2012物化实验竞赛辅导题(3)

2019-03-10 15:23

A. 相反 B. 相同 C. 平行 D. 没关系

4. 顺磁性物质具有顺磁性的原因是( )。

A. 分子中有单电子 B. 分子中没有单电子 C. 分子中没有电子 D. 分子中有成对电子 5. 磁化率实验目的是通过磁化率的测定,推算出物质的( )个数。

A. 分子中原子 B. 分子中未成对电子 C. 分子中电子 D. 分子中成对电子

6. 磁化率实验实验中用( )来标定外磁场强度。

A. 莫尔氏盐 B. 硫酸亚铁 C. 亚铁氰化钾 D. 空气 7. 实验中所用的电光分析天平能精确称量到( )克。 A. 0.1 B. 0.01 C. 0.001 D. 0.0001 8. 摩尔磁化率的单位是( )。

A. 厘米3/克 B. 厘米3/千克 C. 厘米3/摩尔 D. 米3/摩尔 9. 电光分析天平用来放砝码和物品的托盘是( )。

A. 右托盘和左托盘 B. 左托盘和右托盘 C. 左托盘和右托盘都可以互换 D. 左托盘 10. 用电光分析天平称量试管质量是( )。

A. 直接把试管放在分析天平的左盘 B. 直接把试管放在分析天平的右盘 C. 先用托盘天平粗称试管的质量 D. 不用托盘天平粗称试管的质量

二、思考题

1. 简述用古埃法测定物质磁化率的原理?

答:在外磁场作用下,物质会被磁化产生附加磁感应强度,则物质内部磁感应强度等于外磁场的磁感应强度。

2. 不同励磁电流下测得的样品摩尔磁化率是否相同?

答:不同励磁电流下测得的样品摩尔磁化率是相同的。因为摩尔磁化率是物质本身的性质,只与物质本身的结构特征有关,而与外界励磁电流的变化无关,所以励磁电流的变化对它没有影

2N0?m?0C? ,可知C为居里常数,Xm与1/T成正比,与其他因数无关。如果不响。由xm?3KTT同,则可能是实验误差引起,在测H时可能有误差。

3. 用古埃天平测定磁化率的精密度与哪些因素有关?

(1)样品管的悬挂位置:正处于两磁极之间,底部与磁极中心线齐平,悬挂样品管的悬线勿与任何物体

相接触。

(2)摩尔探头是否正常:钢管是否松动,若松动,需坚固。

(3)温度光照:温度不宜高于60℃,不宜强光照射,不宜在腐蚀性气体场合下使用。 (4)摩尔探头平面与磁场方向要垂直

(5)空样品管需干燥洁净,每次装样高度,均匀度需一样,测量结果的精密才高。

4.样品在玻璃管中的填充密度对测量有何影响?

答:当填充密度不足,即压不紧使,可能出现所测物质的密度ρ减少,根据XM=MXm=(MX)/ρ,会使得XM 值偏大。

5.用本实验方法判别共价配键还是电价配键有何局限性?

答:用测定磁矩的方法是判别共价配键还是电价配键的主要方法,但有时以共价配键或电价配键相结合的络离子含有同数的未成对电子,就不能适用,如Zn(未成对电子数为零),它的共价

?络离子,如??Zn?H2O???4等,其磁矩均为?Zn?CN???4、?Zn?NH3???4等,和电价络离子,如?零,所以对于Zn2+来说就无法用测定磁矩的方法来判别其配键的性质。

2-2+2+6. 为什么能通过测定新化学物的磁化率来推测其分子结构

答:通过测定新物质的磁化率可以得到金属离子的外层电子的信息,比如说高低自旋等,应该是不能推断其分子结构的。

7. 磁化率测定实验中,为什么样品装填高度要在12cm左右?

答:因为在沿样品管轴线的垂直方面受到磁力的作用,这个磁力并不均等而是存在一定的梯度,为保证样品位于有足够梯度变化的磁场中,以减少测量的相对误差。而磁场中心到磁极上沿大概12cm。

三、注意事项

1. 装样均匀,防止混入铁磁性物质。

2. 样品管的底端应放入磁场的中端部位,并且不能与探针接触。 3. 磁天平的总机架必须水平放置。

4. 在电位器至零的状态下,开启电源开关,然后调电压逐渐上升至需要的电流。 5. 电流开关关闭前先将电位器逐渐调节至零,然后关闭电源开关以防止反电动势将击穿。 6. 严禁在负载时突然切断电源。 7. 励磁电流的升降要平稳缓慢。

8. 霍尔探头两边的有机玻璃螺丝可使其调节最佳位置。

实验七 燃烧热的测定

一、选择题

题号 选项 1 A 2 B 3 B 4 D 5 D 6 D 7 A 8 D 9 C 10 B 1.在氧弹量热计中萘的燃烧反应为:

C10H8?s??12O2?g??10CO2?g??4H2O?l?

在298.2K时,测得反应的恒容热Qv=-5152kJ?mol,则萘的燃烧焓?cHm( )kJ·mol-1。 (A)-5157 (B)-5149 (C)-5147 (D)-5154

2. 某物质燃烧反应的温差校正图如下所示。则线段()表示由于样品燃烧使量热计温度升高的数值( )。

(A)EF′ (B)EF (C)E′F (D)EF′ 3. 在燃烧焓测定实验中,需用作图法求取反应前后真正的温度改变值△T,主要是因为( )。

(A)温度变化太快,无法准确读取 (B)校正体系和环境之间热交换的影响 (C)扣除点火丝燃烧所放出的那部分热量

-1(D)氧弹绝热,必须校正所测量的温度值

4. 在298.2时,测得苯甲酸的标准燃烧焓为:?cHm??3228kJ?mol已知H2O和CO2(g)的标准生成焓分别为:-285.85kJ·mol-1和-393.51 kJ·mol-1。则苯甲酸的标准生成焓?fHm( )kJ·mol-1。

(A)-532.48 (B)532.48 (C)383.42 (D)-383.42 5. 关于氧弹的性能,下列说明不正确的是( )。

(A)氧弹必须要耐高压 (B)氧弹的密封性要好 (C)氧弹要具备一定的抗腐蚀性 (D)氧弹的绝热性能要好 6. 下图是某样品燃烧反应的温度校正图,下面说法正确的是( )。 (A)线段代表样品燃烧使量热计温度升高的数值 (B)O点是EF线段的中点

(C)EF′代表环境辐射进来的热量所造成的温度升高 (D)该量热计的绝热性能可能较好

?-1

7. 在燃烧焓测定的实验中,测得0.5678g苯甲酸完全燃烧后温度上升?T1?1.026K;在同样条件下,测得0.4894g萘完全燃烧后温度上升?T1?1.345K。已知苯甲酸的定容热

Qv=-26460J?g-1。若忽略点火丝燃烧所放出的热量,则萘燃烧反应的定容热为( )J·g-1。

(A)-40250 (B)-5152 (C)-38470 (D)-28630

8. 为减少测量燃烧焓的实验误差,下列说法不正确的是( )。 (A)确保样品在氧弹内完全燃烧 (B)样品需要精确称量

(C)在标定量热计热容和测定未知样品燃烧焓的前后两次实验中,内筒的盛水量应保持一

(D)氧弹内的充氧量越多越好

9. 萘在氧弹内燃烧结束后,出现下面哪种情况不会对测量结果产生影响( ) (A)氧弹内有大量水蒸气 (B)氧弹内壁有黑色残余物 (C)氧弹内有未燃烧的点火丝 (D)氧弹内出现了硝酸酸雾

10. 用量程为5℃的玻璃贝克曼温度计测量燃烧前后温度的改变值△T,测量前需将贝克曼温度计调节至合适的刻度位置是( )。

(A)0 (B)1.0 (C)4.5 (D)5.0

二、思考题

1. 在本实验的装置中哪部分是燃烧反应体系?燃烧反应体系的温度和温度变化能否被测定?为什么?

答:在本实验装置中,氧弹的内部是被测物质的燃烧空间,也就是燃烧反应体系。由于做燃烧实验时要在氧弹中充入高压的氧气,燃烧瞬间将产生高温,这样就无法将温度计(或温差计)直接插入到高压氧弹中或者因为温度计无法承受高压或高温,另外温度计是玻璃或金属外壳,在氧弹外面也无法与氧弹紧密接触,或者有的温度计(如热电偶)达不到测量精度,所以很难对燃烧反应体系进行温度或温度差的测量。

2. 在本实验的装置中哪部分是测量体系?测量体系的温度和温度变化能否被测定?为什么?

答:由于不能直接对燃烧反应体系进行温度或温度差测量,因此就需要将燃烧反应体系(氧弹)放入到一种可以进行温度或温度差测量的介质中去,构成比燃烧反应体系大的测量体系。在本实验的装置中,盛水桶、3000ml水(刚好可以淹没氧弹)和氧弹三部分组成了测量体系,温度计可以插入到水中并与水紧密接触,不需要承受高压和高温,这样可以根据测量体系的温度变化去推断燃烧反应进行所放出的热量。

3. 测量体系与环境之间有没有热量的交换?(即测量体系是否是绝热体系?)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的交换,因为理想的绝热条件是不可能达到的。同时影响热量的交换量大小的因素也比较多,①与体系、环境的材质有关;②与体系、环境的接触界面积大小有关;③与体系、环境的温差有关,所以要定量准确地测量出体系与环境交换的热量是比较困难的。如果有净的热量交换的话,将会增大实验的测量误差。

4. 在一个非绝热的测量体系中怎样才能达到相当于在绝热体系中所完成的温度和温度差的测量效果?

答:既然无法避免体系与环境之间有热量的交换,就希望体系与环境之间交换的热量为零或尽可能的小。在本实验过程中,样品点火燃烧以后体系的温度肯定将高于环境的温度,体系将热传递给环境,因此就必须在样品点火燃烧以前使体系的温度低于环境的温度,使体系从环境处获得热量,并使体系获得的热量与传出的热量尽量抵消,这样测量的效果就相当于绝热体系的结果。这就是―雷诺校正图‖的设计思想。

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。为什么本实验中不直接使用恒压方法来测量恒压燃烧热?

答:原因为:①如果是使用恒压燃烧方法,就需要有一个无摩擦的活塞,这是机械摩擦的理想境界,是做不到的;②做燃烧热实验需要尽可能达到完全燃烧,恒压燃烧方法难于使另一反应物——―氧气‖的压力(或浓度)达到高压,会造成燃烧不完全,带来实验测定的实验误差。

6. 苯甲酸物质在本实验中起到什么作用?

答:热量交换很难测量,温度或温度变化却很容易测量。本实验中采用标准物质标定法,根据能量守恒原理,标准物质苯甲酸燃烧放出的热量全部被氧弹及周围的介质等吸收,使得测量体系的温度变化,标定出氧弹卡计的热容。再进行奈的燃烧热测量和计算。

7. 恒压燃烧热与恒容燃烧热有什么样的关系?

答:Qp=Qv+ΔnRT Qp---恒压燃烧热;Qv---恒溶燃烧;Δn---反应前后气态物质的量之差; T为环境(外夹套)的温度。

8. 苯甲酸燃烧热的测定误差分析

答:测量体系与环境之间有热量的交换,因为理想的绝热条件是不可能达到的。同时影响热量的交换量大小的因素也比较多,①与体系、环境的材质有关;②与体系、环境的接触界面积大小有关;③与体系、环境的温差有关,所以要定量准确地测量出体系与环境交换的热量是比较困难的。如果有净的热量交换的话,将会增大实验的测量误差。

(1)把苯甲酸在压片机上压成圆片时,压得太紧,点火时不易全部燃烧;压得太松,样品容易脱落;要压得恰到好处。

(2)将压片制成的样品放在干净的滤纸上,小心除掉有污染和易脱落部分,然后在分析天平上精确称量.混入污染物、称重后脱落、造成称重误差;

(3)安装热量计时,插入精密电子温差测量仪上的测温探头,注意既不要和氧弹接触,又不要和内筒壁接触,使导线从盖孔中出来,接触了对测温造成误差;

(4)测量初期、主期、末期,温度的观测和记录准确度;

(5)停止实验后,从热量计中取出氧弹,取下氧弹盖,氧弹中如有烟黑或未燃尽的试样残余,试验失败,应重做.如果残留了不易观测到的试样残留物、而又把它当作没有残留完全充分燃烧处理数据,势必造成较大误差;

(6)数据处理中,用雷诺法校正温差,观测燃烧前后的一系列水温和时间的观测值误差,造成校正曲线的不准确;从开始燃烧到温度上升至室温这一段时间Δt1内,由环境辐射和搅拌引进的能量所造成的升温,故应予扣除。由室温升到最高点这一段时间Δt2内,热量计向环境的热漏造成的温度降低,计算时必须考虑在内。扣除不合适会造成误差;

(7)热量计的绝热性能应该良好,但如果存在有热漏,漏入的热量造成误差;搅拌器功率较大,搅拌器不断引进的能量形成误差;

采用标准物质标定法,根据能量守恒原理,标准物质苯甲酸燃烧放出的热量全部被氧弹及周围的介质等吸收,使得测量体系的温度变化,标定出氧弹卡计的热容。再进行奈的燃烧热测量和计算。

① 检验多功能控制器数显读数是否稳定。熟习压片和氧弹装样操作,量热计安装注意探头不得碰弯,温度与温差的切换功能键钮,报时及灯闪烁提示功能等。

② 干燥恒重苯甲酸(0.7~0.8g)和萘(0.6~0.7g)压片,注意紧实度,分析天平称样。 ③ 容量瓶量取3000mL水,调节水温低于室温1K。


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