“物理化学实验”习题答案.doc

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1、“物理化学实验”习题材化1班李奈青1．对某一液体的密度进行多次测定，其实验结果如下：1.082,1.079,1.080,1.076g/cm3。求其平均误差、平均相对误差、标准误差和精密度。解：(g/cm3)(g/cm3)(g/cm3)2．在不同温度下测定氨基甲酸铵的分解反应NH2COONH4(s)=2NH3(g)+CO2(g)的平衡常数，今获得如下数据：────────────────────────T/K298303308313318────────────────────────lgK-3.638-3.150-2.717-2.294-1.877─

2、───────────────────────试用最小二乘法求出lgK─1/T的关系式，求出反应的平均热效应ΔrH0m（设ΔrH0m在此温度范围内为一常数）；作lgK─1/T的关系曲线，从直线的斜率求出ΔrH0m。比较上述两种方法所得的ΔrH0m值，何者更准确，为什么？解：（1）、用最小二乘法计算：由数据判断lgK─1/T的关系呈线性关系，假设：lgK=b*1/T+a则根据最小二乘法：通过列表计算：T1/TlgK（）*（）（）22980.003360.00011-3.638-0.903-0.0.3030.003300.00005-3.150-0.41

3、5-0.0.3080.003250-2.7170.018003130.00319-0.00006-2.2940.441-0.0.3180.00314-0.00011-1.8770.858-0.0.0.01624-0.00001-13.676-0.001-0.0.所以lgK─1/T的关系式为：由公式可得：=7.92×103×2.303×8.314=1.52×105(J/mol)（2）、作图法：1．设一钢球的质量为10mg，钢球密度为7.85g/cm3。若测半径时，其标准误差为0.015mm，测定质量时的标准误差为0.05mg。问测定此钢球密度的精确度（

4、标准误差）是多少？解：由得：又由：得测定此钢球密度的精确度为：2．在629K时，测定HI的解离度α，得到下列数据：0.1914,0.1953,0.1968,0.1956,0.1937,0.1949,0.1948,0.1954,0.1947,0.1938。解离度α与平衡常数K的关系为试求629K时的K值及其标准误差。解：数据大小分析可看出0.1914这个数值偏离其它数值比较大，通过计算3σ进行判断：扣除这个异常值后9个数的平均值为：因此处于(0.1950-0.0030，0.1950+0.0030)区间的测量数据属正常范围，而0.1914这个数值远远超出

5、此范围，是异常值，应当舍弃。所以：5．利用苯甲酸的燃烧热测定氧弹的热容C，其计算式为C=[（26460G+6694g）/t]-D·C水式中，C水是水的比热容，26460和6694分别是苯甲酸和燃烧丝的燃烧热（J·g-1）。实验所得数据如下：苯甲酸的质量G=1.1800±0.0003g；燃烧丝质量g=0.0200±0.0003g；量热器中含水D=1995±2g；测得温度升高值为t=3.140±0.005℃。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。解：则氧弹的热容为：C=1639±18J/K。从上面的计算得数据看，由测量温度升高值t

6、而带来的误差最大，占总误差的百分比＝253/（6.4＋0.41＋253＋70）＝78%，其次是量热器中水的质量D，它所带来的误差占总误差的21%，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。6．下表给出同系物7个碳氢化合物的沸点（Tb）数据：───────────SubstanceTb/K───────────C4H10273.8C5H12309.4C6H14342.2C7H16368.0C8H18397.8C9H20429.2C10H22447.2───────────碳氢化合物的摩尔质量M和沸点Tb/K符合下列关系式：Tb=aMb

7、要求：（1）用作图法求a和b；（2）用最小二乘法确定常数a和b，并与（1）中的结果比较。解：对等式Tb=aMb两边取对数得：lgTb=lga+blgM，即lgM与lgTb成线性关系。依题整理数据有：分子式摩尔质量M(g/mol)Tb/KlgTblgMC4H1058273.82.43741.76C5H1272309.42.49051.86C6H1486342.22.53431.93C7H16100368.02.56582.00C8H18114397.82.59972.06C9H20128429.22.63272.11C10H22142447.22.65

8、052.15（1）作图法：以lgM为横坐标，lgTb为纵坐标作图：（1）最小二乘法：由lgTb=lga+bl