2012物化实验竞赛辅导题(7)

2019-03-10 15:23

差。

5. 正丁醇溶液要准确配置,使用过程防止挥发损失。

实验十四液体饱和蒸气压的测定

一、选择题

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选项 D B C A D B A A C D 1. 通过测定液体饱和蒸气压求算摩尔气化焓,所依据的是克劳修斯-克拉贝龙方程

?vapHpH?p?gln???B,它是克拉贝龙方程?lgm的进一步推演,在推导过程中引入三点

RT?TT?lVm?p?假设,下列不属于此假设内容的是( )。

(A)蒸气的摩尔体积Vm(g)远大于液体的摩尔体积Vm(l) (B)蒸气视为理想气体 (C)Δ

vapHm视为与温度无关

(D)液体的沸点低于100℃

2. 下面为等压计的示意图,将此等压计置于恒温槽,在不放气的情况下,开始升温时,所发生的现象是( )。

(A)c液面升高,b液面下降 (B)c液面下降,b液面升高 (C)a、b、c三液面均不变 (D)a、b、c三液面均下降

3. 在测定液体饱和蒸气压实验中,在升温放气时由于操作不慎,使放气量稍大一点,出现了c液面低于b液面的情况(如图所示),但空气尚未进入到ab之间的管内。有下列四种解决办法:①使温度少许升高,再调整bc两液面平齐;②用泵进行少许抽气,使c液面高过b液面后停止抽气,再调整bc两液面平齐;③摇晃等压计,使样品池a中的液体溅入等压计内,再调整bc两液面平齐;④继续放气,使b液面多余的液体进入样品池a中后,再调整bc两液面平齐。上述解决办法中正确的是( )。

(A)①和② (B)②和③ (C)①和④ (D)②和④

4. 在饱和蒸气测定的实验中,第一个温度的蒸气压记录完之后,要求在此温度下重新抽气,再进行一次测量,这样做的目的是( )。

(A)因为只经过一次抽气不可能抽净空气 (B)测定两个数据取平均值

(C)比较两个数据大小,判断空气是否被抽净

(D)因等压计内的乙醇量太多,影响等压计内液面的调整 5. 在液体饱和蒸气压测定的实验中,所求得的摩尔气化焓 Δ右的偏差。下列哪个因素不会导致这种偏差( )。

(A)ln存在vapHm与标准值相比,

2%左

?vapHp???B公式本身的近似性

RT?p?(B)作图法求直线的斜率

(C)测定时没有严格按着温度间隔4℃进行测定 (D)空气未被抽净

6. 在液体饱和蒸气压测定的实验中,下列说法正确的是( )。

(A)当等压计U型管内的液体被抽干后,必须要从加料口重新加入液体 (B)为提高实验结果的精确度,测量每个温度的蒸气压时都要重新抽气

(C)测定完一个温度的蒸气压之后,在升温过程中可随时放气以保持等压计内液面平齐 (D)每个温度下的蒸气压都要重复测定两次

7. 在蒸气压的测量装置中,毛细管与缓冲瓶有一个相同的作用,这一作用是()。 (A)抽气时防止液体暴沸 (B)抽气时防止液体被抽干 (C)放气时可以缓慢放入空气 (D)放气时保护压力计 8. 对于真空机械泵的使用,下面错误的说法是()。

(A)抽气结束时,先将泵与真空系统隔断,停机后,再打开进气口 (B)抽气结束时,先将泵与真空系统隔断,打开进气口,然后停机 (C)开始抽气时,先将泵与被抽系统连接后,然后开机,再打开抽气口 (D)抽易挥发性液体时,要在泵的进气口前面接上吸收瓶或冷阱

9. 在液体饱和蒸气压测定的实验中,如果空气未被抽净,则由此产生后果是()。 (A)蒸气压偏低,沸点偏高 (B)蒸气压偏高,沸点偏低 (C)蒸气压和沸点均偏低 (D)蒸气压和沸点均偏高

10. 在测量液体饱和蒸气压的实验过程中,需读取当天的大气压力,其主要目的是()。 (A)只是实验记录的内容,没有其它用处 (B)用于计算液体饱和蒸气压

(C)本实验所得的沸点不是正常沸点,需看一下外压对蒸气的影响到底有多大 (D)通过外压的大小就可以知道真空泵所能达到的真空度

二、思考题

1. 以本实验中的装置来说,哪一部分是体系?

答:根据实验题目可知,体系中应包含液体部分和气体部分,因此本实验的体系是A中的液体和A—B液面之间的气体。

2. 体系中的气体部分含有空气等惰性气体时,是否对饱和蒸气压的测定产生影响? 答:有影响。参见【物理化学】教科书有关部分。公式为

lnpg?pg=Vm(l)?(pe-pg) RT公式中pg为没有惰性气体存在时液体的饱和蒸气压,pg为有惰性气体存在且总压为pe时液体的饱和蒸气压。

3. 怎样才能把体系中的空气排出到环境中去,使得体系的气体部分几乎全部是由被测液体的蒸气所组成?如何判断空气已被赶净?

答: 通过对体系加热或(/和)减小环境的压力,可以把体系中的空气等惰性气体排出到环境中去。刚开始时,空气比较多,通过B-C管液体冒泡排出的速度较快,后来逐步减慢。当体系温度达到液体的沸点并且空气很少时,冒泡排出气体的速度比较慢并且均匀,此时冒泡排出的气体主要是饱和蒸气。

4. B-C之间的U形状液体所起到的作用是什么?

答:(1)起到一个液体活塞(或液封)的作用,用于分隔体系与环境。(同时通过该液体活塞,可将体系中的空气排除到环境中去;)

(2)起到检测压力的作用。(当B、C管中的液面等高时,说明体系的压力等于环境的压力,可以通过测量环境的压力来代表体系的压力;)

(3)当B、C管中的液面等高时测定温度和压力的数据,也可保持多次测量数据时体系的体积几乎相等。

5. 怎样才能使环境的空气不会进入到体系中去?

答:读测完温度和压差的数据以后,赶快给体系加热,或减小环境的压力。

6. 从U形水银压力计上读取压差时,需要读取的数据是其中一臂的汞高刻度还是两臂的汞高刻度?

答:需要读取的数据是两臂的汞高刻度,因为不能保证U形管中的内径尺寸相等并均匀一致,当内径尺寸不相等并不均匀一致时,汞柱面的上升高度不能保证等于下降高度。

7. 从大气压计上读取大气压力时,应将本实验室的大气压计下端的旋钮调节到使下部玻璃管中的汞面正好接触到象牙尖的尖端位置,为什么?

答:是为了保证当大气的压力为一个标准压力时,从象牙尖到上部汞面之间的距离正好是760.00mm。

8. 本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压,为什么?

答:不能。因为克-克方程只适用于单组分液体,而溶液是多组分,因此不合适。 9. 温度愈高,测出的蒸气压误差愈大,为什么?

答:首先,因为本实验是假定?Hm(平均摩尔汽化热)在一定范围内不变,但是当温度升得较高时,?Hm得真值与假设值之间存在较大偏差,所以会使得实验结果产生误差。

其次,(假定气体为理想气体),pV=nRT。V是定值,随着T升高,n会变大,即使n不变,p也将变大,即分子运动加快,难以平衡。

10. 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。

11. 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。

?12. 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。 13. 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。

14. 本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关? 答:有关。

15. 本实验主要误差来源是什么?

答:装置的密闭性是否良好,异丙醇本身是否含有杂质等。

三、注意事项

1. 整个实验过程中,应保持等位计A球液面上空的空气排净。

2. 抽气的速度要合适。必须防止等位计内液体沸腾过剧,致使B管内液体被抽尽。 3. 蒸气压与温度有关,故测定过程中恒温槽的温度波动需控制在士0.1K。 4. 实验过程中需防止B管液体倒灌入A球内,带入空气,使实验数据偏大。 5. 放入空气必须小心,防止过多使空气倒灌,否则重新抽气排气。

6. 注意抽气时先开启真空泵后打开体系与缓冲瓶间的活塞;停止抽气时先关体系并使大气与真空泵相通,再关真空泵。

实验十五 凝固点下降法测定的物质的摩尔质量

二、思考题

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是偏高?由此所得萘的相对分子质量偏低还是偏高?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

?Tf?Tf*?Tf?KfmB和MB?Kf所得萘的相对分子质量偏低。

WB?10?3可知由于溶液凝固点偏低, ?Tf偏大,由此

?Tf?WA2. 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的这个实验现象,会导致实验失败,另一方面会使实验的整个时间延长,不利于实验的顺利完成;而寒剂温度过低则会造成过冷太甚,影响萘的相对分子质量的测定,具体见思考题1答案。

3. 加入溶剂中的溶质量应如何确定?加入量过多或过少将会有何影响?

答:溶质的加入量应该根据它在溶剂中的溶解度来确定,因为凝固点降低是稀溶液的依数性,所以应当保证溶质的量既能使溶液的凝固点降低值不是太小,容易测定,又要保证是稀溶液这个前提。如果加入量过多,一方面会导致凝固点下降过多,不利于溶液凝固点的测定,另一方面有可能超出了稀溶液的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. 估算实验测定结果的误差,说明影响测定结果的主要因素?

答:影响测定结果的主要因素有控制过冷的程度和搅拌速度、寒剂的温度等。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,只有固液两相的接触面相当大时,固液才能达到平衡。实验过程中就是采取突然搅拌的方式和改变搅拌速度来达到控制过冷程度的目的;寒剂的温度,寒剂温度过高过低都不利于实验的完成。

5. 当溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时,测定的结果有何意义? 答:溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时,凝固点降低法测定的相对分子质量为溶质的解离、缔合、溶剂化或者形成的配合物相对分子质量,因此凝固点降低法测定出的结果反应了物质在溶剂中的实际存在形式。

6. 在冷却过程中,凝固点测定管内液体有哪些热交换存在?它们对凝固点的测定有何影响? 答:凝固点测定管内液体与空气套管、测定管的管壁、搅拌棒以及温差测量仪的传感器等存在热交换。因此,如果搅拌棒与温度传感器摩擦会导致测定的凝固点偏高。测定管的外壁上粘有水会导致凝固点的测定偏低。

三、注意事项

1. 实验所用的内套管必须洁净,干燥。

2. 环己烷易挥发,对结果影响很大,因此要先做好准备工作再移液,并要马上盖好塞子。 3. 冷却过程中的搅拌要充分,但不可使样品溅在器壁上。 4. 结晶必须完全熔化,但温度不要偏离太高。

5. 关键三步骤:搅拌一定均匀;寒剂温度要保持;温度计探棒要垂直悬于待测液中,不能碰器壁。

6. 每组(三次)数据测定时过冷程度要一致。搅拌应无摩擦。

实验十六 粘度法测定高聚物相对分子质量

一、选择题

题号 选项 1 A 2 D 3 D 4 B 5 B 6 C 7 A 8 D 9 C 10 C 1. 在―粘度法测定高聚物相对分子量‖的实验中,通过测定液体的流出时间后,最先得到的粘度是( )。

(A)相对粘度; (B)增比粘度; (C)比浓粘度; (D)比浓对数粘度。

2. 高分子溶液的粘度是它在流动过程中分子间内摩擦的反映。仅仅反映溶剂与溶质之间的内摩擦的粘度是( )。

(A)相对粘度; (B)增比粘度; (C)比浓粘度; (D)特征粘度。 3. 通过测量粘度而获得的高聚物的相对分子量是( )。 (A)数均分子量; (B)质均分子量;


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