛HCl溶液的试管,如此反复几次,二溶液已混合均匀。迅速用此混合液洗涤旋光管三次,然后灌满旋光管,擦净后放入旋光仪,按照规定时间测定旋光度.测得第一个数据时间应该为反应开始的前三分钟内。反应开始的15min之内,每隔 2min 读一次数, 15min后,每隔4m in 读一次数,一直测定到旋光度为负值。(不测量时将旋光管放在25℃恒温槽中恒温)

5.α∞的测定

将已放置48h的反应混合液灌满旋光管,置于25℃恒温槽中恒温10~15min.擦净后放入旋光仪,测定旋光度.

6. 按照3,4,5的步骤测量蔗糖在35℃时的转化速率

旋光仪的使用方法

(1)调节目镜焦距

打开钠光灯,几分钟后亮度稳定。调节焦距使视线清晰。

(2)测量旋光度

洗净旋光管,灌满待测液。在旋光管口加上专用玻璃片和橡皮垫圈,旋紧螺帽。(旋紧时不能用力过猛.).管内不应有空气泡存在,如果旋光管内存有气泡,应将气泡驱至旋光管的突出处,否则视场模糊不清。用滤纸擦干样品管,再用擦镜纸将样品管两端的玻璃片擦干净,放入旋光仪,调节检偏器旋钮(与刻度盘同轴联接)使三分视野暗度相等,记录旋光度。

思考题同教材

六、电动势法测定热力学函数

一、开启恒温水浴电源将温度调至实验所需值。

二、精密电动势仪的校正

1.根据实际温度,计算标准电池电动势的实际电动势值。

2.调节到校正按钮、电极使用校正插口,连接正负极,调节电动势仪到标准电池的实际电

动势值,按校正按钮,完成校正。重复以上步骤3次。

三、制作原电池

正极:银电极,AgNO3溶液;

负极:饱和甘汞电极,饱和KCl溶液;

盐桥

四、电池反应热力学函数的测定

1.将原电池置入水浴恒温10分钟。

2.接好测量电路,连续测量3次电池的电动势值,每次间隔2分钟,取平均值。

3.调节水浴温度,升高5度,等到温度指示到所设置温度,然后恒温10分钟。连续测量

3次电池的电动势值,每次间隔2分钟,取平均值。

4.重复以上操作,测量5个温度点。

思考题同教材

七、电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数

实验步聚及思考题同教材

东南大学物理实验报告-受迫振动

物理实验报告 标题:受迫振动的研究实验 摘要: 振动是自然界中最常见的运动形式之一,由受迫振动引发的共振现象在日常生活和工程技术中极为普遍。共振现象在许多领域有着广泛的应用,例如,众多电声器件需要利用共振原理设计制作。它既有实用价值,也有破坏作用。本实验采用玻耳共振仪定量测定了阻尼振动的振幅比值,绘制了受迫振动的幅频特性和相频特性曲线,并分析了阻尼对振动的影响以及受迫振动的幅频特性和相频特性。另外,实验中利用了频闪法来测定动态的相位差。

目录 1引言 (3) 2.实验方法 (3) 2.1实验原理 (3) 2.1.1受迫振动 (3) 2.1.2共振 (4) 2.1.3阻尼系数的测量 (5) 2.2实验仪器 (6) 3实验内容、结果与讨论 (7) 3.1测定电磁阻尼为0情况下摆轮的振幅与振动周期的对应关系 (7) 3.2研究摆轮的阻尼振动 (8) 3.3测定摆轮受迫振动的幅频与相频特性曲线,并求阻尼系数 (9) 3.4比较不同阻尼的幅频与相频特性曲线 (14) 4.总结 (15) 5.参考文献 (16)

1引言 振动是自然界中最常见的运动形式之一,由受迫振动引发的共振现象在日常生活和工程技术中极为普遍。共振现象在许多领域有着广泛的应用,例如为研究物质的微观结构,常采用核共振方法。但是共振现象也有极大的破坏性,减震和防震是工程技术和科学研究的一项重要任务。表征受迫振动性质的是受迫振动的振幅—频率特性和相位—频率特性(简称幅频和相频特性)。本实验采用玻耳共振仪定量测定了阻尼振动的振幅比值,绘制了受迫振动的幅频特性和相频特性曲线,并分析了阻尼对振动的影响以及受迫振动的幅频特性和相频特性。 2.实验方法 2.1实验原理 2.1.1受迫振动 本实验中采用的是玻耳共振仪,其构造如图1所示: 图一

物理化学实验思考题解答

实验一燃烧热的测定 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P217-220 实验三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。 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。 实验五二组分金属相图的绘制 1. 对于不同成分混合物的步冷曲线,其水平段有什么不同? 答:纯物质的步冷曲线在其熔点处出现水平段,混合物在共熔温度时出现水平段。而平台长短也不同。 2. 作相图还有哪些方法? 答:作相图的方法还有溶解度法、沸点法等。 3. 通常认为,体系发生相变时的热效应很小,则用热分析法很难测得准确相图,为什么?在含Bi30%和80%的二个样品的步冷曲线中第一个转折点哪个明显?为什么? 答:因为热分析法是通过步冷曲线来绘制相图的,主要是通过步冷曲线上的拐点和水平段(斜率的改变)来判断新相的出现。如果体系发生相变的热效应很小,则用热分析法很难产生拐

物理化学习题及答案

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物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中,热力不稳定的系统是:() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图,在绝热盛水容器中,浸入电阻丝,通电一段时间,通电后水及电阻丝的温度均略有升高,今以电阻丝为体系有() (A) W =0,Q <0,U <0 (B). W>0,Q <0,U >0 (C) W <0,Q <0,U >0

(D). W <0,Q =0,U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是() (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化:() A 如果系统的?S >0,则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热,则该变化过程自发 ,变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中,并达到化学平衡,其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是() A. 1,1,1,2 B. 1,1,3,0 C. 3,1,2,1 D. 3,2,2,2 9. 在定压下,NaCl晶体,蔗糖晶体,与它们的饱和混合水溶液平衡共存时,独立组分数C和条件自由度f':() A C=3,f'=1 B C=3,f'=2 C C=4,f'=2 D C=4,f'=3 10. 正常沸点时,液体蒸发为气体的过程中() (A) ΔS=0 (B) ΔG=0

物理化学实验下思考题答案

磁化率的测定 1.本实验在测定XM做了哪些近似处理 答:(1)忽略了X反(2)X0=0(样品周围介质的体积磁化率)(3)H0=0(样品顶端磁场强度为0。近似认为样品顶端就是试管顶端) 2.为什么可以用莫尔盐来标定磁场强度 答:莫尔盐的XM仅与T有关,物质,物质稳定,组成固定,对磁场反应良好。 3.样品的填充高度和密度以及在磁场中的位置有何要求若样品的填充高度不够,对测量结果有何影响 答:样品管与磁极中心线平齐,不与磁极接触,样品要紧密均匀填实。若样品的填充高度不够,则样品最上端处磁场强度不为零。(样品的填充高度距样品管口处,样品要紧密均匀填实。将样品悬挂在天平上,样品底部处于磁场强度最大区域【H】管顶则位于场强最弱甚至为0的区域,若样品的填充高度不够,对样品处于磁场中的受力产生影响) 三组分体系等温相图 1. 实验为什么根据体系由清变浑的现象即可测定相界 答:各组分彼此互溶时,体系为均相,一旦体系恰好不相容,则分相达到相界。 2.如连接线不通过物系点,其原因可能是什么 答:(1)苯水分层不彻底(2)苯、醋酸乙酸挥发(3)酚酞变色范围为碱性,通过NaOH 滴定醋酸量偏高。 3. 实验根据什么原理求出苯-乙酸-水体系连接线 答:在苯和水含量确定的前提下,互溶曲线上的点与醋酸量一一对应。 电极的制备与原电池电动势的测定 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。 2. 参比电极应具备什么条件它有什么功用 答(1)装置简单、可逆性高、制作方便、电势稳定。 (2)以标准氢电极(其电极电势规定为零)作为标准,与待测电极组成一电池,所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便,常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极,如:甘汞电极。 3. 盐桥有什么作用选用作盐桥的物质应有什么原则 答:(1)盐桥用来减小液体接界电势。(2)作盐桥的物质正负离子的迁移数应接近;在使用温度范围内浓度要大;不能与两端电池溶液发生反应。 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。 答: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。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。在测量金属电极的电极电势时,金属电极要加以处理,以除去氧化膜。 6. 如何使E测定准确 答:(1)电极管不能漏液。(2)准电池和待测电池极化,“标准/未知选择”旋钮在“标准”或“未知”位置的时间应尽可能的短。对“待测溶液”应将读数盘预置到理论值后再将“标准/未知选择”旋钮旋到,“未知”。(3)甘汞电极不用时浸泡在饱和氯化钾溶液中。(4对新制锌汞齐电极和新镀铜电极应及时测量,避免再度被氧化。

物理化学课后思考题答案

第一章 热力学第一定律 1、 = 2、 升高 3、 =,=,= 5、=,=,=,> 12、降低 13、 0 0 0 0 < > 0 0 0 > > > < <或≈ < < > <或≈ > > 第二章 热力学第二定律 1、不违反,该过程体系本身的压力、体积发生了变化。 2、不对,只有在孤立或绝热条件下熵增加原理才成立。 3、不对,? = ?T Q S R δ,理想气体等温膨胀时有0ln 1 2>== ?V V nR T Q S R 。 6、系统若发生了绝热不可逆过程,是否可以设计一个绝热可逆过程来计算它的熵变? 答:不可。 7、不一样。绝热可逆才等熵。 10、 与0的关系 U ? H ? S ? F ? G ? (1) = < > < < (2) > > > < = (3) = = > < < (4) < < = - - (5) = = > < < 第三章 化学势与平衡 2、对 3、错,溶剂遵从拉乌尔定律,溶质遵从亨利定律。 4、> 5、错。沸点升高要求非挥发性溶质,凝固点降低要求该过程溶质不析出。 6、错。食盐在水中解离后使溶质的浓度发生改变。 15、C 第四章 化学动力学 1、(1)错、(2)错、(3)错、(4)对、(5)错、(6)错、(9)催化剂只能改变反应速率,而不能改变化学反应的标准平衡常数。对 (10)错 3、一级:1:2; 二级1:3。 4、如果想获得更多的产物B ,应该升温。

10、不变 第五章 电化学 2、不一样。强电解质完全电离,可测定一系列不同浓度稀溶液的电导率,计算摩尔电导率,然后用公式() c m m β-Λ=Λ∞1线性拟合来求。而弱电解质部分电离,只能由离子独立移动定律,通过强电解质的极限摩尔电导率来求。 3、1 203907 .0-??mol m S 5、原电池的正极与阴极相对应,发生还原反应;负极与阳极相对应,发生氧化反应。 7、桥梁公式:恒温恒压下对于可逆电池有zEF G m r -=? 9、设计可逆原电池Pt p Cl a Cl s AgCl s Ag ),(|)(|)(|)(2θ-,测定其电动势,然后利用桥梁公式计算AgCl 的标准摩尔生成热。 11、盐桥:用正负离子迁移数之差很小的电解质制作的用于减小液接电势的装置。可以将电势差消除到几毫伏以下。 12、标准氢电极的实际电极电势并不为零,是为研究方便人为规定为零。 第六章 界面现象 2、表面积增加,考虑到表面功,整个体系的吉布斯自由能增大,从而使体系不稳定更易发生反应。 4、接触角:在气、液、固三相接触的交界点A 处,沿气液界面作切线AM ,则AM 与液固界面AN 之间的角称为接触角。完全润湿:0°;润湿:<90°;不润湿:>90°;完全不润湿:180°。 6、(1)向左;(2)向右 7、小变小;大变大。 11、不变。 13、矿物质含量高,矿物质为非表面活性物质。 14、小液滴消失,大液滴变得更大。 17、亲水亲油平衡值。 18、保持土壤水分,锄地破坏毛细管,可防毛细管蒸发。 19、吸附:两相界面层中一种或多种组分的浓度与体相中浓度不同的现象。物理吸附和化学吸附的比较见P275表6.3.1。 20、朗缪尔但分子层吸附的四个假设是:固体表面均匀、单分子层吸附、被吸附分子之间没有相互作用、吸附平衡为动态平衡。 第七章 胶体化学 1、P320表7.1.1。 2、制备溶胶:分散法和凝聚法;纯化溶胶:渗析法和超滤法。 6、丁达尔效应是由光散射现象引起,其强度与入射光波长四次方成反比;因为溶胶的分散相粒子粒径大于真溶液中分散相粒子,由瑞利散射公式可知其散射光强度更大。 7、空气可看作气溶胶,不同天气对应气溶胶分散相粒径不同,晴朗洁净的天空分散相粒径小,阴雨天粒径大,粒径小时我们看到的主要是散射光,蓝光散射强天空呈蓝色;阴雨天粒

大学物理-物理学(第五版)上册-马文蔚-课后答案-东南大学

1-1分析与解(1) 质点在t 至(t +Δt )时间内沿曲线从P 点运动到P ′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs =PP ′, 位移大小|Δr |=PP ′,而Δr =|r |-|r |表示质点位矢大小的变化量,三个量物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注:在直线运动中有相等的可能).但当Δt →0 时,点P ′无限趋近P 点,则有|d r |=d s ,但却不等于d r .故选(B). (2) 由于|Δr |≠Δs ,故 t s t ΔΔΔΔ≠ r ,即|v |≠v . 但由于|d r |=d s ,故 t s t d d d d =r ,即|v |=v .由此可见,应选(C). 1-2分析与解 t r d d 表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向速率.通常用符号v r 表示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量;t d d r 表示速度矢量;在自然 坐标系中速度大小可用公式t s d d =v 计算,在直角坐标系中则可由公式 2 2d d d d ?? ? ??+??? ??=t y t x v 求解.故选(D). 1-3分析与解t d d v 表示切向加速度a t,它表示速度大小随时间的变化率,是加速度矢量沿速度方向的一个分量,起改变速度大小的作用;t r d d 在极坐标系中表示径向速率v r (如题1 -2 所述); t s d d 在自然坐标系中表示质点的速率v ;而t d d v 表示加速度的大小而不是切向加速度 a t.因此只有(3) 式表达是正确的.故选(D). 1-4分析与解 加速度的切向分量a t起改变速度大小的作用,而法向分量a n 起改变速度方向的作用.质点作圆周运动时,由于速度方向不断改变,相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的.至于a t是否改变,则要视质点的速率情况而定.质点作匀速率圆周运动时, a t恒为零;质点作匀变速率圆周运动时, a t为一不为零的恒量,当a t改变时,质点则作一般的变速率圆周运动.由此可见,应选(B). 1-5分析与解 本题关键是先求得小船速度表达式,进而判断运动性质.为此建立如图所示坐标系,设定滑轮距水面高度为h,t 时刻定滑轮距小船的绳长为l ,则小船的运动方程为 2 2h l x -=,其中绳长l 随时间t 而变化.小船速度22d d d d h l t l l t x -== v ,式中t l d d 表示绳长l 随时间的变化率,其大小即为v 0,代入整理后为θ l h l cos /0 220v v v = -= ,方向沿x 轴负向.由速度表达式,可判断小船作变加速运动.故选(C). 1-6分析 位移和路程是两个完全不同的概念.只有当质点作直线运动且运动方向不改变时,位移的大小才会与路程相等.质点在t 时间内的位移Δx 的大小可直接由运动方程得

傅献彩五版物理化学思考题

第二章 热力学第二定律 1. 什么是自发过程?实际过程一定是自发过程? 答:体系不需要外界对其作非体积功就可能发生的过程叫自发性过程,或者体系在理论 上或实际上能向外界做非体积功的过程叫自发过程。实际过程不一定是自发性过程, 如电解水就是不具有自发性的过程。 2. 为什么热力学第二定律也可表达为:“一切实际过程都是热力学不可逆的”? 答:热力学第二定律的经典表述法,实际上涉及的是热与功转化的实际过程的不可逆性。 导使过程的不可逆性都相互关联,如果功与热的转化过程是可逆的,那么所有的实 际过程发生后都不会留下痕迹,那也成为可逆的了,这样便推翻了热力学第二定律, 也否定了热功转化的不可逆性,则“实际过程都是不可逆的”也不成立。因而可用“ 一切实际过程都是不可逆的”来表述热力学第二定律。 3. 可逆过程的热温商与熵变是否相等,为什么? 不可过程的热温商与熵变是否相等? 答:可逆过程的热温商即等于熵变。即ΔS =Q R /T (或ΔS =∫δQ R /T )。不可逆过程热温 商与熵变不等,其原因在于可逆过程的 Q R 大于 Q Ir ,问题实质是不可逆过程熵变 由两部分来源,一个是热温商,另一个是内摩擦等不可逆因素造成的。因此,不可逆 过程熵变大于热温商。由于熵是状态函数,熵变不论过程可逆与否,一旦始终态确定, 则ΔS 值是一定的。 4. 为什么说(2-11)式是过程方向的共同判据? 为什么说它也是过程不可逆程度的判据? 答:(2-11)式为:ΔS A →B -∑A δQ /T ≥0,由于实际过程是不可逆的,该式指出了实 际过程只能沿 ΔS A →B -∑A δQ /T 大于零的方向进行;而 ΔS A →B -∑A B δQ /T 小于零 的过程是不可能发生的。因而(2-11)式可作为过程方向的共同判据。但不是自发过程方 向的判据.(ΔS-∑δQ /T ) 的差值越大则实际过程的不可逆程度越大,因此又是不可逆 程度的判据。 5. 以下这些说法的错误在哪里? 为什么会产生这样的错误?写出正确的说法。 B (1)因为ΔS =| δQ R /T ,所以只有可逆过程才有熵变;而ΔS >∑δQ Ir /T ,所以不可 A 逆过程只有热温商,但是没有熵变。 (2) 因为ΔS >∑δQ Ir /T ,所以体系由初态 A 经不同的不可逆过程到达终态 B ,其熵 的变值各不相同。 B (3) 因为ΔS =|δQ R /T ,所以只要初、终态一定,过程的热温商的值就是一定的, A 因而 ΔS 是一定的。 答:(1) 熵是状态函数,ΔS =S B -S A 即体系由 A 态到 B 态其变化值 ΔS 是一定的,与 过程的可逆与否无关;而热温商是过程量,由A 态到B 态过程的不可逆程度不同,则 其热温商值也不相同。产生上述错误的原因在于对熵的状态函数性质不理解,把熵变与 B 热温商这两个本质不同的概念混为一谈。ΔS =| δQ R /T ,只说明两个物理量值上相 A 等,并不是概念上等同。 (2) 因为熵是状态函数不论过程可逆与否,其ΔS =S B -S A ,只要始终态一定,其值一定, 其改变值与过程无关。错误原因在于没掌握好状态函数的概念。 (3) 错误在于将过程量热温商与状态函数改变量混为一谈,始终态一定,热温商可以是 许多数值。正确的说法是:只要始、终态一定,其ΔS 改变值就一定,热温商的却随 过程的不可逆程度不同而不同,而其中可逆过程的热温商数量等于熵变ΔS 。 6.“对于绝热过程有ΔS ≥0,那末由A 态出发经过可逆与不可逆过程都到达B 态,这样同 一状态B 就有两个不同的熵值,熵就不是状态函数了”。显然,这一结论是错误的, 错在何处?请用理想气体绝热膨胀过程阐述之。 答:绝热可逆过程中ΔS值一定等于零,因此该过程中Q R =0,体系与环境无热交换; 而绝热不可逆过程中,Q Ir =0,而ΔS一定大于零.另外,从同一始态出发经绝热 可逆过程与绝热不可逆过程达到的终态是不同。现以理想气体从同一始态出发,分别 经过绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到相同的压力,绝热可逆膨胀过程向外做的功 的绝对值比绝热不可逆过程膨胀向外做的功的绝对值要大些,内能降低得也多些,故 绝热可逆过程终态温度低于绝热不可逆过程终态温度,相同的终态压力时,终态体积

东南大学物理化学2000-2005考研真题及答案

1.实验室中某一大恒温槽(例如油浴)的温度为400K,室温为300K。因恒温槽绝热不良而有4000J的热传给空气,计算说明这一过程是否为可逆? 解: 该过程为不可逆过程。 2.有一绝热体系如图 2.1所示,中间隔板为导热壁,右边容积为左边容积的2倍,已知气体的,试求:(1)不抽掉隔板达平衡后的S。 (2)抽去隔板达平衡后的S。 解:(1)不抽掉隔板最后达热平衡,平衡后的温度为T,设左边为室1,右边为室2: 解出 (2)抽去隔板后的熵变由两部分组成,一部分为上述热熵变化,另一部分 为等温混合熵变。

3.指出下列各过程中,体系的何者为零? (1)非理想气体卡诺循环; (2)实际气体节流膨胀; (3)理想气体真空膨胀; (4)H2(g)和O2(g)在绝热刚瓶中发生反应生成水; (5)液态水在373K及101325Pa压力下蒸发成水蒸气。 解:(1)全部为零 (2)=0 (3) (4) (5) 4. 若令膨胀系数,,压缩系数,证明 解: (1) 对定量纯物质

(2) 将(2)带入(1)中,经整理得: (3) 因为 则又 所以 (4) 将(4)式代入(3)式得 (5) 设 则 等容时 则(6) 将(6)带入(5)式,即 因为

所以 5. 理想气体模型的要点是什么?“当压力趋近于零时,任何实际气体均趋近于理想 气体。”这种说法对否,为什么?理想溶液模型的要点是什么?“当溶液i分无限稀释时,其性质趋近于理想溶液。”这种说法对否,为什么? 解:理想气体模型的要点是: ①分子间无作用力,分子间的作用势能为零。 ②分子可视为数学上的电,其体积为零。 当压力趋于零时,在一定温度下,气体体系的体积将趋于无穷大,分子间的平均距离r 也随之趋于无穷大。因分子间的作用力于分子间距r的6次方(斥力)成反比,随着r的增加,分子间的作用力将减弱至可忽略不计;而当p→0时,r→∞,故分子间的作用力可视为零。另外,当p→0时,V→∞,而体系中分子本身所占有的体积可视为常数,因此,随着压 力趋近于零,分子本身占有的体积与体系所占有的体积相比,可忽略不计,故此时分子的体积可视为零。 根据以上分析,可知当体系压力p趋于零时,任何实际气体均可满足理想气体模型的 两个条件,故实际气体将趋近于理想气体。 理想溶液模型的要点是(以二元溶液为例): ①A﹑B分子的大小相同,形状相似。 ②A-A﹑B-B﹑A-B各分子对之间的作用势能函数相同。 以组分B为例,当x B→0时,x A→1,A组分符合拉乌尔定律,p A= p*A˙x A。 而对B组分而言,B分子周围被大量的A分子所包围,而实际溶液中B-B分子对与B-A 分子对之间的作用力不相同,因而与B组分相比,此时B分子的受力情况有很大变化,故B 的分压不再服从拉乌尔定律,而服从亨利定律p B=k˙˙x B。所以当x i趋近于零时,其性质趋 近于理想溶液的说法是不对的。 6. 化学反应达到平衡时的宏观特征和微观特征是什么? 解:宏观特征:化学反应达到平衡时反应正向进行的速率与逆向进行的速率相等,体系各组分的数量不再随时间而改变,宏观上反应处于静止状态。 微观特征:反应并未停止,只是正向进行的速率与反向进行的速率相等而已。 7. 下列说法是否正确,为什么? 反应平衡常数数值改变了,化学平衡一定会移动;反之,平衡移动了,反应平衡常数 值也一定会改变。

物理化学下思考题解答题答案简版 (1)

一、判断题(正确打“√”,错误打“×”) 1、理想气体分子之间无相互作用力,分子本身不占有体积。(√ ) 2、催化剂能改变一反应的平衡常数。(× ) 3、只有基元反应的级数才是正整数。( × ) 4、阿累尼乌斯活化能与温度有关。(× ) 5、标准氢电极的电极电势为零是人为规定的。( √ ) 6、r ±值仅取决于离子强度的大小。 (× ) 7、质量作用定律只适用于基元反应。 (√ ) 8、测量出来的电池电动势E 有可能是负的。(× ) 9、催化剂能缩短化学反应达到平衡的时间。( √ ) 10、E θ是所有参加反应的物质的活度都等于1时的电池电动势,称为标准电动势.(√) 11、符合质量作用定律的反应方程均为基元反应.( × ) 12、反应级数n 可以是简单的级数0,1,2,3级,也可以是分数或负数(√) 13、一级反应,半衰期是一个与反应物起始浓度无关的常数(√ ) 14、E 与参加反应的物质的活度、温度、E θ有关系(√ ) 15、E 是强度量( √ ) 16、对峙反应的特点:正、逆速率系数之比等于平衡常数K =k 1/k -1( √ ) 17、几个平行反应的活化能往往不同,温度升高有利于活化能大的反应;温度降低则有利于活化能小的反应。(√ ) 18、电导测定用高频交流电源( √ ) 19、D-H 公式只适用于强电解质的稀溶液;(√ ) 20、不同价型电解质, γ± (低价型) > γ± (高价型) (√ ) 二、选择填空 1、有关催化剂不正确的概念是( CD ) A 催化剂能缩短化学反应达到平衡的时间; B 催化剂参与了化学反应; C 催化剂能改变一反应的平衡常数; D 催化剂只能使反应速度加快。 2、在一定T 、P 下,任何气体在固体表面上吸附过程的△H 必然是( C ) A ﹥0, B =0,C <0, D 无法确定。 3、H +和OH –的迁移率比其它离子都大的多,其原因是( D ) A 是由电离而产生的;B H +的体积特别小; C 以水化离子存在; D 氢键作用造成链传递方式。 4、以下是标准氢电极的说法,正确的是( B ) A 只能作负极; B 标准氢电极的电极电势为零是人为规定的; C Pt|(H 2/ H +)是标准氢电极; D Pt|(H 2/OH –)是标准氢电极; 5、以下说法正确的是( D ) A 反应级数是微观量; B 写出反应方程式就可以知道反应总级数; 装 订 线

物理化学实验思考题解答

实验一燃烧热得测定 1、在本实验中,哪些就是系统?哪些就是环境?系统与环境间有无热交换?这些热交换对实验结果有何影响?如何校正?提示:(氧弹中得样品、燃烧丝、棉线与蒸馏水为体系,其它为环境.)盛水桶内部物质及空间为系统,除盛水桶内部物质及空间得热量计其余部分为环境,(实验过程中有热损耗:内桶水温与环境温差过大,内桶盖有缝隙会散热,搅拌时搅拌器摩擦内筒内壁使热容易向外辐射。)系统与环境之间有热交换,热交换得存在会影响燃烧热测定得准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响或(降低热损耗得方法:调节内筒水温比外筒水温低0、5—1℃,内桶盖盖严,避免搅拌器摩擦内筒内壁,实验完毕,将内筒洗净擦干,这样保证内筒表面光亮,从而降低热损耗.)。 2、固体样品为什么要压成片状?萘与苯甲酸得用量就是如何确定得?提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘与苯甲酸得用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹得体积与内部氧得压力确定来样品得最大用量。3、试分析样品燃不着、燃不尽得原因有哪些? 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得主要因素有哪些?本实验成功得关键因素就是什么? 提示:能否保证样品充分燃烧、系统与环境间得热交换就是影响本实验结果得主要因素。本实验成功得关键:药品得量合适,压片松紧合适,雷诺温度校正. 5、使用氧气钢瓶与氧气减压器时要注意哪些事项?1、在氧弹里加10mL蒸馏水起什么作用?答:在燃烧过程中,当氧弹内存在微量空气时,N2得氧化会产生热效应。在一般得实验中,可以忽略不计;在精确得实验中,这部分热效应应予校正,方法如下:用0、1mol·dm—3 NaOH 溶液滴定洗涤氧弹内壁得蒸馏水,每毫升0、1 mol·dm—3 NaOH溶液相当于5、983J(放热).2、在环境恒温式量热计中,为什么内筒水温要比外筒得低?低多少合适?在环境恒温式量热计中,点火后,系统燃烧放热,内筒水温度升高1、5-2℃,如果点火前内筒水温比外筒水温低1℃,样品燃烧放热最终内筒水温比外筒水温高1℃,整个燃烧过程得平均温度与外筒温度基本相同,所以内筒水温要比外筒水温低0、5—1℃较合适. 实验二凝固点降低法测定相对分子质量 1、什么原因可能造成过冷太甚?若过冷太甚,所测溶液凝固点偏低还就是偏高?由此所得萘得相对分子质量偏低还就是偏高?说明原因.答:寒剂温度过低会造成过冷太甚。若过冷太甚,则所测溶液凝固点偏低。根据公式与可知由于溶液凝固点偏低,?Tf偏大,由此所得萘得相对分子质量偏低。 2、寒剂温度过高或过低有什么不好?答:寒剂温度过高一方面不会出现过冷现象,也就不能产生大量细小晶体析出得这个实验现象,会导致实验失败,另一方面会使实验得整个时间延长,不利于实验得顺利完成;而寒剂温度过低则会造成过冷太甚,影响萘得相对分子质量得测定,具体见思考题1答案。 3、加入溶剂中得溶质量应如何确定?加入量过多或过少将会有何影响?答:溶质得加入量应该根据它在溶剂中得溶解度来确定,因为凝固点降低就是稀溶液得依数性,所以应当保证溶质得量既能使溶液得凝固点降低值不就是太小,容易测定,又要保证就是稀溶液这个前提。如果加入量过多,一方面会导致凝固点下降过多,不利于溶液凝固点得测定,另一方面有可能超出了稀溶液得范围而不具有依数性。过少则会使凝固点下降不明显,也不易测定并且实验误差增大. 4、估算实验测定结果得误差,说明影响测定结果得主要因素?答:影响测定结果得主要因素有控制过冷得程度与搅拌速度、寒剂得温度等。本实验测定凝固点需要过冷出现,过冷太甚会造成凝固点测定结果偏低,因此需要控制过冷程度,只有固液两相得接触面相当大时,固液才能达到平衡。实验过程中就就是采取突然搅拌得方式与改变搅拌速度

东南大学物理化学内容及思考题

实验一恒容量热法——燃烧热的测定 一、操作步骤 1.样品压片 截取 15 cm 无弯曲、无扭折的镍丝在电子天平上准确称至0.0001 g。将镍丝的中部在细金属棒上绕上4 ~ 5圈,抽出金属棒,将镍丝的两端合并穿入模子的底板,将模子放在底板上,然后置于压片机的托板上。在台秤上秤取0.8g已干燥的苯甲酸(不超过1g),倒入模子,向下转动压片机旋柄,将样品压片,压好后,向上转动旋柄,抽出托板,底板脱落,在压模下置一张洁净的纸片,再向下转动旋柄,将压片压出,放在已称重的燃烧皿中,再次准确称量至0.1mg。 2.装弹 将燃烧皿置于氧弹支架上,将镍丝两头分别紧绕在电极的下端,将弹帽放在弹体上,旋紧弹帽,用万用电表检查两电极是否通路;绑镍丝前应不通,绑镍丝后应为通路,否则重新压片。通路时两极间电阻值一般应不大于20 。 3. 充氧气 将氧弹进气口和充氧器的出气口接通,按下充氧器的手柄,此时表压指针指向0.5MPa,松开充氧器的手柄,氧气已充入氧弹中。用特制顶针顶开氧弹出气孔,放出氧弹内的空气,再将氧弹进气口和充氧器的出气口接通,按下充氧器的手柄,此时表压指针指向1.5 MPa,1 min 后松开充氧器的手柄,氧气已充入氧弹中。将充好氧气的氧弹再用万用表检查两极是否通路;若通路,则将氧弹放入量热计的内筒中。 4调节水温 将温差测量仪探头放入水夹套,测量并记录夹套内水温,用容量瓶取2000ml已调温的水注入内筒中(控制内筒水温比夹套水温低1℃左右), 5. 燃烧和测量温度 装上搅拌马达,将氧弹两极用电线连接在点火变压器上,温差测量仪探头插入内筒水中,然后盖上盖子。打开总电源开关,打开搅拌开关,接通精密温度温差测量仪,选择温差档,可精确至0.001℃,按下时间键,计时的时间间隔将在1 min 和0.5 min 之间转换选择;打开量热计控制器的电源,按下搅拌键,预热10 min 后,开始实验计时,此时每隔1 min 读一次数据;10 min 后,按下点火键,同时计时的时间间隔改为0.5 min;直到每次读数时温度上升小于0.1℃再改为1 min 读一次,继续10 min,结束实验。(点火片刻温差显示迅速上升,即表示样品已燃烧;如果通电后,温度上升速度不快,表示点火没有成功,需打开氧弹,检查原因,排除故障。) 5 实验结束 停止实验后,取出温差测量仪探头放入水夹套,记录水夹套水温。取出氧弹,放出余气,打开氧弹盖,称剩余镍丝质量;复原仪器。 6测量萘的燃烧热,萘取0.5g(不超过0.6g) 二、数据计录和数据处理 室温大气压 苯甲酸的质量萘的质量

物理化学习题与答案

热力学第一定律练习题 一、判断题:1.当系统的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。4.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完全确定。5.系统温度升高则一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热。7.因Q P= ΔH,Q V= ΔU,所以Q P与Q V都是状态函数。8.封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。10.在101.325kPa下,1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体,那么由于过程等温,所以该过程ΔU = 0。12.1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃,其ΔH= ∑C P,m d T。13.因焓是温度、压力的函数,即H= f(T,p),所以在恒温、恒压下发生相变时,由于d T = 0,d p = 0,故可得ΔH = 0。16.一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程是可逆过程。18.若一个过程是可逆过程,则该过程中的每一步都是可逆的。20.气体经绝热自由膨胀后,因Q = 0,W = 0,所以ΔU = 0,气体温度不变。28.对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程,W R= ΔU= n C V,mΔT,W Ir= ΔU= n C V,mΔT,所以W R= W Ir。 1.第一句话对,第二句话错,如理想气体的等温过程ΔU = 0,ΔH= 0。4.错,理想气体的U = f(T),U与T不是独立变量。5.错,绝热压缩温度升高;理想气体恒温可逆膨胀,吸热。7.错,Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。8.错,(1)未说明该过程的W'是否为零;(2)若W' = 0,该过程的热也只等于系统的焓变。10.错,这不是理想气体的单纯pVT 变化。12.错,在升温过程中有相变化。13.错,H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。16.错,无限小过程不是可逆过程的充分条件。18.对。 20.错,一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。28.错,两个过程的ΔT不同。 二、单选题:2.体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:(A) T,p,V,Q ; (B) m,V m,C p,?V;(C) T,p,V,n; (D) T,p,U,W。 8.下述说法中,哪一种不正确: (A)焓是体系能与环境进行交换的能量;(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量;(C) 焓是体系状态函数;(D) 焓只有在某些特定条件下,才与体系吸热相等。 12.下述说法中,哪一种正确:(A)热容C不是状态函数; (B)热容C与途径无关; (C)恒压热容C p不是状态函数; (D) 恒容热容C V不是状态函数。 18.1 mol H2(为理气)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3,那么终态温度T2 与内能变化?U分别是:(A)562K,0 kJ ; (B)275K,-5.49 kJ ;(C)275K,5.49kJ ;(D) 562K,5.49 kJ 。 21.理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时,环境对体系所做功的绝对值比较:(A) W T > W i;(B)W T < W i;(C) W T = W i; (D) 无确定关系。 热力学第二定律练习题 一、判断题:1.自然界发生的过程一定是不可逆过程。4.绝热可逆过程的?S = 0,绝热不可逆膨胀过程的?S > 0。5.为计算绝热不可逆过程的熵变,可在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6.由于系统经循环过程后回到始态,?S = 0,所以一定是一个可逆循环过程。8.在任意一可逆过程中?S = 0,不可逆过程中?S > 0。15.自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。16.吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。24.指出下列各过程中,物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零?⑴理想气体自由膨胀过程;⑵实际气体节流膨胀过程;⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态;⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl;⑸ 0℃、p 时,水结成冰的相变过程;⑹理想气体卡诺循环。1.对。 4 正确。5.错,系统由同一始态出发,经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6 错,环境的熵变应加在一起考虑。 8.错。14.错。未计算环境的熵变;15.错,条件 16.错,必须在等温等压,W’= 0的条件下才有此结论。24.(1) ΔU = ΔH = 0;(2) ΔH = 0; (3) ΔS = 0; (4) ΔU = 0;(5) ΔG = 0;6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 二、单选题: 2.可逆热机的效率最高,因此由可逆热机带动的火车: (A) 跑的最快;(B)跑的最慢; (C) 夏天跑的快; (D) 冬天跑的快。 12.2mol理想气体B,在300K时等温膨胀,W = 0时体积增加一倍,则其?S(J·K-1)为: (A) -5.76 ; (B) 331 ; (C) 5.76 ; (D) 11.52 。 13.如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是: (A) 图⑴; (B) 图⑵;(C)图⑶; (D) 图⑷。

物理化学学习指南思考题答案(傅献彩)--全

第一章 1.两瓶不同种类的理想气体,如果他们的平均平动能相同,密度相同,则它们的压力也相同。此结论对吗? 答案:不对。P=nRT/v=mVRT/m=ρRT/M,,32 t m E RT =,平均动能相同,则温度相同。现在已知密度相同,压力与相对分子质量有关。不同种气体,相对分支质量不同,所以压力不同。 2.Dalton 分压定律能应用与实际气体吗?为什么? 答案:不能。由于实际气体分子间有引力,不同实际气体分子间的引力也不同,混合气体中第i 中气体的分压,与第i 种气体在同一温度并单独占有与混合气体相同的体积时所具有的压力不同,故不存在p=i p ∑的关系。 3.在一定容积的容器内含有一定量的气体,若升高温度,则使分子动能增加,碰撞次数增加,问其平允自由程如何变化? 答案:平均自由程不变。因为 1 l = 4.试判别H2,O2,CO2气体在0℃时根均放速率何者最大?最概然速率何者最小? 答案:根均方速率H 2最大,最概然速率CO 2最小。 5.试写出钢球分子模型的气体状态方程。 答案:p(V m -b)=RT 6.实际气体在Boyle 温度时符合理想气体行为,此时分子间的引力和分子本身的体积均可忽略不计,这种说法对法?为什么? 答案:当实际气体的温度低于Boyle 温度时,如果压力较低,则气体体积大,分子本身体积可以忽略,但引力项不可忽略,气体容易压缩,所以pV m RT. 7.当实际气体温度偏离Boyle 温度时,试分析pVm 与RT 的大小关系,并解释其原因。 答案:(a )A ;(b )C ;(c )D 。 8.气体A,B,C,D 都服从vanderwaals 方程,它们的vanderwaals 气体常数a 值与之比为aA :aB :aC :aD=1.2:1.2:0.4:0.01,b 值之比为bA :bB :bC :bD=1:6:4:0.8。试问:(a )哪种气体具有最高临界温度?(b )哪种气体的分子体积最大?(c )哪种气体在标准状态下最接近于理想气体? 答案:不对。实际气体分子具有体积且分子间有引力。如仅考虑体积效应,状态方程可以写为p(V m -b)=RT ,则pVm>RT,表示气体不易压缩。如果仅考虑引力效应,状态方程可写为(p+p i )V m =RT ,则pV m

物理化学思考题

1.电动势法测定AgCl的溶度积Ksp 1.本实验可否使用KCl盐桥?为什么实验中不能使用自来水淋洗盐桥? 答:本实验不能使用KCl 盐桥,选用盐桥的首要条件是盐桥不与溶液反应,溶液中含有Ag+,会于Cl-反应沉淀。实验中不能用自来水淋洗盐桥,制备盐桥的首要条件是盐桥中正,负离子迁移速率相近,自来水中含有Ca2+,Mg2+等离子,用其冲洗盐桥,会使盐桥正,负离子迁移相近的条件受到破坏,从而给本实验的测定带来误差。 2. 为什么不能用伏特计直接测定电池电动势? 答:电池电动势的测定必须在电流接近于零的条件下进行,倘若用伏特表直接测定,虽然伏特计的内阻非常大,远远大于电池电阻,但用伏特计测定时其电流远大于零,消耗在电池内阻上的电流是不可忽视的。即使说实验误差偏大,所得实验值与真实值偏大。 3.使用UJ-25型直流电位差计时,长时间按下按钮接通测量线路,对标准电池电动势的标准性以及待测电池电动势的测量有无影响? 答:标准电池是高度可逆电池,其工作条件是通过的电流无限大,长时间按下按钮接通测量线路,在电流非无限的条件,会破坏标准电池的可逆性。标准电池作为标准,受到破坏后,其电动势就变了,再以EX/EN=Ac′/Ac公式计算时,其EN还用原值,从而待测电动势的测量就不准确。 4.使用UJ-25型直流电位差计时,在测定过程中,若检流计光标总往一个方向偏转,可能是哪些原因引起的? 答:(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 2.碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定 1.阳极极化曲线对实施阳极保护有什么指导意义? 答:分析研究极化曲线,是解释金属腐蚀的基本规律、揭示金属腐蚀机理和探讨控制腐蚀途径的基本方法之一。 2.恒电流法和恒电位法俩种方法所测绘出的极化曲线有何异同? 答:恒电流法是恒定电流测定相应的电极电位,恒电位法是恒电位测定相应的电流。对于阴极极化,两种方法测得的曲线相同;对于阳极极化,对具有活化-钝化转变行为的金属体

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