04第4届全国大学生化学实验邀请赛(厦门大学)-实验b.doc

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1、“涌泉杯”第四届全国大学生化学实验邀请赛实验试卷选手编号：总成绩：实验B化学物理量测定的设计与实验实验内容第一部分第二部分第三部分第四部分总分考分25252525100得分实验目的与注意事项1.实验B是由四个化学物理量测定的设计与实验所组成：重油燃烧热的测定；酸催化蔗糖转化动力学；可逆电池电动势的测定；离子迁移数的测定。2.本实验主要考察参赛选手对化学基础实验教学大纲所要求的实验内容的掌握程度，并考察学生运用化学基础知识综合分析问题、解决问题的能力以及实验的动手能力。尤其侧重于考察参赛选手设计新实验的能力、理论与实验相结合的能力和用物理法与化学分

2、析法测定化学中物理量的技能。3.参加实验B的参赛选手共分为4组，每组参赛选手均需做4个实验，每个实验的轮换是以组为单位，轮换时间由监考老师决定，先完成实验的参赛选手在原实验室等候。4.在做每个实验之前，请用5~10min的时间认真仔细阅读竞赛要求、步骤和实验内容。要注意合理安排时间，不能超时。5.实验B总分100分；实验竞赛时间为8小时(包括午餐时间)。实验B试卷页码：1/13“涌泉杯”第四届全国大学生化学实验邀请赛实验试卷选手编号：成绩：第一部分热力学部分——重油燃烧热的测定1.实验设计(实验前发给学生)1.1基本原理燃烧热是指一摩尔(或单位质量)物质

3、完全燃烧时所放出的热量。由热力学第一定律可知，当燃烧在恒容下进行，体系不对外做功，恒容燃烧热QV等于体系内能U的改变，即：U=QV一般燃烧热是指恒压燃烧热Qp，其值可由QV求出：Qp＝QV+nRT可见，由反应前后气态物质的量的变化n和QV，就可算出Qp。在本实验中，只求QV，其数值是采用氧弹式量热计测定燃烧前后体系温度的改变量T，并通过放热总量等于吸热总量的原理求出。1.2仪器及试剂1)仪器a.氧弹式量热计1套h.尺子1把b.氧气钢瓶公用i.铅笔1根c.量热计控制器1套j.镊子1把d.万用表1台k.剪刀公用e.容量瓶(1000mL)1个l.扳手

4、公用f.电子天平公用m.充氧器公用g.坐标纸1张n.滴管公用2)药品a.重油公用b.苯甲酸公用c.镍丝公用1.3实验设计要求1)利用以上提供的仪器与药品，请设计出重油燃烧热测定的实验步骤(注意：重油燃点很高，不易点燃)。2)推导出恒容燃烧热QV的计算公式。实验B试卷页码：2/132.实验操作(将实验设计收回后，再发给学生)2.1样品用电子天平准确称量重油(0.6g,准确至0.0001g)和苯甲酸(0.3g,准确至0.0001g)；倒入金属小皿中，并将金属小皿放入氧弹内。2.2绑镍丝截取15cm无弯曲、无扭折的镍丝在电子天平上准确称至0.0001g。将

5、镍丝的中部在大头针上绕上2~3圈，抽出大头针并将镍丝绑在氧弹的电极上。2.3充氧气打开氧弹出气口，旋紧氧弹盖，用万用电表检查两根电极是否通路；若通路，则旋紧出气口后充氧。充氧步骤如下：拿掉氧弹底座，将氧弹进气口和充氧器的出气口接通，按下充氧器的手柄，此时表压指针指向2MPa，1min后松开充氧器的手柄，氧气已充入氧弹中。2.4燃烧和测量温度将充好氧气的氧弹再用万用表检查是否通路；若通路，则将氧弹放入量热计的内筒中。用容量瓶准确量取自来水3000mL倒入内筒中，装上搅拌马达，将氧弹两极用电线连接在点火变压器上，量热计控制器的温度探头插入水中，然后盖上盖子。

6、打开量热计温度控制器的电源，按下搅拌键，预热10min后，按下复位键，开始实验计时，此时每隔1min读一次数据；10min后，按下点火键，同时按下时间键，使得计时的时间间隔改为0.5min(点火后，每隔0.5min读一次数据)；直到每次读数时温度上升小于0.1℃再改为1min读一次，继续10min，结束实验。量热计温度控制器的补充说明：按下时间键，计时的时间间隔将在1min和0.5min之间转换选择；当仪器显示出现异常或需要将计时器清零时，按下复位键。停止实验后，取出氧弹，泄去废气，打开氧弹盖，称剩余镍丝质量；复原仪器。2.5作温度(T)时间(t)的雷

7、诺校正曲线，求出T，并根据下式算出QV。：'QWQWqW[(VC)C]TV1V2V3HO2卡式中：W1、W2、W3分别为重油、苯甲酸、燃烧掉镍丝的质量；实验B试卷页码：3/13QV、QV、qV分别为重油、苯甲酸、镍丝的恒容燃烧热；已知苯甲酸的恒容-1-1燃烧热为26442.9J·g，镍丝的恒容燃烧热为3242.6J·g。-1-1V、、C分别为H2O的体积(3000mL)、密度(1.00g·mL)和比热(4.18J·g)。C卡为量热计的水当量(各套仪器均标有C卡值)。补充说明：T值最大不超过3℃。2.6回答问题(答案请写在实验报

8、告中)通常用氧弹式热量计测定粉末状物质的燃烧热时，都需要将样品压成片状。若不将样