物化实验下册实验题高等教育实验设计_高等教育-实验设计.pdf

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1、1.（2分）“过氧化氢反应速率常数测定”和“蔗糖水解”实验中，我们是分别 测定物理量 压强 旋光度 随时间的变化来跟踪反应的进程。2.（2 分）用鼓泡法测定某正丁醇溶液的表面张力。同一毛细管，在水中逸出气 泡时，附加压强为 600 Pa,而样品为该正丁醇溶液时，得附加压强为 480P&已 知在该测定温度下水的表面张力为 72.75 mN m-1。则毛细管半径为 2.425 X 10-4 m，该正丁醇溶液的表面张力为 5 8.2 0 m N m1 _。3.（本题2分）影响蔗糖水解反应速率常数的因素有 酸浓度、温度。4.（本题 2 分）乙酸乙酯皂化反应速率常数测定试验中，测K t时我们选 0.02

2、mol/L 浓度的NaOH 与 0.02mol/L 乙酸乙酯溶液等体积混合，数据处理时反应物的初浓 度 C0 为 0.0 1 mol/L。（选填 0.01mol/L 或 0.02mol/L）5.（本题 4 分）电解质溶液的电导实验，在我们测出了浓度为 c 的醋酸溶液的 电导率和配制醋酸溶液的水的电导率值后，如何计算出醋酸的电离平衡常数？K HAc K 溶液 K H 2O Am（HAC）=K（HAC）/C AT（HAc）=Am（H+）+Am B（AC）a 二mAHAc）/mA（HAC）K=（C a/CCo?J/C（1-a）=（C?）a/C（a a）6.（2 分）在“蔗糖水解反应速率常数的测定”实

3、验中，我们是如何测得水解完全 时的旋光度a 8的？请叙述。将反应液的一半装在干燥洁净的锥形瓶中，加盖密封，置于 60r水浴中水解 30min,取出冷却后，测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度a 7.（3 分）“鼓泡法测定液体表面张力”实验：气泡在增大的过程中，其曲率半径 逐渐 _，由拉普拉斯方程，对应的附加压强随之逐渐增 大 _，（填增大或减小）至气泡逸出的瞬间，附加压强达最 大。8.（4 分）写出电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数所依据的动力学方程 ，你是 如何测得反应初始（t=0）时体系的电导率值的？解:ln k 2 k1 Ea ln k2 0.0905 106460(1 8.314(33

4、3 1 303)=3.807 k2/k 1=45.03 k2=4.075 min-1 设在时间 t 时生成物的浓度为 x，则该反应的动力学方程为:dx 丁 k(Ca X)(Cb X)式中 Ca、Cb分别为乙酸乙酯与 NaOH 的起始浓度，k 为反应速率常数。若 Ca=Cb,则式（8-33）变为:积分式得:1 X k=t Ca（Ca X）可以看出，由实验测出不同 t 时的 x 值，即可算出不同 t 值时的 k 值。将 0.01mol/l 的 NaOH 溶液的电导率作为反应初始（t=0）时,体系的电导率值的 9.(5 分)0.1 mol dm 3 NaOH 溶液的电导率是 2.21S m 1,加入

5、与其等体积的 0.1 mol dm 3 HCl溶液时，电导率下降为 0.56 S m 1。再加入一份相同体积的 0.1 mol dm 3 HC 溶液后，电导率增加到 1.70 S m 10 计算：(1)NaOH 的摩尔电导率；HC 的摩尔电导率(1)An(NaOH)=/c=221 X 14)S m2 mol 1 2 分(2)HC 的浓度为 0.1/3mol dm 3,其电导率为：(1.70-0.56 2/3)S m 1=1.33 S m 1 Am(HCl)=1.33/(0.1/3)103=3.99 10-2 Sm2 mol 1 3 分 10.（7 分）在做“蔗糖水解”实验时，为了较快得到a 8

6、的数据，我们将浓度约为 1 mol dm-3的蔗糖反应液放在 60 C 的水浴中（加快反应）保温 30 min,然后再测 定其旋光度，当作反应完全的a 但是我们并不清楚这时是否水解完全。某同 学为了验证实验中这种求a 8方法的可靠性，设计了如下的评价方法：1）从手册 中查出蔗糖水解反应的活化能为106.46KJ mol-1;2）应用自己的实验测定结果 即30C下的速率常数 k=0.0905 min1,求出蔗糖在 60 C时的水解速率常数；3）求 出 60 C下蔗糖水解 30 min 后的剩余浓度，看反应是否接近完全。请你也按该同 学的设计及有关数据作一番计算，并评价实验中求a 8的可靠性。程分

7、用鼓泡法测定某正丁醇溶液的表面张力同一毛细管在水中逸出气泡时附加压强为而样品为该正丁醇溶液时得附加压强为已知在该测定温度下水的表面张力为则毛细管半径为该正丁醇溶液的表面张力为本题分影响蔗糖水解反应速积混合数据处理时反应物的初浓度为选填或本题分电解质溶液的电导实验在我们测出了浓度为的醋酸溶液的电导率和配制醋酸溶液的水的电导率值后如何计出醋酸的电离平衡常数溶液二分在蔗糖水解反应速率常数的测定实验中我们冷却后测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度分鼓泡法测定液体表面张力实验气泡在增大的过程中其曲率半径逐渐由拉普拉斯方程对应的附加压强随之逐渐增大填增大或减小至气泡逸出的瞬间附加压强达最大分写出电导法测定

8、乙C 2 C（1）=1.809*10-5（2InCA0 k2t=122.3 C A CA=7.69*10-54 CA,O 反应基本完全 11.电解质的电导实验：某同学测得 25 C 时 0.05 mol dm-3 CHsCOOH 溶液的电导 率为 3.68 X 1-0 S-m-1,查书本可知 H+和 CH3COO 的离子摩尔电导率 An(H+)和An（CHsCOO-分别为 349.82 X 1 和 40.9 X 1-0 S-m2 mol-1。试计算 1）Am8（CH3COOH）2）该浓度下醋酸的Am（CHCOOH）3）该浓度下 CHCOOH 解离度a 4）醋酸的解离常数 Ka（8 分）解：AT

9、=A7（H+）+mA（CHSCOO）=（349.82+40.9）*10-4 S-m2 mol-1=390.72*10-4 S m2 mol-1（2 分）Am=k/C=3.68*10-2 S-m-/50 mol m-3=7.36*10-4 S-m2 mol-1（2 分）a=Am/A=0.01884（2 分）12.本次实验中，电导率仪有哪 3 种应用？(3 分)(1)测定强电介质 KCI 的摩尔电导率与浓度的关系，外推极限摩尔电导率;(2)弱电解质电离平衡常数的测定；(3)测定乙酸乙酯皂化反应动力学实验。13.如果我们要测定出乙酸乙酯皂化反应的活化能，应如何设计实验和数据处理?（4 分）(1)实验

10、设计：反应在恒温槽中进行，测定 2 个以上反应温度时的速率常数(2 分)数据处理：由公式叱 翠彳壬)计算Ea 或作 ln k1/T 的图，由斜率推求 Ea。(2 分)14.蔗糖水解反应中，蔗糖、水和盐酸都参加了反应，可为何我们把它当作一级 反应来处理(v=k C蔗糖)，速率方程中不包含水和盐酸的浓度项？(3 分，酌情打 程分用鼓泡法测定某正丁醇溶液的表面张力同一毛细管在水中逸出气泡时附加压强为而样品为该正丁醇溶液时得附加压强为已知在该测定温度下水的表面张力为则毛细管半径为该正丁醇溶液的表面张力为本题分影响蔗糖水解反应速积混合数据处理时反应物的初浓度为选填或本题分电解质溶液的电导实验在我们测出了

11、浓度为的醋酸溶液的电导率和配制醋酸溶液的水的电导率值后如何计出醋酸的电离平衡常数溶液二分在蔗糖水解反应速率常数的测定实验中我们冷却后测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度分鼓泡法测定液体表面张力实验气泡在增大的过程中其曲率半径逐渐由拉普拉斯方程对应的附加压强随之逐渐增大填增大或减小至气泡逸出的瞬间附加压强达最大分写出电导法测定乙分）答：蔗糖水解反应中，水作为溶剂，同时也参加了反应，由于相比蔗糖的浓度，水是大大过量的，可以认为反应过程中水的浓度基本保持不变；盐酸作为催化剂，同样的在反应过程中浓度保持一定，因此水和盐酸的浓度均可并入常数项中，反 应当作假一级反应来处理。15.如果我们要测定出乙酸乙酯

12、皂化反应的活化能，应如何设计实验和数据处理？（4 分）（1）实验设计：反应在恒温槽中进行，测定 2 个以上反应温度时的速率常数；（2）数据处理：由公式In冷 更（丄 丄）计算 Ea k,R T,T2 或作 In k1/T 的图，由斜率推求 Ea。16.（本题 4 分）简述蔗醣水解反应的速率常数测定的实验操作步骤。仪器清零。蒸馏水装入旋光管放入样品室（注意记住旋光管放的位置），按清 零按钮清零。a t的测定。用移液管移取 25.00 mL 蔗糖溶液至一干燥的烧杯中，再移液管移取 25.00 mL 4 mol L-1的HCI 溶液加入混合（注意混合的顺序）（加入一半时按下秒表记时），摇 匀，迅速用

13、此液淌洗旋光管 2 遍，装满旋光管，盖紧、擦干后，放入样品室，记 录 2，3，4，5min，所对应的旋光度。a 8的测定。剩下的混合液放入洁净干燥的锥形瓶，塞紧锥形瓶口，将其放入约 55C 水浴中，加热 30 min 以上，再冷却至室温,先用此液洗旋光管 2 遍,余液装满旋光管，盖紧，擦干，放入样品室，测定a 8。17.（本题4 分）写出电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数所依据的动力学方程，你是如何测得反应初始（t=0）时,体系的电导率值的？设在时间 t 时生成物的浓度为 x,则该反应的动力学方程为：dx 巴 k（Ca X）G X）dt 程分用鼓泡法测定某正丁醇溶液的表面张力同一毛细管在水中逸

14、出气泡时附加压强为而样品为该正丁醇溶液时得附加压强为已知在该测定温度下水的表面张力为则毛细管半径为该正丁醇溶液的表面张力为本题分影响蔗糖水解反应速积混合数据处理时反应物的初浓度为选填或本题分电解质溶液的电导实验在我们测出了浓度为的醋酸溶液的电导率和配制醋酸溶液的水的电导率值后如何计出醋酸的电离平衡常数溶液二分在蔗糖水解反应速率常数的测定实验中我们冷却后测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度分鼓泡法测定液体表面张力实验气泡在增大的过程中其曲率半径逐渐由拉普拉斯方程对应的附加压强随之逐渐增大填增大或减小至气泡逸出的瞬间附加压强达最大分写出电导法测定乙式中 Ca、cb分别为乙酸乙酯与 NaOH 的起始

15、浓度，k 为反应速率常数。若 ca=cb,则式（8-33）变为:程分用鼓泡法测定某正丁醇溶液的表面张力同一毛细管在水中逸出气泡时附加压强为而样品为该正丁醇溶液时得附加压强为已知在该测定温度下水的表面张力为则毛细管半径为该正丁醇溶液的表面张力为本题分影响蔗糖水解反应速积混合数据处理时反应物的初浓度为选填或本题分电解质溶液的电导实验在我们测出了浓度为的醋酸溶液的电导率和配制醋酸溶液的水的电导率值后如何计出醋酸的电离平衡常数溶液二分在蔗糖水解反应速率常数的测定实验中我们冷却后测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度分鼓泡法测定液体表面张力实验气泡在增大的过程中其曲率半径逐渐由拉普拉斯方程对应的附加压强随

16、之逐渐增大填增大或减小至气泡逸出的瞬间附加压强达最大分写出电导法测定乙()旋光度 积分式得:x ca（ca x）可以看出，由实验测出不同 t 时的 x 值，即可算出不同 t 值时的 k 值。将 0.01mol/l 的 NaOH 溶液的电导率作为反应初始（t=0）时，体系的电导率值的 18.（本题 5 分）0.1 mol dm 3 NaOH 溶液的电导率是 2.21S m 1.加入与其等体积 的 0.1 mol dm 3 HCl 溶液时,电导率下降为 0.56 S m 1.计算：（1）NaOH 的摩尔电导率（2）NaC 的摩尔电导率(1)An(NaOH)=/c=221 X 14)S m2 mol

17、 1 中和后得 NaC 的浓度为 0.05 mol dm 3,An(NaCl)=0.56/(0.05 103)Sm2 mol 1=112 10 4 Sm2 mol 1 19.（3 分）“蔗糖水解反应速率常数测定”实验中，我们是测定物理量 随时间的变化来跟踪反应的进程；该实验中，影响速率常数值的两个主要因素是:温度，催化剂（或盐酸）的量 20.（3分）4.“鼓泡法测定液体表面张力”实验：气泡在增大的过程中，其曲率半 径逐渐减小，由拉普拉斯方程，对应的附加压强随之逐 渐 增大，（填增大或减小）至气泡逸出的瞬间，附加压 强达最_大。21.（本题 6 分）为测定 298K 下乙酸乙酯皂化反应的速率常数

18、，取浓度为 0.02mol/dm3的碱液和酯各 25mL 等量混合，反应 20min 后，由电导率变化值换算出碱的浓度减少了 0.00566mol/dm3,求（1）速率常数,（2）半衰期 t/2。解：图 1鼓泡过程示意图 k2 t1/2 x ta(a x)1 0.00566 3 6.52dm/mol.min 20 0.01(0.01 0.00566)15.3min ak2 0.01 6.52 程分用鼓泡法测定某正丁醇溶液的表面张力同一毛细管在水中逸出气泡时附加压强为而样品为该正丁醇溶液时得附加压强为已知在该测定温度下水的表面张力为则毛细管半径为该正丁醇溶液的表面张力为本题分影响蔗糖水解反应速积

19、混合数据处理时反应物的初浓度为选填或本题分电解质溶液的电导实验在我们测出了浓度为的醋酸溶液的电导率和配制醋酸溶液的水的电导率值后如何计出醋酸的电离平衡常数溶液二分在蔗糖水解反应速率常数的测定实验中我们冷却后测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度分鼓泡法测定液体表面张力实验气泡在增大的过程中其曲率半径逐渐由拉普拉斯方程对应的附加压强随之逐渐增大填增大或减小至气泡逸出的瞬间附加压强达最大分写出电导法测定乙 22.“乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”实验中，我们是测定物理量 电导率随 时间的变化来跟踪反应的进程。（1 分）23.在“蔗糖水解反应速率常数的测定”实验中，我们是如何测得水解完全时的旋 光度a

20、 a的？请叙述。（2 分）将反应液的一半装在干燥洁净的锥形瓶中，加盖密封，置于 60C水浴中水解 30min,取出冷却后，测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度a-24.画出 KCI 溶液的摩尔电导率与浓度的相互关系的示意图。（2 分）-3 CHBCOOH 溶液的电导率为 3.68 x10Sm-1,查 手册知 CfCOOH 的 Z为390.72*10-4 S m 2 mol-1。试计算 CfCOOH 溶液的 解离度a,解离常数 K，pH 值。（8 分）Am=k/C=3.68*10-2 S m-/50 mol m-3=7.36*10-4 S m2 mol-1 分）a=Am/Am“=0.01884

21、C 2 C（1）=1.809*10-5 C（H）=C=0.05 mol dm-3*0.01884=9.42*10-4 mol dm-3 pH=3.05 分）（2 分）（2分）26.（1 分）蔗糖水解反应速率常数测定”实验中，我们是测定物理量 旋光度 程分用鼓泡法测定某正丁醇溶液的表面张力同一毛细管在水中逸出气泡时附加压强为而样品为该正丁醇溶液时得附加压强为已知在该测定温度下水的表面张力为则毛细管半径为该正丁醇溶液的表面张力为本题分影响蔗糖水解反应速积混合数据处理时反应物的初浓度为选填或本题分电解质溶液的电导实验在我们测出了浓度为的醋酸溶液的电导率和配制醋酸溶液的水的电导率值后如何计出醋酸的电离

22、平衡常数溶液二分在蔗糖水解反应速率常数的测定实验中我们冷却后测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度分鼓泡法测定液体表面张力实验气泡在增大的过程中其曲率半径逐渐由拉普拉斯方程对应的附加压强随之逐渐增大填增大或减小至气泡逸出的瞬间附加压强达最大分写出电导法测定乙随时间的变化来跟踪反应的进程；27.(4 分)用鼓泡法测定某正丁醇溶液的表面张力。同一毛细管，在水中逸出气 泡时，附加压强为 600 Pa，而样品为该正丁醇溶液时，得附加压强为 350P&已 知在该测定温度下水的表面张力为72.75 mNm-1。则毛细管半径为 _ 2.425XI0-4 m，该正丁醇溶液的表面张力为 42.44 m N m-1

23、 _。28.实验测得 25 C时 0.05 mol dm-3 CHsCOOHS液的电导率为 3.68 x 10Sm-1,由手 册查得 H+和 CHBCOO-的离子摩尔电导率An a(H+)和An(CHsCOO-)分别为 349.82 x1 和40.9 x 10 S m2 mol-1。试计算 CHsCOOHB离度a及电离平衡常数 K。(本题 6 分)由科尔劳施离子独立运动定律知：ATT(HAC)=Am(H+)+Am(AC)=(349.82 x-4+40.9 x 10 S.nf.mol-1=390.72 x1S.mf.mol-1 2 分 a 二 An(HAc)/AT(HAC)=HAC)/CHAC/

24、AT(HAC)=(3.68 x-2/0005 x3)1 390.72 x 10=0.01884 2 分 K=(Ca/C?Cac?)/c(1 a)=(cac?)/(1 a=0.05 x3 00018842/(1 0.01884)=1.809 x 10 2 分 29.在“蔗糖水解反应速率常数的测定”实验中，我们是如何测得水解完全时的旋 光度a a的？请叙述。(2 分)将反应液的一半装在干燥洁净的锥形瓶中，加盖密封，置于 60E水浴中水解 30min,取出冷却后，测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度a a程分用鼓泡法测定某正丁醇溶液的表面张力同一毛细管在水中逸出气泡时附加压强为而样品为该正丁醇溶液时

25、得附加压强为已知在该测定温度下水的表面张力为则毛细管半径为该正丁醇溶液的表面张力为本题分影响蔗糖水解反应速积混合数据处理时反应物的初浓度为选填或本题分电解质溶液的电导实验在我们测出了浓度为的醋酸溶液的电导率和配制醋酸溶液的水的电导率值后如何计出醋酸的电离平衡常数溶液二分在蔗糖水解反应速率常数的测定实验中我们冷却后测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度分鼓泡法测定液体表面张力实验气泡在增大的过程中其曲率半径逐渐由拉普拉斯方程对应的附加压强随之逐渐增大填增大或减小至气泡逸出的瞬间附加压强达最大分写出电导法测定乙 30.“乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”实验中，我们是测定物理量 电导率随 时间的变化来

26、跟踪反应的进程。（1 分）31.在右边坐标中画出KCI溶液的摩尔 电导率与浓度的相互关系的示意图。（2 分）32.“鼓泡法测定液体表面张力”实验:气泡在增大的过程中，其曲率半径逐渐 减小，由拉普拉斯方程，对应的附加压强随之逐渐 增大，（填增大或 减小）至气泡逸出的瞬间，附加压强达最 大。（3 分）34.为测定 298K 下乙酸乙酯皂化反应的速率常数，取浓度为 0.02mol/dm3的碱液和 酯各 25mL 等量混合，在不同时间测定反应液的电导率，折算出剩余碱的浓度，结 果如下：t/min 0 3 5 7 10 15 21 COH-X 103/mol-dm-3 10.00 7.40 6.34 5

27、.50 4.64 3.63 2.88 试用作图法证明此反应为二级反应并求速率常数。（6 分）1 1 C A C A,0 解：二级反应的速率方程的积分式为 kt t/min 0 3 5 7 10 15 21 1/C OH-/dm 3 mol-1 100.0 135.1 157.7 181.8 215.5 275.5 347.2 将数据处理，作图。可见 1/C At 的线性关系良好，说明该反应为二级反应 t/min 斜率=k=11.76 dm3-mol-1-min-1 2 分 程分用鼓泡法测定某正丁醇溶液的表面张力同一毛细管在水中逸出气泡时附加压强为而样品为该正丁醇溶液时得附加压强为已知在该测定温度下水的表面张力为则毛细管半径为该正丁醇溶液的表面张力为本题分影响蔗糖水解反应速积混合数据处理时反应物的初浓度为选填或本题分电解质溶液的电导实验在我们测出了浓度为的醋酸溶液的电导率和配制醋酸溶液的水的电导率值后如何计出醋酸的电离平衡常数溶液二分在蔗糖水解反应速率常数的测定实验中我们冷却后测定出其旋光度作为水解完全时的旋光度分鼓泡法测定液体表面张力实验气泡在增大的过程中其曲率半径逐渐由拉普拉斯方程对应的附加压强随之逐渐增大填增大或减小至气泡逸出的瞬间附加压强达最大分写出电导法测定乙