《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》化學(xué)反應(yīng)速率與活化能的測定

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！化學(xué)反應(yīng)速率與活化能的測定【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.考察反應(yīng)物濃度，反應(yīng)溫度及催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響2.學(xué)習(xí)反應(yīng)級(jí)數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定方法3.通過化學(xué)反應(yīng)速率的測定，計(jì)算反應(yīng)的活化能【預(yù)習(xí)作業(yè)】1.完整地寫出本實(shí)驗(yàn)測定化學(xué)反應(yīng)速率、活化能及影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的的實(shí)驗(yàn)流程圖,并在流程中標(biāo)注上測定的實(shí)驗(yàn)條件及保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度所采取的措施及緣由。2.本方法還有改進(jìn)的地方嗎？極限性在那里？那些操作或?qū)嶒?yàn)條件會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大影響，那些可以忽略？3.測定化學(xué)反應(yīng)速率還有什么其他方法嗎？能否借助儀器監(jiān)控濃度與時(shí)間的變化關(guān)系？預(yù)習(xí)時(shí)通過查閱文獻(xiàn)至少寫出其中一種，并給出設(shè)計(jì)思路。【實(shí)驗(yàn)原理】在水溶液中(NH)SO氧化KI的反應(yīng)如下：4228(NH)SO+2KI＝(NH)SO+KSO+I4228424242或SO+2I＝2SO+I(1)2--2-2842在一定溫度條件下，其反應(yīng)的平均速率可以表示為：[SO2]==k[SO][I]v2-m-n2828t為了測定反應(yīng)速率，我們必須測定在t時(shí)間內(nèi)[SO]濃度的變化。我們用淀粉作指示2-82劑。在過二硫酸銨與碘化鉀兩溶液混合前，先加入一定體積已知濃度的硫代硫酸鈉溶液和淀粉溶液，由反應(yīng)(1)釋放的I立即與NaSO反應(yīng)生成無色的SO和I：2-－2223462SO+I=SO+2I(2)2-2-－23246反應(yīng)(2)的速率比反應(yīng)(1)快得多。當(dāng)NaSO耗盡時(shí)，由反應(yīng)(1)生成的I立即與淀粉作2232用，使溶液呈藍(lán)色。由反應(yīng)(1)和(2)可知，SO減少的量為SO減少量的一半，所以2-2-2823[SO2][SO]=2-23282由于在t內(nèi)NaSO完全耗盡，所以[SO]就是NaSO的起始濃度。實(shí)驗(yàn)時(shí)，記2-22323223[SO2]錄從反應(yīng)開始到溶液出現(xiàn)藍(lán)色所用的時(shí)間t，由v=實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)（1）的速率為：求得反應(yīng)速率。28t[SO2]v==k[SO][I]2-m-n2828t對(duì)v=k[SO][I]兩邊取對(duì)數(shù)，可得：2-m-n28lgv=lgk+mlg[SO]+nlg[I]2--28當(dāng)[I]lgv～lg[SO]m為相對(duì)于[SO]的反應(yīng)級(jí)數(shù)。-2-2-82821同理當(dāng)[SO]不變時(shí)，以lgv～lg[I]作圖，得一直線，其斜率n為相對(duì)于[I]的反應(yīng)級(jí)數(shù)。2---28根據(jù)mn1(m+n)m和nv=k[SO2-][I-]n28可求得一定溫度下反應(yīng)速率常數(shù)k。當(dāng)濃度不變、溫度變化時(shí)，根據(jù)Arrhenius公式Ek=Aa2.303RTkE(TT))21a21k2.303T21Ek=求得不同溫度下的k值，Aa2.303RTE1以～作圖，可以得一直線，由斜率(a)求出反應(yīng)的活化能E。式中A為本反aT2.303R應(yīng)的特征常數(shù)，R為氣體常數(shù)，T為絕對(duì)溫度，E為反應(yīng)的活化能。a【儀器與試劑】儀器：錐形瓶(50mL×，量筒(10mL×5)，吸量管(10mL×5)，試管，溫度計(jì)，秒表，水浴鍋（或槽）試劑：-1(NH)SO溶液，0.2mol·L-1KI溶液，0.01mol·L-1NaSO溶液42282230.2mol·LKNO0.02mol·LCu(NO)0.2mol·L(NH)SO溶液，0.2%淀粉溶液-1-1-1332424【實(shí)驗(yàn)步驟】1.濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響取四支10mL吸量管分別移取10.00mLKI溶液、7.50mL0.2mol·L(NH)SO-1-1424溶液,4.00mL0.01mol·LNaSO溶液和0.2%淀粉溶液2.00mL置50mL錐形瓶中，用另一-1223支10mL吸量管取0.2mol·L(NH)SO溶液2.50mL(NH)SO溶液加到錐形瓶里，-142284228同時(shí)開啟秒表，并不斷搖動(dòng)溶液，當(dāng)溶液剛剛開始出現(xiàn)藍(lán)色時(shí)，停表，記錄反應(yīng)所需的時(shí)間及反應(yīng)溫度。用同樣的方法按表9-1完成其余2、3、45實(shí)驗(yàn)項(xiàng)的試驗(yàn)。通過表9-1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可計(jì)算出反應(yīng)的平均速率。根據(jù)1組～3組的數(shù)據(jù)作出lgv對(duì)lg[SO]的曲線，從而求出相對(duì)于SO的反應(yīng)級(jí)數(shù)m，同理以3組～5組的數(shù)據(jù)作出lgv對(duì)2-2-2828lg[I]的曲線，得出I的反應(yīng)級(jí)數(shù)n。最后從以上的處理結(jié)果可求出反應(yīng)速率常數(shù)k。---2.溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響表9-2中的實(shí)驗(yàn)組1的數(shù)據(jù)實(shí)際就是表Ⅱ-15-1中的實(shí)驗(yàn)組2的數(shù)據(jù)。按表9-2數(shù)據(jù)，用四支10mL吸量管分別量取10.00mL0.25.00mL0.2mol·L(NH)SO4.00mL-1-14240.01mol·LNaSO和2.00mL0.2%的淀粉溶液于錐形瓶中，用另一支10mL吸量管移取-12235.00mL0.2mol·L(NH)SO溶液，將含溶液的錐形瓶和試管置恒溫水浴加熱，待溫度升到-14228高出室溫10℃，將試管中的溶液加到錐形瓶中，同時(shí)開啟秒表，并不斷搖動(dòng)錐形瓶，待溶液呈現(xiàn)藍(lán)色，立即停表，記錄反應(yīng)所需的時(shí)間和溫度。按同樣的方法在高于室溫20℃條件下，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，記錄時(shí)間和溫度。3.催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響Cu可以催化上述反應(yīng)(1)，加入微量Cu可以使反應(yīng)速率大大加快。按表15-2中實(shí)驗(yàn)2+2+序號(hào)4的試劑用量做實(shí)驗(yàn)，需注意的是在加(NH)SO溶液到錐形瓶前，先加2滴422820.02mol·LCu(NO)溶液。-132根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請分別討論濃度、溫度和催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響。【數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析】表9-1濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響室溫:日期:℃濕度：4實(shí)驗(yàn)序號(hào)12310.004.002.0010.000510.004.002.05.004.002.0010.00010.004.002.005.005507.50030.2mol·L(NH)SO7.505.000-1424t/s[(NH)SO]/mol·L-14228初[KI]/mol·L-1初[NaSO]/mol·L初-1223[SO]/mol·L2--128[SO2]v=/mol·L·s-1-128tlg[SO]2-28lg[I]-lgvm（SO反應(yīng)級(jí)數(shù)）2--28n（I反應(yīng)級(jí)數(shù)）-vk=[SO][I]2-m-n28速率方程2.溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響表9-2溫度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響日期:室溫1℃相對(duì)濕度3實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度/℃24室溫10.004.002.005.005.000室溫+1010.004.002.005.005.000室溫+2010.004.002.005.005.000室溫+1010.004.000.2mol·LKI/mL0.01mol·LNaSO/mL2230.2%淀粉溶液/mL2.000.2mol·L(NH)SO/mL5.0042280.2mol·L(NH)