发布时间 : 星期一 文章物理化学实验试题之二更新完毕开始阅读
量装置的示意图, 并标出三个电极的名称。 82. 5 分 (8633)[答] (5分)
83. 10 分 (8653)在 H2超电势测定实验中，鲁金毛细管的作用是什么? 实验线路中为什么要有三个电极，它们的作用是什么？
83. 10 分 (8653) [答]鲁金毛细管的作用是消除电阻超电势； (2分) 三个电极（待测电极，辅助电极，参比电极）， (3分) 辅助电极与待测电极，改变电路中电阻，控制待测电极的电流密度，得到不同的超电势；参比电极与待测电极用对消法测定待测电极的电位。 (5分)
84. 10 分 (8702)在甲酸氧化反应动力学的实验中，在水溶液中，甲酸被溴氧化的反应机理
经研究确认可用下式表示: HCOO-+ Br2─→ CO2+ HBr + Br- ……… (1)
在该反应体系中又同时存在以下二个平衡： HCOOH ＝ H+ + HCOO- ………… (2) Ka Br-+ Br2＝ Br3 ………… (3) 问 (A) 请导出反应 (1) 完整的速率方程式 (B) 请问应控制什么样的条件，才能得到如下简化了的反应速率方程 － d[Br2] / dt = k [HCOOH][Br2]
84. 10 分 (8702) [答] (a) Ka= [H+][HCOO-]/[HCOOH] , Br2的分析总浓度 [Br2]a = [Br2]+[Br3] Kt= [Br3]/[Br-][Br2] 则 -d[Br2]/dt = k1[HCOO-][Br2] = k1×(Ka[HCOOH][Br2]a)/[H+](1+Kt[Br-]) (6分) (b) 保持 [H+] 一定（缓冲溶液或过量）及 [Br-] 一定（大大过量），使 -d[Br2]/dt = k'[HCOO-][Br2]
k' = k1Ka/[H+](1+Kt[Br-]) (4分) 85. 10 分 (8705)反应 C2O4 + Br2 ─→ 2CO2↑+ 2Br- 请提出做该反应的宏观动力学测定的两种实验方法，对其中的一种方法设计测定该反应的 C2O4和 Br2的反应级数的实 验方案。
85. 10 分 (8705) [答]根据 Br2有色，可用分光光度计测不同时间之吸光度 (2分) 根据 CO2气体可测不同时间的气体量（压力一定时） (2分) 原理：? = -d[Br2]/dt = d[CO2]/2dt = k[C2O4]?[Br2]? (2分)
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2?2?2???? 使 [C2O4]1>> [Br2] 求 ? (2分) 同理, 使 [C2O4]2>> [Br2] 用二次实验结果求 ? (2分)
86. 5 分 (8706)用物理法对某一反应的宏观动力学性质进行实验测定时，选择跟踪反应的某一物理量，一般希望它具有什么条件？
86. 5 分 (8706) [答] (1) 反应体系的该物理性质，反应物与产物对它的贡献有较大的差别
(2分) (2) 该物理性质具有加和性 (1.5分) (3) 反应体系中某组分的该物理性质的值与该组份的浓度有正比关系，且不受其它组分（包括中间物）的干扰。 (1.5分)
87. 5 分 (8708)在室温 20℃，标准大气压力下，用量氧气体积的方法测定 30.0℃反应 H2O2 ─→ H2O + 1/2 O2 的反应速率常数, 测定装置中量气管体积为50 cm3，若测定时取过氧化氢溶液 20 cm3，则该溶液的浓度最大不能超过何值，才 能适应所用的量气管。（假设 O2服从理想气体方程）。 87. 5 分 (8708) [答] n = pV/RT = 2.04×10-3 mol (T = 298 K) (3分) c = 0.20 mol·dm-3 (2分)
88. 10 分 (8720)在恒温、恒压下，测定化学反应速率常数的方法常分为物理法及化学法两类, 请你以做过的实验为例, 简述这两类方法的主要区别及优缺点。
88. 10 分 (8720) [答] 物理法：如电导法测乙酸乙酯皂化速率常数等, 优点是不需要直接取样, 不需中止反应, 测量快, 测得数据多, 数据误差小, 所测的物理量易转化为电讯号, 易实现测定、记录、处理的自动化。缺点是:对不同反应体系要用不同物理量, 有的体系找不到合适的物理量, 物理量与浓度关系不规则, 易引入系统误差,需要比较特殊的仪器。 (5分) 化学法：如用KMnO4滴定法测定H2O2分解反应速率常数, 其优点是使用通常用的化学分析方法, 如多为容量法分析测定浓度, 取得的数据直接引入动力学方程, 不加其他关系。 缺点是需取样并中止反应才能进行分析, 取样记时及反应条件控制易引入误差, 化学分析慢, 取得数就少, 增加了数据处理误差, 不易实现自动化。 (5分)
89. 5 分 (8721)在甲醇氧化制备甲醛的实验中, 是以空气通过甲醇蒸发器作为原料气的, 实验时用铁钼催化剂时, 甲醇蒸发器的温度须严格控制在3±1℃, 其原因是什么?
89. 5 分 (8721) [答] 保证安全, 防止爆炸。 因为甲醇和空气混合气是可爆炸气, 爆炸低限为甲醇含量5.5%(体积百分数), 当实验以铁钼催化剂进行催化时, 实验条件是应控制在甲醇低于爆炸低限; (3分) 根据甲醇蒸气压与温度的关系, 必须使甲醇在3±1℃ 蒸发才能保证安全。 (2分)
90. 10 分 (8751)三价铁离子与钛铁试剂在 pH 为 4.3 附近形成兰色的二配位配合物, 说明如何由实验测定该配合物的吸光系数。
90. 10 分 (8751) [答]据 D = KcL ，在 T，?，L 一定时，测定不同 c 时的 D。 (4分) c 的确定：已知Fe3+ 浓度的溶液，加过量钛铁试剂使完全形成配合物，作 D - c 工作曲线。 (4分) 测 D 用分光光度计。 (2分)
91. 10 分 (8759)说明用什么物理量才能比较物质本身的吸光性能、 旋光性能、折光性能和
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2?2?导电性能（指电解质）的大小，并说明每一物理量的物理意义。
91. 10 分 (8759) [答]吸光性能：K = D/Lc, 波长一定，单位溶液厚度，单位浓度该物质的吸光度 (2分)
旋光性能： 用比旋光度 [?]D = (10×?)/Lc，20℃时，以钠光 D 线作光源， 旋光管长 10 cm c = 1 g·cm-3 之旋光度 (3分)
折光性能：用折光率 [n]D, 20℃，以钠光 D 线作光源测定折光率 (2分) 导电性能：用无限稀释摩尔电导率 ∧m，将∧m- c 作图外推至 c = 0时之∧m。(3分)
92. 10 分 (8801)利用 ? =R'h?g/2 公式计算表面张力? ，式中 R' 为毛细管半径，h 为液体在毛细管内上升的高度，?为液体的密度，g 为重力加速度。利用仪器测得 R' = (0.30±0.03)×10-3 m， h = (50.0±0.2)×10-3 m ， ? = (1.0000±0.0005)×103 kg·m-3 g = (980.0±0.5)×10-2 m·s-2，
要求表面张力的相对误差不超过 5％。问上述测量是否能达到此要求。若不符合，需 作怎样改进才能达到要求。 92. 10 分 (8801) [答] ? = R'h?g/2 = 7.35×10-3 N·m-1 △? =±(?? /?R'×dR' + ?? /?h x dh + ?? /?p×dp +?? /?g×dg) =± 8.0×10-4 N·m-1 △? /? = ± 11% > 5% (5分) 测量达不到要求△? 中占主要部分的是毛细管半径 R' 的测量精度，其它影响不大。(5分)
93. 10 分 (8802)最大气泡压力法测液体的表面张力实验时，某同学发现，当毛细管管端不是刚刚与液面相接触，而是插入液面一小段距离时，测得的 △h 偏高。因而该同学在讨论中说毛细管管端插入液体内部，将使测得的表面张力值偏高，你认为这一说法对吗？为 什么？
93. 10 分 (8802) [答]已知标样 S 及未知样 X，则 ? x/? s= △hx/△hs影响 ? x值的因素与 △h 之测定值, X, S 样的密度及毛细管端插入深浅等众多因素有关。
94. 10 分 (8803)用什么实验方法可以测量 HgO(s) = Hg(l) + 1/2 O2(g) 的反应热（说明理论根据和求算步骤，不要求具体的操作步骤和实验装置）。
94. 10 分 (8803) [答] 用热力学方法：测定不同温度下的平衡常数Ka, 据 dlnKa/dT = △rHm/RT2 计算 △rHm。 Ka之测定法，在一定温度下，测定平衡时所产生 O2(g)的体
积或压力；
用电化学方法：设计电池 Pt,O2(g)│NaOH(m)│HgO(s),Hg(l)
用对消法，测定不同温度时之电动势 △rHm= -zFE + zFT(?E/?T)p （任一方法均可）
95. 5 分 (8808)用最大气泡法测定溶液的表面张力的实验操作中, 为什么要求读出最大压力差?
95. 5 分 (8808) [答] p(内) 11 $$2020? 2? r? 为气泡在毛细管口受到的表面张力 (2分) 当 ? r2?pmax＝2? r?时, 气泡就逸出了 故实验中要求读出最大压力差 h 。 (2分) 96. 10 分 (8821)用乌氏粘度计（三管）和奥氏粘度计（二管）测定液体的粘度时，操作要求有何不同 ? 为何有此不同的要求？它们在测定液体的粘度时需要什么条件？ 96. 10 分 (8821) [答]奥氏计要求每一测定所取的液体体积相同，乌氏计无此限制。 (3分) 原因是：乌氏计有侧管与大气相通，液体下落时，在大气压一定时， 阻力一定，与流体量无关，即流经 AB 两刻度的时间只与粘度有关； 奥氏计流体下落时，与另一管中残留的液体相连，量不同阻力不同， 只有固定粘度计中液体总量，在其它条件相同时流经刻度 A、B 的时间 才只与时间有关。 (3分) 除上述条件尚要求：据 n1/n2 = t1/t2 (1) 要求所取试液与对照的液体密度相近； (2) 同温、同一支粘度计； (3) 由刻度 A 到 B 流经的时间足够长。 (4分) 97. 5 分 (8825)在由电泳法测定胶体的?电位的实验中，溶胶上面要加入与溶胶的电导率相同的辅助电解质溶液，使其与溶胶形成清晰的界面，然后在外界电场下，测定界面移动一定距离所需的时间，计算?电位。试问为何辅助电解质溶液的电导率要与溶胶的电导 率相同 ? 97. 5 分 (8825)[答] 实验中，应用公式 ?= 4??/[D×(E/L)]×U×(300)2 V，求算 ? 电位，E 即为电泳仪两电极间的电压，L 为二极间的距离，这就要求两极间溶液电导率均匀一致，这样才能使 E/L 是一固定值。 98. 5 分 (8854)请回答下列问题： (1) 测量 1 700 K 的高温应选用何种温度计 (2) 画出任意一种稳定气流压力的装置简图，并简要说明其工作原理 98.5 分 (8854) [答](1) 用 Pt - (Pt - Rh) 热电偶高温计或 Pt 电阻温度计或光学高温计(2分) (2) 答案 (a) 用稳压瓶 （如图） 稳压瓶为体积较大的瓶，气体入口的半径是较小的，经过体积很大的瓶时， 即使入口处气流压力有所波动，但对瓶中气体的压力则几乎没有影响，因而可 以起到稳压稳流的作用。 或 (b) 用稳压阀 或 (c) 用水准瓶 还有其它答案，只要合理即可。 (3分) 99. 5 分 (8856)用凝固点降低法测定摩尔质量的实验，溶质摩尔质量可由下式求得 M2=KfW2/(△Tf·W1) 其中 Kf为溶剂的凝固点降低常数，△Tf为溶液的凝固降低值， W1和 W2分别为溶剂和溶质的质量。若实验时溶质的质量约 0.3 g 左右，溶剂质量为 20 g 12 左右，而用贝克曼温度计测得溶液的凝固点降低约 0.3 K 左右。某人为了提高测量精度，不管溶剂或溶质均采用电光分析天平称量，你认为有没有必要？试用误差理论分析之。 99. 5 分 (8856) [答]分析天平的绝对误差 △W = 0.0002 g，工业天平为 0.05 g， 贝克曼温度计 0.002 K， 相对误差分别为：△(△t0+ △t)/(t0- t) = 0.013 （ t0纯溶剂凝固点，t 溶液凝固点） (2分) △W1/W1= 0.0002 g/20 g = 1.0×10-5 , △W2/W2= 6.7×10-4 用工业天平称溶剂为： 0.05 g/20 g = 25×10-4 测摩尔质量为 △M/M = △W1/W1+ △W2/W2+ △(△t0+△t)/(t0-t) =±0.0137 可知温度测量是决定步。故用工业天平称量溶剂即可。 (3分) 100. 5 分 (8857)某学生在测量一恒温槽的温度波动曲线时，获得以下的波动曲线, 他使用的是一只800 W 的加热器。问：此曲线说明加热器的功率太小还是太大 ? 为什么 ? 可以采取什么最简单的措施来改善这种加热状况？ 100. 5 分 (8857) [答]从该加热曲线看，加热器的功率太大，所以加热很短时间恒温槽的温 度就很快上升。在一个周期中，冷却时间要长得多。 (3分) 为了改善这种状况，可以在继电器与加热器之间接上一只 1 kW 的变压器，将输入加热器的功率减少。 (2分) 101. 10 分 (8860) 8860 用比重瓶在恒温条件下测定液体密度的实验中，一般都忽略了称空比重瓶时瓶中 所含空气的质量，即称空瓶实际是称的空瓶加瓶中的空气，把瓶加瓶中空气的质量作为 空瓶质量处理。若要作精确测定，如何能消除这一因素产生的误差。 101. 10 分 (8860) [答]称空瓶＋瓶中空气质量为 W0， 瓶＋标样 1 为 W1， 瓶＋标样 2 为 W2， 瓶＋待测液为 Wx， 令 W 为瓶中空气质量， V 为瓶体积。 ?1= (W1- W0+ W)/V， ?2= (W2- W0+ W)/V， ?x= (Wx- W0+ W)/V， 求得 V，W 表达式代入 ?x 得 ?x= (Wx- W1)(?2- ?1)/(W2- W1) + ?1= (Wx- W2)(?2- ?1)/(W2- W1) + ?2 （此题采用二个已知密度标样称量方法） DCDDC DACCC ACBCA BCBBB CCACA DADDC ACBDA DBDAC ADDAB CCABD BCDDA 13