物化实验参考答案

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1、答案不是标准答案,供参考.不必每个都看，只在需要时找有关的内容参考即可.在参考中若发 现解答不妥或错误的地方，请发帖更正或将信息反馈以便纠正.饱和蒸气压的测定1. 为什么平衡管a,c中的空气要赶净怎样判断空气已被赶净在实验过程中如何防止空 气倒灌答:若空气不赶净测得的压力不是纯液体的饱和蒸气压，而是与空气的混合压力，它不能用克 劳修斯-克拉贝龙方程来描述.在大气压下测定沸点,若几次（例如三次）测定值在误差范围之 内（0.05C）则可认为空气已被赶净.为防止空气倒灌，可在读取温度和压力数据后立即重新 加热水浴,或迅速使系统减压.2. 本实验的主要系统误差有哪些答：（1 ）方法误差.在由克拉贝龙方

2、程导出克劳修斯-克拉贝龙方程的过程中有3个近似.g l 即:将蒸气看作理想气，设V m=RT/P;与气体摩尔体积相比，忽略液体的摩尔体积（V m）;在不 太大的温度间隔内，将摩尔气化热看作常数.（2）读取温度和压力不能同时.（3）温度的测量不 作校正;（4）四氯化碳不纯等.3.对教材第46页上提示2如何回答答:a:该平衡管对压力变化反 应较灵敏，但由于液柱较细,容易发生倒灌.而且c管和b管液面上升和下降较快，两液面相平 时的温度和压力不易读准，并且由于封闭液体量少，易因蒸气损失量大而影响实验.b:该平衡 管制作简便,易装液，但空气不能排尽,且容易发生空气倒灌.在精度比较低的实验中可采用之. c

3、:该平衡管制作比较精良,能较好地解决空气倒灌问题，并且由于b管比c管粗许多，所以 b管液面下降较慢，而c管液面上升较快，易判断两液面相平,温度和压力读数较准.另外 b,c间封液较多，一般不会因蒸气量损失大而影响实验.（也有人认为读数时b管与c管液面 相平不易观察，对读数的可靠性造成一定影响，可能滞后.此问题可以讨论，也可以通过小实验 验证）4.系统如何捡漏判断漏气的依据是什么答:将系统减压50 kPa，关闭与安全瓶相连的 活塞，观察系统压力变化.若系统压力不断增大则可判断系统漏气.5.实验装置中缓冲瓶起什 么作用答:使系统压力稳定，即使系统稍有漏气也不会对测量产生太大影响.6.本实验中所用 测

4、量仪器的最小读数的精确度是多少用来表示平均摩尔汽化热的有效数字有几位答:本 实验中所用温度传感器，最小分度0.1C,可估计读到0.01 C;压力计最小读数是0.01kpa;一 般温度和压力读数都是4位有效数字，所以用来表示平均摩尔汽化热的有效数字也应当是 4位.7.实验测得的是特定压力下液体的实际沸点，如何求得液体的正常沸点你得到的正常 沸点是多少，并与文献值比较答:由实验得到的ln（p/p0）1/T图上查出ln1下的1/T值, 然后计算T;或由实验上得到的0 ln（p/p ）= -A/T+b公式计算p=100kPa下的T值（在已知A 和b的情况下）.8.压力和温度测量都有随机误差，试用最小二

5、乘法求算 ln（p/p0）=-vHm/RT+b=-A/T+b 直线的斜率及其误差，并由此求算vHm值及其误差.答:见实验教材第24页上的例题.以同样的方 法对你的实验结果作误差分析.9.四氯化碳是易燃物，在加热时应该注意什么问题答:所有接 口都必须密封，加热温度不要太高，一般高出正常沸点2-3度即可.双液体系沸点-成分图的绘制1. 本实验中，气，液两相是怎样达成平衡的若冷凝管D处体积太大或太小，对测量有何 影响答:在本实验采用的恒沸点仪中，利用冷凝回流的方法保持气,液两相的相对量一定，则体 系温度一定，两相达平衡.若冷凝管D处的体积太大，则气相冷凝液不易更新，客观上会造成气相蒸汽分馏，影响气相

6、的平衡成分测定;而过小，则会因积存液量少给取样测定带来困难.2. 平衡时气,液两相温度应该不应该一样实际是否一样怎样防止温度的差异答:平衡时气，液两相温度应该一样,但实际上存在差异.气相温度存在梯度，且略低于液 相.为防止差异可采用以下方法:给气相保温，如本实验那样,在恒沸点仪上部和支管处缠绕石 棉绳;使温度计置气，液两相中量取两相的折中温度;在恒沸点仪设计上，在保证沸腾 的液体不 会溅到D处的条件下尽量缩短支管的长度和降低支管的位置.3. 查乙醇或环己烷在不同温度的折射率数据，估计其温度系数，如不恒温，对折射率的数据 影响如何答:查书后乙醇，环己烷不同温度下折射率数据表，计算折射率温度系数d

7、n/dT大多数液 态有机物的dn/dT为负值，对乙醇其值约为-0.0004/C，随温度的升高折射率降低.4. 温度计的水银球为什么一半浸在液体中，一半留在气相中答:为兼顾测量气,液两相的折中温度.5. 本实验中所用温度计的精确度是多少答:本实验中所用温度计为1/10温度计，最小 分度0.1C,可估计读到0.01C.6. 讨论本实验的主要误差来源.答:本实验的主要误差来源有：(1)温度的测量.实际上测 得的温度只是气相和液相的折中温度，并不是两相的平衡温度，且气相本身就存在温度梯度. 另外，并不能完全保持蒸汽全回流,因而温度也就不能完全恒定.(2)在取样分析过程中，成分 可能有变化，从而使测得的

8、折射率并非平衡相组成.(3)折射率测定的恒温效果不好.7. 如何判断气，液相已达到平衡状态 答:当体系温度恒定(t0.05C)时可判断气,液相已 达到平衡状态.8.实验时，若所吸取的蒸汽冷凝液挥发掉了，是否需要重新配制溶液答:一般不 需要.再重新加热蒸馏，待积存足够的气相冷凝液时再取样分析即可，因体系可在新的条件下 达新的平衡.但若需要原来的物系组成，则可在实验完成后，专门配制漏掉点的溶液进行测定.9. 该体系用普通蒸馏办法能否同时得到两种纯组分为什么答:不能.因该体系具有最低恒沸 点，实际上将体系分为两个部分:乙醇-恒沸混合物和环己烷-恒沸混合物.在每个部分内的溶 液通过蒸馏只能得到相应的一

9、种纯组分和恒沸混合物故不能同时得到两种纯组分.10. 实验测得的溶液的沸点与标准大气压下的沸点是否一致若不一致，对沸点成分图有何 影响答:通常不一致，因为一般实验时的大气压并不等于标准大气压.不一致时,测得的同一成 分溶液的沸点会稍偏高或偏低，可借用褚鲁统规则和克劳修斯-克拉贝龙方程导出的溶液沸 点随大气压变化的关系式进行分析:t标=t/C+(273.15 + t/C)/10 x (101325-P/Pa)/101325式 中t标为校正到101325 Pa下的正常沸点(C),t/C为实验大气压P(Pa)下测得的沸点.可见, 若实验时的大气压不等于标准大气压，则沸点成分图在温度轴上稍有平移.11

10、.为什么工业 上常生产95%的酒精只用精馏含水酒精的方法能否获得无水酒精答:因为乙醇与水的体系 具有最低恒沸点(78.15C),恒沸混合物的组成含乙醇95.57%,所以只能生产95%的乙醇.只 用精馏含水酒精的方法不能获得无水酒精.要想得到无水酒精，可在95.57%的乙醇中加入 CaO,使之与其中的水反应生产Ca(OH)2,然后进行蒸馏方可.蔗糖的转化1. 蔗糖的转化速率和哪些条件有关答:蔗糖的转化速率与反应温度，蔗糖浓度，水的浓度,催化剂H离子浓度有关.2. 如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋答:可有4种回答：(1) 能使偏振光的振动面顺时针方向旋转的为右旋物质，旋光度为正值;能使偏振光的振

11、动面 逆时针方向旋转的为左旋物质，旋光度为负值.(2) 先用蒸馏水调零,然后测试溶液.如果在测试中只有当检偏镜顺时针方向旋转时才能使 视野中三分视界明暗相同，则被测物质的旋光性为右旋；若只有当检偏镜逆时针方向旋转 时才能使视野中三分视界明暗相同则被测物质的旋光性为左旋.(3) 看实验教材第229页上的叙述.(4)将溶液稀释后测旋光度，若旋光度增大则为左旋,否则为 右旋.3. 为什么配蔗糖溶液可用粗天平称量答：因为反应过程中反应液的浓度是用旋光仪测定旋 光度来跟踪的，所以不必知道蔗糖溶液的准确浓度.4. 一级反应的特点是什么答:一级反应的特点是:反应的半衰期只与速率常数有关，而与反应 物的起始浓

12、度无关.(t1/2=0.693/k，速率常数的量纲是时间的倒数.)5. 已知蔗糖的aD =65.55，设光源为钠光D线，旋光管长为20cm.试估计你所配的蔗糖和盐 酸混合液的最初旋光角度是多少20 20答：旋光物质的比旋光角可用下式计算:D =10a/LC表示钠光黄线,a (D 893nm)式中aD . 为比旋光角;a为测量值;L为旋光管长度(cm)，即光在液柱中所经过的距离;C为溶质浓3度 (g/cm ).比旋光角定义为:当光经过一个10cm长，每立方厘米溶液中含有1克旋光物质的 液柱时所产生的旋光角.VC=10g/50mlx1/2=0.1g/ml,蔗糖的aD =65.55,L=20cm.a

13、=aD LC/10=65.55x20x0.1/10=13.116. 在数据处理中，由at-t曲线上读取等时间间隔t时的at值,这称为数据的匀整，此法有 何意义什么情况下采取此法答：此法可使数据采集均匀，既避免某些测量数据带来的偶然 误差又可以避免对大量数据作处理.此法适用于测量数据较多，作图点的密度较大的情况.时 间间隔的取值应适宜，在允许的范围内均匀选取.7. 实验中我们用去离子水来校正旋光仪的零点，蔗糖转化过程中所测的旋光度at是否需要 零点校正为什么答:不需要.因为在数据处理中用到的都是旋光角之差,校正值会消掉，所以 没必要对测量数据作零点校正.8. 旋光管的凸出部位有何用途答:一是加液

14、用，二是可从此处赶走气泡.9. a“不准(偏高或偏低)对k有何影响答:a-不准对k的影响可做如下误差分析：由式 ln(at-a8)=-kt+ln(a0-a8),可得 k=1/ta/(a0-a) + a/(at-a).可以看出，因 a是负值，所以 若a-测得值偏低则k (这里不考虑t,at和a0的测量误差)偏小;若a测得偏高则k偏大.10. 估计本实验的误差，怎样减小实验误差答：根据蔗糖水解速度常数K=1/tln(a0-a8)-( at-a )的相对误差分析,可得：t 2a 2a k/k =+t (a0-a8)ln(a0-a8)-( at-a ) (at-a8)in(a0-a8)-( at-a

15、)可见在反应初期，由于t值较小，时间测定的相对误差较大;随 着反应的进行,at值不断减小，使at-a-值也不断减小，故由旋光度测定的相对误差增大.(2) 温度对 k的影响可由阿累尼乌斯公式进行误差分析： k/k=Aexp(-Ea/RT2)-Aexp(-Ea/RT1)/Aexp(-Ea/RT1)=-Ea/R(1/T2-1/T1)-1 -1 -1 -1 若实验温度由 298K偏高1K,活化能Ea=46024Jmol，常数R=8.314JK mol测将引起k值6%的系统误差.可 见，在动力学实验中，反应温度恒定十分重要，否则会引入较大的系统误差.11. 蔗糖溶液的初始浓度是否影响最后的旋光角a-答:

16、若不存在副反应，则最后的旋光角只 与生成物的浓度有关，而生成物的浓度与蔗糖溶液的初始浓度有关.所以，蔗糖溶液的初始浓 度会影响最后的旋光角a-.乙酸乙酯皂化反应1. 配制乙酸乙酯溶液时,为什么在容量瓶中要事先加入适量的去离子水答:在容 量瓶中事先加适量去离子水，可使乙酸乙酯滴入水中形成溶液，减少挥发.2. 将NaOH溶液稀释一倍的目的是什么答:测定K0时将NaOH溶液稀释一倍 是为了使之与反应液中NaOH溶液初始浓度一致.3. 为什么乙酸乙酯与NaOH溶液的浓度必须足够的稀答:因为只有溶液足够稀,每种强电解质的电导率才与其浓度成正比，溶液的总电 导率才等 于组成溶液的各种电解质的电导率之和，才可通过测定反应液的电导 率来跟踪反应物浓度的变化.4. 如果NaOH与CH3COOC2H5