物理化学研究方法思考题.doc

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1、物理化学研究方法思考题1.热化学实验研究方法（1）如何用苯甲酸的燃烧热数据来计算苯甲酸的标准生成热？C6H5COOH(s)+7.5O2(g)====7CO2(g)+3H2O(l)（2）影响“溶解热的测定”实验精确度的主要因素有哪些？（3）在“表观摩尔体积和偏摩尔体积的测定”实验中可否用容量瓶代替比重瓶，为什么？参考答案或提示：（1）∵ΔcHmΘ[C6H5COOH(s)]=3ΔfHmΘ[H2O(l)]+7ΔfHmΘ[CO2(g)]–ΔfHmΘ[C6H5COOH(s)]∴ΔfHmΘ[C6H5COOH(s)]=3ΔfHmΘ[H2O(l)]+7ΔfHmΘ[CO2(g)

2、]–ΔcHmΘ[C6H5COOH(s)]（2）1）试样：称样精度，试样粒度、纯度等；2）测温：温度计的位置、读数精度等及温差校正；3）操作：搅拌，加样等。（3）不可用容量瓶代替比重瓶。因为两者的功能不同，对本实验而言，由于容量瓶瓶颈溶液上方存在空间，将导致溶液密度测定误差。2.平衡实验研究方法（1）采用沸点法测定液-气平衡体系的温度时，温度计的温泡（或测温元件的测温点）应该置于什么位置？为什么？（2）在“双液系气液平衡沸点-组成相图”实验中，若沸点测定时出现过热和再分馏现象，会对测量结果产生什么影响？（3）“差热分析”实验中，对所采用的参比物质有何要求？(4)

3、在“二元合金相图”实验中，样品的步冷曲线在转折点附近时常出现最低点，为什么？这种现象对相变温度的确定有何影响？(5)“CaCO3分解压与分解热测定”实验中，为什么要进行两次抽真空操作？测量的温度范围为什么定在620~800℃之间？参考答案或提示：（1）应该位置液-气两相界面处；因为这样可以平衡液体加热和液体汽化吸热对测温的影响。（2）如果出现过热现象，将导致沸点测定值偏高；出现再分馏现象，将会导致沸点测定值不确定，因为液相组成会因再分馏而发生改变。（3）1）要求参比物质的比热、导热系数、粒度等性质尽量与试样接近；2）要求参比物质在测量温度范围内具有较好的热稳定

4、性；3）在实验时，试样与参比物质的填装疏密程度尽量一致。（4）样品的步冷曲线在转折点附近出现的最低点的原因是“新相难成”所造成的熔体在相变温度下出现过冷现象；轻微的过冷有利于准确测定相变温度，但严重的过冷现象将导致相变温度的确定产生困难。（5）第二次抽真空的目的是，利用在550℃下少量CaCO3分解所产生的CO2气体，尽量地将第一次抽真空所残留的其他气体排出体系，以提高实验测量的精度。测量的温度低于620℃时，CaCO3分解量太少，导致体系压力测量困难；而当测量的温度高于800℃时，CaCO3分解量太大，导致体系长时间难以达到平衡，从而影响测量。3.化学动力学

5、实验研究方法(1)在“一级反应——H2O2分解反应速率测定”实验中，催化剂KI的浓度对反应的半衰期是否有影响？为什么？(2)“二级反应——乙酸乙脂的皂化反应动力学”实验需要在不同温度下进行相关数据的测定，那么对实验温度的设定是否有要求？为什么？(3)为保证“金属氧化速率的测定”实验顺利进行，在实验过程中要注意些什么问题？(4)为什么“B-Z化学振荡反应动力学”实验中要采用双液接饱和甘汞电极？参考答案或提示：（1）KI的浓度对反应的半衰期有影响，因为在有催化剂存在的条件下所进行的H2O2分解反应速率方程为r=kcKIcH2O2，因为催化剂在反应前后的浓度和性质不

6、发生改变，所以应速率方程可写成r=k1cH2O2，即速率常数k1中包含了催化剂KI的浓度（k1=kcKI），而反应的半衰期t1/2=(ln2)/k1。所以，当催化剂KI的浓度发生改变时，反应的半衰期也随之发生改变。（2）有要求的，温度太低，反应速度太慢，不利于实验测量；但温度太高（>40℃）又会引起脂的挥发，导致反应物浓度的改变，从而影响测定结果。（3）主要有1）试样表面的抛光，在试样放入炉膛前，要尽量保证其表面无氧化物；2）吊样的深度和位置，试样应处于炉膛的中部，吊链要处于自由悬垂状，不能靠到任何物体；3）尽量少做在吊链附近引起扰动气流的举动；4）观察增重规

7、律，及时解决异常现象。（4）是为了避免Cl-对反应体系产生干扰。因为一般饱和甘汞电极中含有Cl-，而Cl-也很容易于“B-Z化学振荡反应动力学”实验体系中的HBrO2发生反应。4.电化学实验研究方法(1)为什么测定溶液的电导一般采用交流电源？(2)盐桥的选择原则和作用是什么？(3)在“分解电压的测定”实验中，可以观察到如下现象：（1）槽电压很低(远未达到H2O的分解电压)时，通过电解槽的电流并不为零；（2）在相同的槽电压情况下，以H2SO4为电解质时通过电解槽的电流远大于以NaOH为电解质时通过电解槽的电流。试解释这些现象出现的原因。(4)在“阴极极化曲线的测

8、定”实验中，三个电极各有什么作用？参考