物化实验下册实验题

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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480Pa。已 知在该测定温度下水的表面张力为72.75 mN m-i。则毛细管半径为2,42510-4 m，该正丁醇溶液的表面张力为。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Kt时我们选0.02mol/L浓度的 NaOH 与 0.02mol/L 乙酸乙

2、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 O）2.（HAc）=k（HAc）/cAm （HAc） =Am （H+）+Am- （Ac-）a =Am（HAc） /Am（HAc）K = （Ca/CeCa/Ce）/C（l a） = （Ca/Ce）a2/（la）6. （2 分）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

3、 时的旋光度a的？请叙述。co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aOO7. （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 减小，由拉普拉斯方程，对应的附加压强随之逐渐大，（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？二 k(c - x)(c - x) dt a b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c

4、a =cb，则式（8-33）变为:dX 二 k (cdt a积分式得:1xk =t c (c - x )aa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001mol/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 moldm-3NaOH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-i。再加入一份相同体积的0.1 mol - dm-3 HCl溶液后，电导率增加到1.70 S - m-i。计算：(1) NaOH的摩尔电导率；(2) HCl的摩尔电导率(1

5、) m(NaOH) = K / c = 221x10-4 S - m2 - mol-i2 分HCl的浓度为01/3mol -dm-3,其电导率为：(1.70- 056x2/3)S -m-1 = 1.33 S -m-14m(HCl) = 133/ (0.1/3) x103 =3.99x10-2 S-m2-mol-13 分10.（7分）在做“蔗糖水解”实验时，为了较快得到a的数据，我们将浓度约为1comol 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o学为了验证实验中这种求a方法的可靠性，设计

6、了如下的评价方法：1）从手册o中查出蔗糖水解反应的活化能为106.46KJmol-1； 2）应用自己的实验测定结果 即30C下的速率常数k = 0.0905 min-1,求出蔗糖在60C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的可靠性。解:ln1In=0.0905106460(丄-丄)=3 8078.314 333303k2/k1 = 4503k2 =4075 min-14分CIn A0 二 kt =1223C 2ACA = 769*10-54CA,0反应基本完全。3分11.电解质的

7、电导实验：某同学测得25 oC时0.05 mol dm-3 CH3COOH溶液的电导 率为3.68x10-2 Sm-i,查书本可知H+和CH3COO-的离子摩尔电导率八汇(H+)和Am s (CH3COO-)分别为 349.82x10-4 和 40.9x10-4 S m2 mol-1。试计算1) Ams (CH3COOH)2) 该浓度下醋酸的 Am (CH3COOH)3) 该浓度下CH3COOH解离度a4) 醋酸的解离常数Ka (8分)解：A 8=八 8 (H+) + A 8 (CH3COO-) = (34982+40.9) *10-4 S m2 mol-1m mm3=390.72*10-4

8、S m2 mol-i(2分)Am = k/C = 3.68*10-2 S m -i/50 mol m-3 = 736*10-4 S m2 mol-i( 2分)a = Am/Am8 = 0.01884(2分)Ca 2Ke 二-=1.809*10-5(2 分)C( 1 -a)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KCl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）实验设计：反应在恒温槽中进行，测定2 个以

9、上反应温度时的速率常数（2 分）（2）数据处理：由公式ln二=E（丄-丄）计算Eak R T T1 1 2或作lnkl/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3 = k C ）,速率方程中不包含水和盐酸的浓度项？ （3分，酌情打蔗糖分） 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皂化反应

10、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乞=竺（丄-丄）计算Eak R T T1 1 2或作lnkl/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的测定。t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 molL-i的HCl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，迅速用此液淌洗旋光管2遍，装

11、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55Cco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 。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二 k（c - x）（c - x）dt a b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

12、 ,则式（8-33）变为:积分式得：竺二 k (cdt a-x)21 xt c (c - x )aa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O.OImol/1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 moldm-3NaOH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-i.计算：（1）NaOH的摩尔电导率 NaCI的摩尔电导率（1Mm（NaOH） = k / c = 221x10-4 S - m2 - mol-i（2）中和后得NaC

13、I的浓度为0.05 mol - dm-3,Am（NaCI） = 0.56/（0.05x103）Sm2moI-1=112x10-4 Sm2mol-119. （3分）“蔗糖水解反应速率常数测定”实验中，我们是测定物理量光度 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 径逐渐减丄，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, 取浓度为0.02

14、mol/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图1鼓泡过程示意图x0.00566=6.52dm3 / mol.minta (a - x)20 x 0.01 x (0.01 - 0.00566)0.00566mol/dm3，求（1）速率常数，（2）半衰期佗。 解1t =1/ 2ak22. “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的？请叙述。（2分）co将反应液的一半装在干燥洁净的锥形瓶中，加盖密封，

15、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aCXD24. 画出 KCl 溶液的摩尔电导率与浓度的相互关系的示意图。（2 分）25.实验测得25 时0.05 moldm-3 CH3COOH溶液的电导率为3.68x10-2 Smi,查 手册知CH3COOH的Am-为390.72*10-4 Sm2mol-1。试计算CH3COOH溶液的 解离度a,解离常数K, pH值。（8分）A m分）=k/C = 3.68*10-2 Sm _i/50 molm-3 = 7.36*10-4 Sm2mol-i（2a二 A /A 8 ：mm= 0.01884（2分）K 0Ca 2=

16、 1.809*10-5（2C0 (l a)分）C(H+) = Ca = 0.05 moldm-3 * 0.01884 =9.42 * 10-4 moldm-32分）pH = 3.0526. （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350Pa。已 知在该测定温度下水的表面张力为72.75 mNm-i。则毛细管半径为2.425X10-4 m，该正丁醇溶液的表面张力为。28.实验测得25 时0.05 mo

17、ldm-3 CH3COOH溶液的电导率为3.68x10-2 Sm-i,由手 册查得H+和CH3COO -的离子摩尔电导率Am g (H+)和Am g (CH3COO -)分别为 349.82x10-4和40.9x10-4 S -m2 mol-i。试计算CH3COOH解离度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：Am*(HAc) =Am*(H+) + Am* (Ac-)=( 349.82 x 10-440.9 x 10-4)S.m2.mol-1=390.72x10-4S.m2.mol-12分a =Am(HAc) /Am* (HAc) = k(HAc)/CHAc / Am*

18、 (HAc)= (3.68x 10-2/0.05 x 103)/ 390.72 x 10-4=0.018842分K = (Ca/CeCa/Ce)/C(l a) = (Ca/Ce)a2/(1a)=0.05 x 1030.018842/(1 0.01884)=1.809x10-52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的？请叙述。(2分)g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时间的变化来跟踪反应的进程。（1 分）30. “乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”实

19、验中，我们是测定物理量_电导率随31. 在右边坐标中画出 KCl 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。（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/min0357101521Cc-X 103/mol dm-3OH10.007.406.345.504.643.632.88试用作图法证明此反应为二级反应并求速率常数。（6分）解：二级反应的速率方程的积分式为丄丄=ktC CAA,0将数据处理，乍图。可见1/CAt的线性关系良好，兑明该反应为二级反应。t/min03571015211/COH-/ dm3mol-i100.0135.1157.7181.8215.5275.5347.22分斜率2分2分k=11.76 dm3 mol-i min-i