物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課后練習(xí)參考(編輯修改稿)
2025-05-01 02:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 溫度下的反應(yīng)速度不一樣，反應(yīng)速率常數(shù)與溫度有關(guān)，電導(dǎo)率的數(shù)值與溫度也有關(guān)，所以要準(zhǔn)確進(jìn)行動(dòng)力學(xué)測量，必須在恒溫條件下進(jìn)行。18. 在本實(shí)驗(yàn)的裝置中哪部分是燃燒反應(yīng)體系？燃燒反應(yīng)體系的溫度和溫度變化能否被測定？為什么？答：在本實(shí)驗(yàn)裝置中，氧彈的內(nèi)部是被測物質(zhì)的燃燒空間，也就是燃燒反應(yīng)體系。由于做燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)要在氧彈中充入高壓的氧氣，燃燒瞬間將產(chǎn)生高溫，這樣就無法將溫度計(jì)（或溫差計(jì)）直接插入到高壓氧彈中或者因?yàn)闇囟扔?jì)無法承受高壓或高溫，另外溫度計(jì)是玻璃或金屬外殼，在氧彈外面也無法與氧彈緊密接觸，或者有的溫度計(jì)（如熱電偶）達(dá)不到測量精度，所以很難對燃燒反應(yīng)體系進(jìn)行溫度或溫度差的測量。19. 在本實(shí)驗(yàn)的裝置中哪部分是測量體系？測量體系的溫度和溫度變化能否被測定？為什么？答：由于不能直接對燃燒反應(yīng)體系進(jìn)行溫度或溫度差測量，因此就需要將燃燒反應(yīng)體系（氧彈）放入到一種可以進(jìn)行溫度或溫度差測量的介質(zhì)中去，構(gòu)成比燃燒反應(yīng)體系大的測量體系。在本實(shí)驗(yàn)的裝置中，盛水桶、3000ml水（剛好可以淹沒氧彈）和氧彈三部分組成了測量體系，溫度計(jì)可以插入到水中并與水緊密接觸，不需要承受高壓和高溫，這樣可以根據(jù)測量體系的溫度變化去推斷燃燒反應(yīng)進(jìn)行所放出的熱量。20.測量體系與環(huán)境之間有沒有熱量的交換？（即測量體系是否是絕熱體系？）如果有熱量交換的話，能否定量準(zhǔn)確地測量出所交換的熱量？答：測量體系與環(huán)境之間有熱量的交換，因?yàn)槔硐氲慕^熱條件是不可能達(dá)到的。同時(shí)影響熱量的交換量大小的因素也比較多，①與體系、環(huán)境的材質(zhì)有關(guān)；②與體系、環(huán)境的接觸界面積大小有關(guān)；③與體系、環(huán)境的溫差有關(guān)，所以要定量準(zhǔn)確地測量出體系與環(huán)境交換的熱量是比較困難的。如果有凈的熱量交換的話，將會(huì)增大實(shí)驗(yàn)的測量誤差。21. 在一個(gè)非絕熱的測量體系中怎樣才能達(dá)到相當(dāng)于在絕熱體系中所完成的溫度和溫度差的測量效果？答：既然無法避免體系與環(huán)境之間有熱量的交換，就希望體系與環(huán)境之間交換的熱量為零或盡可能的小。在本實(shí)驗(yàn)過程中，樣品點(diǎn)火燃燒以后體系的溫度肯定將高于環(huán)境的溫度，體系將熱傳遞給環(huán)境，因此就必須在樣品點(diǎn)火燃燒以前使體系的溫度低于環(huán)境的溫度，使體系從環(huán)境處獲得熱量，并使體系獲得的熱量與傳出的熱量盡量抵消，這樣測量的效果就相當(dāng)于絕熱體系的結(jié)果。這就是“雷諾校正圖”的設(shè)計(jì)思想。22. 在本實(shí)驗(yàn)中采用的是恒容方法先測量恒容燃燒熱，然后再換算得到恒壓燃燒熱。為什么本實(shí)驗(yàn)中不直接使用恒壓方法來測量恒壓燃燒熱？答：原因?yàn)椋孩偃绻鞘褂煤銐喝紵椒?，就需要有一個(gè)無摩擦的活塞，這是機(jī)械摩擦的理想境界，是做不到的；②做燃燒熱實(shí)驗(yàn)需要盡可能達(dá)到完全燃燒，恒壓燃燒方法難于使另一反應(yīng)物——“氧氣”的壓力（或濃度）達(dá)到高壓，會(huì)造成燃燒不完全，帶來實(shí)驗(yàn)測定的實(shí)驗(yàn)誤差。23.苯甲酸物質(zhì)在本實(shí)驗(yàn)中起到什么作用？答：熱量交換很難測量，溫度或溫度變化卻很容易測量。本實(shí)驗(yàn)中采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定法，根據(jù)能量守恒原理，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)苯甲酸燃燒放出的熱量全部被氧彈及周圍的介質(zhì)等吸收，使得測量體系的溫度變化，標(biāo)定出氧彈卡計(jì)的熱容。再進(jìn)行奈的燃燒熱測量和計(jì)算。24.恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱有什么樣的關(guān)系？答：Qp=Qv+Δn(RT)Qp：恒壓燃燒熱；Qv：恒溶燃燒；Δn：反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的量之差；T為環(huán)境（外夾套）的溫度。？哪些是環(huán)境？體系和環(huán)境通過哪些哪些途徑進(jìn)行熱交換？這些熱交換對結(jié)果影響怎樣？如何進(jìn)行校正？答：體系包括內(nèi)筒以內(nèi)的部分，如氧彈,水等；內(nèi)筒以外的為環(huán)境。體系和環(huán)境以空氣層絕熱。體系和環(huán)境交換能量的途徑有：傳導(dǎo)、輻射、對流、蒸發(fā)和機(jī)械攪拌等。在測定的前期和末期，體系和環(huán)境間溫差的變化不大，交換能量較穩(wěn)定。而反應(yīng)期溫度改變較大,體系和環(huán)境間溫差隨時(shí)改變，交換的能量也不斷改變，很難用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接求算，通常采用作圖或經(jīng)驗(yàn)公式
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