物理化学实验思考题及答案全解

实验三 旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数

1. 说出蔗糖溶液在酸性介质中水解反应的产物是什么？此反应为几级反应？

??答案：C12H22O11?H2O????C6H12O6(葡萄糖)?C6H12H6(果糖) 准一级反应

?H??2. WZZ-2S数字式旋光仪的使用分为哪几步？

答案：①.打开电源开关(POWER仪器左侧),待5-10分钟使钠灯发光稳定。

②.打开光源开关(LIGHT仪器左侧),开关指DC档,此时钠灯在直流电下点燃。 ③.按“测量”键,液晶显示屏应有数字显示。④.清零 ⑤.测量

3. 旋光管中的液体有气泡是否会影响实验数据？应如何操作？ 答案：会，若管中液体有微小气泡，可将其赶至管一端的凸颈部分。 4. 本实验为什么可以通过测定反应系统的旋光度来度量反应进程？

答案：在本实验中，蔗糖及其水解产物都具有旋光性，即能够通过它们的旋光度来量度其浓度。蔗糖是

右旋的，水解混合物是左旋的，所以随水解反应的进行，反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋，因此可以利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。

5. 旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步？

答案：①.调节恒温槽的温度在30±0.1℃。 ②.溶液配制与恒温。③.仪器零点校正。

④.测量（1）?t的测定（2）??的测定

6. 反应开始时，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？

答案：因为将反应物蔗糖加入到大量HCl溶液时，由于H的浓度高，反应速率大，一旦加入蔗糖则马上

会分解产生果糖和葡萄糖，则在放出一半开始时，已经有一部分蔗糖产生了反应，记录t时刻对应的旋光度已经不再准确，影响测量结果。反之，将HCl溶液加到蔗糖溶液中去，由于H的浓度小，反应速率小，计时之前所进行的反应的量很小。

7.

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+

?t的测量时间是否正好为2， 4，…60分钟? 蔗糖水解过程中体系的旋光度增大还是减小？

的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋，蔗糖水解过程中旋光度是在不断减小。

答案：不是，应在旋光度读数稳定后，先记录精确的反应时间，几分几秒，再读旋光度。由于反应体系

8. 本实验需测哪些物理量？??是如何测得的？

答案：本实验需测不同时刻的?t及??。将剩余混合液置于50-60℃的水浴中加热40分钟，以加速水解

反应，然后冷却至实验温度，测其旋光度，此值即可认为是??。

9. 氢离子浓度对反应速率常数测定是否有影响？ 答案：有影响。因k值与温度和催化剂的浓度有关。

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10. 实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点?

答案：蒸馏水没有旋光性，其旋光度为零可用来校正仪器。 11. 实验结束后为什么必须将旋光管洗净？ 答案：防止酸对旋光管的腐蚀。

12. 记录反应开始的时间迟点或早点是否影响k值的测定？ 答案：不影响。因k值与温度和催化剂的浓度有关，与时间无关。

13. 在测定??时，通过加热使反应速度加快转化完全，加热温度能否超过60℃？为什么？

答案：??的测量过程中，剩余反应混合液加热温度不宜过高以50～55℃为宜，否则有副反应发生，溶

液变黄。因为蔗糖是由葡萄糖的苷羟基与果糖的苷羟基之间缩合而成的二糖。在H离子催化下，除了苷键断裂进行转化外，由于高温还有脱水反应，这就会影响测量结果。

14. 蔗糖水解反应速率系数和哪些因素有关？

答案：对指定的反应，速率系数反应温度、催化剂有关。

15. 在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正？它对旋光度的精确测量有什么影响？在本实验中若不

进行零点校正对结果是否有影响？

答案：旋光仪由于长时间使用，精度和灵敏度变差，故需要对零点进行校正。若不进行零点校正，则各

个时间点所得的溶液的旋光度都存在偏差。本实验数据处理时，以ln??t????对t作图计算，故若不进行零点较正，只是α值不准确，但并不影响旋光度的其差值，对k的结果无影响。

16. 配置蔗糖和盐酸溶液浓度不够准确，对测量结果是否有影响？

答案：当蔗糖的浓度不准确时，对反应速率常数的测量结果无影响。当HCl溶液浓度不准确时，对反应

速率常数的测量结果有影响。

17. 蔗糖水解实验中为什么不用浓硫酸和稀硝酸，而用盐酸？

答案：浓硫酸有脱水性（会使蔗糖脱水变成碳）和强氧化性，浓稀硝酸都有强氧化性，所以不能使用（蔗

糖水解生成的葡萄糖和果糖具有还原性）。

18. 为什么配蔗糖溶液可以用粗天平称量？

答案：本实验通过测?t来求得k, k与反应物浓度无关，不同?t对应于不同的浓度值，无须知道它的准

确浓度，所以配置蔗糖溶液可以用粗天平称量。

19. 旋紧旋光管的套盖时，用力过大会影响测量结果吗？

答案：会，若用力过大，易压碎玻璃盖片，或使玻璃片产生应力，影响旋光度。

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+

实验四 二级反应－乙酸乙酯皂化

原理：CH3COOC2H5?NaOH???CH3COONa?C2H5OH

11?(G0?Gt)G?Gt ??kt ckt??0c?xc?[(G0?G?)?(G0?Gt)]Gt?G?由(G0?Gt)/(Gt?G?)对t作图,应得一直线,从其斜率即可求得速率常数k值。

1. 为什么以0.01mol/l的NaOH溶液和0.01mol/l的CH3COONa溶液测得的电导，就可以认为是G 0和G∞? 答案：因为它们是强电解质，在稀溶液中，每种强电解质的电导率与其浓度成正比，乙酸乙酯和乙醇对

电导率的贡献会忽略，而且溶液的总电导率就等于组成溶液的电解质的电导率之和。

2. 如果两溶液均为浓溶液，能否用相同的方法求k值？为什么? 答案：不能。因为浓溶液电导率与浓度不成正比关系。 3. 如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？

G0?Gt答案： 与时间成线性关系。乙酸乙酯皂化反应不仅仅局限于电导测定的方法，所以可由尝试法

Gt?G?确定反应级数。

4. 为什么实验用NaOH和乙酸乙酯应新鲜配制?

答案：氢氧化钠溶液易吸收空气中二氧化碳而变质；乙酸乙酯容易挥发和发生水解反应而使浓度改变。 5. 为什么要使两种反应物的浓度相等? 若乙酸乙酯和氢氧化钠的初始浓度不等时，应如何计算k值?

答案：为了使二级反应的数学公式简化。根据公式： 1b(a?x)ln?k2ta-ba(b?x)6. 为什么测量时要将电导率仪的温度旋钮选为“25”？

答案：测量值就是待测液在实际温度下未经补偿的原始电导率值。

7. 如果知道不同温度下的反应速率常数，如何可以计算出该反应的活化能？

ln?(?)计算。 答案：可根据阿伦尼乌斯公式

8. 在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，可否将NaOH溶液稀释一倍后测得的电导率值作

为皂化反应的初始电导率？为什么？ 答案：可以，乙酸乙酯不具有明显的电导率。

9. 乙酸乙酯的皂化反应为吸热反应，试问在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，如何处

置这一影响而是使实验得到较好的结果?

答案：采用恒温槽恒温，并用稀溶液来减少吸热量。

10. 在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，如果NaOH和CH3COOC2H5溶液为浓溶液时，能否

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k2k1Ea1RT11T2

用此法求k值，为什么?

答案：不能。因为1、浓的强电解质的电导率值与浓度不成正比；2、浓溶液反应吸热对温度的影响不可

忽略。

11. 为什么电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中要在恒温条件下进行，且溶液在混合前还要

预先恒温？

答案：动力学实验，一般情况下要在恒温条件下进行，因为不同的温度的反应速率不一样，反应速率常

数与温度有关，电导率的数值与温度也有关，所以要准确进行动力学测量，必须在恒温条件下进行。预先恒温可以减少混合时温度的波动，减少实验误差，因为他们一混合反应就进行，所以先恒温，再混合，可以进少误差。

12. 在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，由于某些原因不知道电导池常数，假如直接测

电导是否对实验结果产生影响?

G0?Gt答案：没有影响，该实验是以 对 t作图，而电导池常数在计算时可被约去，因此对k没有影响。

Gt?G?13. 在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，实验过程中所用的NaOH是否需要精确标定? 答案：需要，为了处理方便起见，本实验在设计实验时将反应物CH3COOC2H5和NaOH采用相同的浓度作为

?(G0?Gt)G?Gtckt??0起始浓度。即反应物CH3COOC2H5和NaOH 才

?[(G0?G?)?(G0?Gt)]Gt?G?能用。因此实验过程中所用的NaOH需要精确标定。 14. 在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，记录数据所隔时间是否越长越好？为什么？ 答案：不是。刚开始电导率的变化很大，若时间太长，不易记录数据，对实验有影响。

15. 在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，需用电导水，并避免接触空气及灰尘杂质的落

入，为什么?

答案：电导水含杂质少，对电导率的测定影响小，从而减少误差；由于空气中的CO2会溶入电导水和配

制的Na0H溶液中，而使溶液浓度发生改变。因此在实验中可用煮沸的电导水，同时可在配好的NaOH溶液瓶上装配碱石灰吸收管等方法处理。

16. 在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，各溶液在恒温及操作时为什么要盖好？ 答案：因为本实验要测定溶液的电导率，对溶液浓度要求高。若在恒温及操作过程中不盖好，会因为溶

液及溶剂的挥发或杂质的进入而造成溶液浓度的改变而影响实验结果。因此必须盖好装溶液的容器。

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实验五 溶液电导的测定和应用

1. 电导法测醋酸的电离平衡常数实验中，影响准确测定结果的因素有那些? 答案：溶液的浓度，恒温槽的温度，电导水的电导率。

2. 用不同的电导电极测定同一温度下同一溶液的电导率时所得结果应该怎样？为什么？

答案：理论上应该相同，因为溶液的电导率是溶液本身的性质。如果电导池常数或电极常数没有标定，

会导致用不同的电导电极测定同一溶液的电导率得到的结果略有不同。

3. 如何定性地解释电解质的摩尔电导率随浓度增加而降低？

答案：对强电解质而言，溶液浓度降低，摩尔电导率增大，这是因为随着溶液浓度的降低，离子间引力

变小，粒子运动速度（离子淌度）增加，故摩尔电导率增大。对弱电解质而言，溶液浓度降低时，解离度增加，因此摩尔电导率也增加，在溶液极稀时，随着溶液浓度的降低，摩尔电导率急剧增加。

4. 测定溶液的电导率时为何要用交流电？能否用直流电？

答案：交流电可以抑制电导电极上发生电化学反应。不能用直流电，如果用直流电，将可能发生电解和

极化，使测量结果不准。

5. 什么是电导水？测醋酸的电离平衡常数时为何要测电导水的电导率？水越纯，电导率是越大还是越

小？

答案：电导水是指实验室中用来测定溶液电导时所用的一种纯净水。水的电导率对溶液的电导率有影响，

因此要测定水的电导率。水越纯，一般电导率越小。

6. 电解质溶液电导率与哪些因素有关？

答案：电解质溶液电导率主要与电解质的性质，溶剂的性质，测量环境的温度有关。 7. 在测HAc的电离平衡常数实验中，用移液管移取溶液时能否先用该溶液润洗？为什么？

答案：需要先用该溶液润洗，因为要准确知道醋酸的浓度，不用醋酸润洗移液管就会造成醋酸浓度偏小，

造成实验误差。

8. 在电导法测醋酸的电离平衡常数实验中，为什么要测电导池常数？如何得到该常数？

答案：在电导法测醋酸的电离平衡常数实验中，要求醋酸的电离平衡常数，需测出HAc溶液不同浓度c

的电导率κ，要准确测定HAc溶液电导率κ，必须先准确知道实验中所用电导池常数或电极常数。电导池常数或电极常数用标准溶液（常用氯化钾溶液）标定。

9. 在电导法测醋酸的电离平衡常数实验中，测电导率时为什么要恒温？实验中测电导池常数和溶液电

导率，温度是否要一致？

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