“物理化学实验”习题答案.pdf
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1、-“物理化学实验”习题“物理化学实验”习题材化材化 1 1 班班 03240210324021李奈青李奈青1 1 对某一液体的密度进行多次测定对某一液体的密度进行多次测定,其实验结果如下:其实验结果如下:.082.082,1 10707,1.080,1.080,1.1.g/cmg/cm3 3。求其平均误。求其平均误差、平均相对误差、标准误差和精密度。差、平均相对误差、标准误差和精密度。解:解:d 1.0821.0791.0801.0761.0794(g/cmg/cm)dni|1.0821.079|1.0791.079|1.0801.079|1.0761.079|0.002(g(gmm)40.0
2、02100%0.2%1.079d100%s ds0.0032 0 0.0012 0.0032 0.003n 1412i(g/cm(g/cm3 3)RSD 100%0.003100%0.3%1.0792 2 在不同温度下测定氨基甲酸铵的分解反应在不同温度下测定氨基甲酸铵的分解反应 NHNH2 2COONHCOONH4 4(s)(s)=NHNH3 3(g)+COg)+CO(g)(g)的平衡常数,今获的平衡常数,今获得如下数据:得如下数据:/K/K8 80303 308 3083131 3 38 8lglgK K -3.-3.8 8.1.1 -.7.77 -27 -2294294 -1 -18778
3、770 00 0试用最小二乘法求出试用最小二乘法求出g gK K/的关系式的关系式,求出反应的平均热效应求出反应的平均热效应r rH Hm m(设(设H Hm m在此温度范围内为一在此温度范围内为一常数)常数);作;作 lglgK K 1/1/0 0的关系曲线的关系曲线,从直线的斜率求出从直线的斜率求出r rH H。比较上述两种方法所得的。比较上述两种方法所得的H Hm m值,何者更准确值,何者更准确,为什么为什么?解解:(1):(1)、用最小二乘法计算:、用最小二乘法计算:由数据判断由数据判断 l lK K1 1T T的关系呈线性关系的关系呈线性关系,假设假设:lgK=b*1/lgK=b*1
4、/T Ta a 则根据最小二乘法:则根据最小二乘法:a lgKibi1n1i1Tnnn lgK-b1T-11lgK lgKi_i1TiT b 2n 11 TTi1i通过列表计算通过列表计算:-T T1/T1/T11TiTgKgKlg Ki lg K(11)*(*(lg Ki lg K)TiT(11)TiT298298 0.000.003636 0.00.0011011-.63.63-0.9-0.93 3 0 0 0 0-3.-3.50500.0.5 53 3330330005005308308.0.032320 02.2.1 10.0180.0180.4410.4410.8580.858-0.
5、0-0.00.000.000210210 0-0.-0.0002600026.0000.00004 4-0-00020020 00.0000.0000001210001210 00 00250250 00.0.00000000036000360.0.000000100000011 10.000000.00000030303030 0 3 33 3 0.003190.00319-2.294-2.29400000.0.0 01 1-0.0-0.00 03 38 8-1.877-1.8771 1b 0 00160160 0 0000-13.67-13.67-0.0-0.01 10 0T15 11*l
6、g Kilg K2.40104iT 7.921032853.0310 11 T 1Tia lg K b*1 2.7357.921030.00325 23.0T7.92103 23.0所以所以 lglgK K 1 1T T的关系式为的关系式为:lgK TrHmrSm由公式由公式lg KT 可得:可得:2.303RT2.303RrHm=.2 2 0 0 3030.14141 15 5 1010 (J/mol (J/mol)5 5(2 2)、作图法:、作图法:-3 3 设一钢球的质量为设一钢球的质量为 1 1 m m,钢球密度为钢球密度为 7.857.85/m m。若测半径时,其标准误差为。若测半径
7、时,其标准误差为 0.0150.015mmmm,测定质量,测定质量时的标准误差为时的标准误差为 0.050.05mgmg。问测定此钢球密度的精确度(标准误差。问测定此钢球密度的精确度(标准误差)是多少是多少?3 3解解:由由m3m得:得:V4R3R 33m30.010g3 0.0673cm443.147.85g/cm322 22又由:又由:mRmR7.85g/cm33 785cm33m4Rm0.010g337.85g/cm39m 350g/cm44RR0.0673cm4R得测定此钢球密度的精确度为:得测定此钢球密度的精确度为:22mRmR22785cm510g350g/cm1.51032524
8、23cm2 0.53g/cm34 4 在在 629629 时,测定时,测定I I 的解离度的解离度,得到下列数据:得到下列数据:0 01 14,4,0.0.953,953,0 01919,.56,56,0.1930.193,0.1 0.149,49,.948,948,.954954,0.194 0.194,0.10.13838。解离度解离度与平衡常数与平衡常数K K的关系为的关系为 K 2(1 )试求试求 629 K629 K 时的时的值及其标准误差。值及其标准误差。2解解:数据大小分析可看出数据大小分析可看出 0.0.9 94 4 这个数值偏离其它数值比较大,通过计算这个数值偏离其它数值比较
9、大,通过计算 3 3进行判断进行判断:扣除这个异常值后扣除这个异常值后 9 9 个数的平均值为:个数的平均值为:10.19530.19680.19560.19370.19490.19480.19540.19470.1938 0.19509N2xi x110.00032 0.00182 0.00062 0.00132 0.00012 0.00022 0.00042 0.00032 0N 191 0.0010因此处于因此处于(0.19(0.190-0.00-0.00 0,0.0.9509500.0.030)030)区间的测量数据属正常范围区间的测量数据属正常范围,而而.19.19这个这个数值远远超
10、出此范围,是异常值数值远远超出此范围,是异常值,应当舍弃。应当舍弃。-所以所以:0.1950K 210.1950 0.0146721dK0.1950又 0.1869d213210.1950322KdK 0.00100.1869 0.00019d平衡常数K为:K 0.01467 0.000195 5利用苯甲酸的燃烧热测定氧弹的热容利用苯甲酸的燃烧热测定氧弹的热容 C C,其计算式为,其计算式为C C=(2 2460460+6694+6694g g)/D DC C水水式中式中,C C水水是水的比热容是水的比热容,646646和和9494 分别是苯甲酸和燃烧丝的燃烧热(分别是苯甲酸和燃烧丝的燃烧热(
11、J J)。实验所得数据如下。实验所得数据如下:苯甲酸的质量苯甲酸的质量 G G=1.1=1.10 00.00030.0003;燃烧丝质量燃烧丝质量 g g 0200200.000.003g;3g;量热器中含水量热器中含水=9595g;g;测得温度升高值测得温度升高值为为 t t=3.140=3.140.。计算氧弹的热容及其标准误差。计算氧弹的热容及其标准误差,并讨论引起实验结果误差的主要因素。并讨论引起实验结果误差的主要因素。解解:C 26460G 6694g/t DC水26460J/g1.1800g 6694J/g0.0200g1995g4.184JK1g11639J/K3.140KC264
12、60J/g26460J/g 8426J/gKGt3.140KC6694J/g6694J/g 2132J/gKgt3.140K26460G 6694g26460J/g1.1800g6694J/g0.0200gC 3180J/K222tt3.140KC C水 4.184J/KgDC C 2 C 2 C 2 C 2GggttDDG22228426J/gK20.0003g22132J/gK20.0003g23180J/K220.005K24.184J/Kg22g26.40.4125370 J/K18J/K则氧弹的热容为:则氧弹的热容为:C=C=6396391 1 J/KJ/K。从上面的计算得数据看,由
13、测量温度升高值从上面的计算得数据看,由测量温度升高值 t t 而带来的误差最大而带来的误差最大,占总误差的百分比占总误差的百分比=253/(6.=253/(6.+0.+0.1+2531+2537 7)=)=%,其次是量热器中水的质量,其次是量热器中水的质量 D,D,它所带来的误差占总误差的它所带来的误差占总误差的 2 2%,所以,所以在实验中要改进对这两个物理量的测量方法,以减小实验误差。在实验中要改进对这两个物理量的测量方法,以减小实验误差。6 6 下表给出同系物下表给出同系物 7 7 个碳氢化合物的沸点个碳氢化合物的沸点(T T)数据:数据:SubstanSubstane eT Tb b/
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