物理化学实验习题复习资料.docx
第 1 页“物理化学实验”习题材化材化 1 1 班班 0032402100324021李奈青李奈青1 1对某一液体的密度进行多次测定，其实验结果如下：对某一液体的密度进行多次测定，其实验结果如下：1.082,1.082,1.079,1.079,1.080,1.080,1.0761.0763 3。求其平均误差、平均相对误差、。求其平均误差、平均相对误差、标准误差和精密度。标准误差和精密度。解：解：(3 3)(3 3)(3 3)2 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2424(s)(s)=2 23 3(g)(g)+2 2(g)(g)的平衡常数，今获得如下数据：的平衡常数，今获得如下数据：298298303303308308313313318318-3.638-3.638-3.150-3.150-2.717-2.717-2.294-2.294-1.877-1.877试用最小二乘法求出试用最小二乘法求出 1 1 的关系式，求出反应的平均热效应的关系式，求出反应的平均热效应0 0m m（设（设0 0m m在此温度范围内为一常数在此温度范围内为一常数）；作；作 1 1的关系曲线，从直线的斜率求出的关系曲线，从直线的斜率求出0 0m m。比较上述两种方法所得的。比较上述两种方法所得的0 0m m值，何者更准确，为什么？值，何者更准确，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 1 1 的关系呈线性关系，假设：的关系呈线性关系，假设：*1 1则根据最小二乘法：则根据最小二乘法：通过列表计算：通过列表计算：T T1 1（）*（）（）2 22 29 98 80.0.000033336 60.00.00010011 1-3-3.6.63838-0.90-0.903 3-0.000099-0.0000990.000000.0000000121001213 30 03 30.0.000033330 00.00.00000005 5-3-3.1.15050-0.41-0.415 5-0.000021-0.0000210.000000.000000002500025第 2 页3 30 08 80.0.000032325 50 0-2-2.7.717170.0180.0180 00 03 31 13 30.0.000031319 9-0.-0.0000000606-2-2.2.294940.4410.441-0.000026-0.0000260.000000.0000000036000363 31 18 80.0.000031314 4-0.-0.0000001111-1-1.8.877770.8580.858-0.000094-0.0000940.000000.0000000121001210.0.010162624 4-0.-0.0000000101-1-13.3.67676 6-0.00-0.001 1-0.000240-0.0002400.000000.000000030300303所以所以 1 1 的关系式为：的关系式为：由公式由公式可得：可得：=7=7.92.9210103 32.3032.3038.314=1.528.314=1.5210105 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 1010，钢球密度为，钢球密度为 7 7.85853 3。若测半径时，其标准误差为。若测半径时，其标准误差为 0.0150.015，测定质量时的标准误差为，测定质量时的标准误差为 0.050.05。问。问测定此钢球密度的精确度（标准误差）是多少？测定此钢球密度的精确度（标准误差）是多少？解：由解：由得：得：又由：又由：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：4 4在在 629629 K K 时，测定的解离度时，测定的解离度，得到下列数据：，得到下列数据：0.0.1914,1914,0.1953,0.1953,0.1968,0.1968,0.1956,0.1956,0.1937,0.1937,0.1949,0.1949,0.1948,0.1948,0.1954,0.1954,0.1947,0.1947,0.19380.1938。解离度解离度及平衡常数及平衡常数K K的关系为的关系为第 3 页试求试求 629629 K K 时的时的K K值及其标准误差。值及其标准误差。解：数据大小分析可看出解：数据大小分析可看出 0.19140.1914 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：因此处于因此处于(0.1950-0.0030(0.1950-0.0030，0.1950+0.0030)0.1950+0.0030)区间的测量数据属正常范围，而区间的测量数据属正常范围，而 0.19140.1914 这个数值远远超出此范围，是异常值，这个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：5 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=（2646026460G G+66946694g 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，2646026460 和和 66946694 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（J J1 1）。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 1.18001.18000.0003g0.0003g；燃烧丝质量；燃烧丝质量g g=0.02000.02000.0003g0.0003g；量热器中含水；量热器中含水 199519952 2g g；测得温度升高值；测得温度升高值为为 3.1403.1400.0050.005。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。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：解：则氧弹的热容为：则氧弹的热容为：163916391818。从上面的计算得数据看，由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，占总误差的百分比而带来的误差最大，占总误差的百分比253/253/（6.46.40.410.412532537070）78%78%，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 21%21%，所以在实验中要改进对这两个物理量的测量方法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（）数据：个碳氢化合物的沸点（）数据：C C4 4H H1010273.8273.8C C5 5H H1212309.4309.4C C6 6H H1414342.2342.2C C7 7H H1616368.0368.0C C8 8H H1818397.8397.8C C9 9H H2020429.2429.2C C1010H H2222447.2447.2碳氢化合物的摩尔质量碳氢化合物的摩尔质量M M和沸点符合下列关系式：和沸点符合下列关系式：要求要求：（1 1）用作图法求）用作图法求a a和和b b；（2 2）用最小二乘法确定常数）用最小二乘法确定常数a a和和b b，并及（，并及（1 1）中的结果比较。）中的结果比较。解：对等式解：对等式两边取对数得：两边取对数得：，即及，即及 成线性关系。成线性关系。依题整理数据有：依题整理数据有：分子分子式式摩尔质量摩尔质量 M()M()C C4 4H H10105858273.8273.82.43742.43741.761.76C C5 5H H12127272309.4309.42.49052.49051.861.86C C6 6H H14148686342.2342.22.53432.53431.931.93第 4 页C C7 7H H1616100100368.0368.02.56582.56582.002.00C C8 8H H1818114114397.8397.82.59972.59972.062.06C C9 9H H2020128128429.2429.22.63272.63272.112.11C C1010H H2222142142447.2447.22.65052.65052.152.15（1 1）作图法：以为横坐标，为纵坐标作图：作图法：以为横坐标，为纵坐标作图：（2 2）最小二乘法：由最小二乘法：由，得：，得：相关数据处理：相关数据处理：1.761.76-0.22-0.220.04840.04842.43742.4374-0.1213-0.12130.0266860.0266861.861.86-0.12-0.120.01440.01442.49052.4905-0.0682-0.06820.0081840.0081841.931.93-0.05-0.050.00250.00252.53432.5343-0.0244-0.02440.0012200.0012202.002.000.020.020.00040.00042.56582.56580.00710.00710.0001420.0001422.062.060.080.080.00640.00642.59972.59970.04100.04100.0032800.0032802.112.110.130.130.01690.01692.63272.63270.07400.07400.0096200.009620第 5 页2.152.150.170.170.02890.02892.65052.65050.09180.09180.0156060.01560613.8713.870.010.010.11790.117917.9117.910 00.0647380.064738两种方法的结果比较两种方法的结果比较:7 7用精密天平对某物质连续称用精密天平对某物质连续称 1111 次，所得数据如下：次，所得数据如下：25048.8,25048.8,25049.1,25049.1,25048.9,25048.9,25048.9,25048.9,25048.8,25048.8,25049.0,25049.0,25079.3,25079.3,25049.2,25049.2,25048.9,25048.9,25049.0,25049.0,25048.825048.8。求测量值。求测量值及测量的标准误差及测量的标准误差。（提示：该测量系列中是否含异常数据？试用（提示：该测量系列中是否含异常数据？试用 3 3法则进行判断法则进行判断）。解：数据大小分析可看出解：数据大小分析可看出 25079.325079.3 这个数值偏离其它数值比较远，通过计算这个数值偏离其它数值比较远，通过计算 3 3进行判断：进行判断：除这个数值，另外除这个数值，另外 1010 个数的平均值为：个数的平均值为：测量数据在测量数据在(25049.1-0.6(25049.1-0.6，25049.1+0.6)25049.1+0.6)区间是正常的，而区间是正常的，而 25079.325079.3 这个数值大大超出范围，是异常值，应当舍弃。这个数值大大超出范围，是异常值，应当舍弃。所以测量结果为：所以测量结果为：25049.125049.10.20.2。8 8实验指导书的第（一实验指导书的第（一）、（二）题，第（三）题的第（二）题，第（三）题的第 5 5、6 6、7 7 小题，小题，p.p.30-3130-31。（一）下列各数据中有多少个有效数字：（一）下列各数据中有多少个有效数字：3.803.80；0.01000.0100；3.143.1410106 6；2.252.2510105 5；10.20310.203。答：上述数据的有效数字分别是：答：上述数据的有效数字分别是：3.803.803 3 位；位；0.01000.01003 3 位；位；3.143.1410106 63 3 位，位，2.252.2510105 53 3 位，位，10.20310.2035 5 位。位。（二）从有效数字概念，计算下列各题：（二）从有效数字概念，计算下列各题：1 1.0.90.90.9=0.9=2 2.4.424.4210103 3=3 3.求求 5.375.37 的反对数。的反对数。4 4.437.2+543.21-1.07437.2+543.21-1.0710103 3=5 5.1.1.71171110102 2+1.2+1.210102 2+1.3043+1.30431010-2-2=6 6.已知半径已知半径 2.65,2.65,求圆的面积。求圆的面积。解：解：1.0.0.9 90.9=0.80.9=0.82.4.424.4210103 3=3.645=3.6453.10105.375.37=2.3=2.310105 54.437.2+543.21-1.07437.2+543.21-1.0710103 3=9 910101 1第 6 页5.1.7111.71110102 2+1.2+1.210102 2+1.3043+1.30431010-2-2=2.9=2.910102 26.r r2 2=3.14*2.65=3.14*2.652 2=22.0=22.02 2(三三)计算下列各题：计算下列各题：（5 5）金属钠的蒸气压及温度的关系为）金属钠的蒸气压及温度的关系为，现测定在，现测定在 200200时金属钠的蒸气压，要求其相对误差不时金属钠的蒸气压，要求其相对误差不超过超过 1%1%，测定时应控制温度的误差最大不得超过多少？，测定时应控制温度的误差最大不得超过多少？解：由金属钠的蒸气压及温度的关系式：解：由金属钠的蒸气压及温度的关系式：得：得：方程两边同时对方程两边同时对 T T 求导：求导：即是说在测定时应控制温度的误差最大不得超过即是说在测定时应控制温度的误差最大不得超过 0.04%0.04%。（6 6）要配制浓度为要配制浓度为 0.20.21 1的的2222O O7 7溶液溶液 1L1L，如果称量误差为如果称量误差为 0 0.1%.1%，而而 1L1L 的容量瓶的误差有的容量瓶的误差有 1 1 左右左右，则所得的则所得的2222O O7 7的浓度应有多少误的浓度应有多少误差？差？解：配制此浓度的溶液需要解：配制此浓度的溶液需要2222O O7 7：0.20.21 11L1L294.18g294.18g58.8g58.8g因称量误差为因称量误差为 0.10.1因此所得的因此所得的2222O O7 7的浓度的相对误差为：的浓度的相对误差为：（7 7）如果要求浓度的误差在）如果要求浓度的误差在 0.2%0.2%即可，试问上述操作需用下列哪种天平既能满足要求，又可快速配好？即可，试问上述操作需用下列哪种天平既能满足要求，又可快速配好？1)1)感量为感量为 1g1g 的天平；的天平；2)2)感量为感量为 0.50.5g g 的天平；的天平；3)3)感量为感量为 0.0.2g2g 的天平；的天平；4)4)化学天平（可以称到化学天平（可以称到g g）；5)5)万分之一克分析天平（可以称到万分之一克分析天平（可以称到g g）；6)6)十万分之一克分析天平（可以称到十万分之一克分析天平（可以称到g g）；答：若要求浓度误差在答：若要求浓度误差在 0.2%0.2%即可，即是即可，即是C C0.00040.0004；由误差传递计算可求得此时由误差传递计算可求得此时m m0.1g0.1g，所以选择化学天平（可以称到，所以选择化学天平（可以称到g g）即可达到既能大大满足要求，又可快速配好。）即可达到既能大大满足要求，又可快速配好。
