實(shí)驗(yàn)一化學(xué)反應(yīng)速率和活化能的測定

實(shí)驗(yàn)一化學(xué)反應(yīng)速率和活化能的測定第一頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二實(shí)驗(yàn)一化學(xué)反應(yīng)速率和活化能的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．通過實(shí)驗(yàn)了解濃度、溫度和催化劑對反應(yīng)速率的影響。2．了解（NH4）2S2O8氧化KI的反應(yīng)速率的測定原理和方法。3．學(xué)習(xí)作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。第二頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二二、實(shí)驗(yàn)原理在水溶液中，過二硫酸銨[(NH4)2S2O8]和碘化鉀(KI)發(fā)生如下反應(yīng)：

根據(jù)速率方程，該反應(yīng)的反應(yīng)速率v可表示為△t時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率反應(yīng)速率常數(shù)

[S2O82-]和[I-]分別為兩種離子的初始濃度

（m+n）為反應(yīng)級(jí)數(shù)

第三頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二為了能夠測出反應(yīng)在△t時(shí)間內(nèi)離子濃度的改變值，在(NH4)2S2O8和碘化鉀KI反應(yīng)的同時(shí)，加入一定體積已知濃度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液。一旦Na2S2O3耗盡，生成微量的I3-就立即與淀粉作用，使溶液顯藍(lán)色。

二、實(shí)驗(yàn)原理第四頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二消耗S2O82-的濃度為消耗S2O32-濃度的一半。即Δ[S2O82-]＝注：當(dāng)硫代硫酸鈉耗盡時(shí)，Δ[S2O32-]就是開始時(shí)Na2S2O3的濃度。二、實(shí)驗(yàn)原理第五頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二在本實(shí)驗(yàn)中，每份混合溶液中Na2S2O3的起始濃度都是相同的，因而Δ[S2O32-]不變。因此，只要記下反應(yīng)開始到溶液出現(xiàn)藍(lán)色所需要的時(shí)間Δt，即可求出反應(yīng)速率

υ＝－Δ[S2O82-]/Δt。二、實(shí)驗(yàn)原理第六頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二根據(jù)反應(yīng)速率方程：υ＝k[S2O82-]m[I-]n利用求出的反應(yīng)速率υ，就可以計(jì)算m和n，進(jìn)一步可求出速率常數(shù)k值。反應(yīng)速率常數(shù)k與反應(yīng)溫度T有如下關(guān)系：

lgk＝－+A

式中Ea為反應(yīng)的活化能，R為氣體常數(shù)，T為絕對溫度。測出不同溫度下的k值，以lgk對1/T作圖可得一直線，由直線的斜率可求出反應(yīng)的活化能Ea值。二、實(shí)驗(yàn)原理第七頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二三、儀器與試劑儀器恒溫水浴量筒(10mL、25mL)溫度計(jì)秒表燒杯(100mL)0.02mol·L-1Cu(NO3)20.20mol·L-1KI0.2%淀粉溶液0.20mol·L-1KNO3

0.20mol·L-1(NH4)2S2O8

0.01mol·L-1Na2S2O3

0.20mol·L-1(NH4)2SO4試劑第八頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二1、濃度對反應(yīng)速率的影響在室溫下，用量筒分別量取0.20mol·L-1的KI溶液20mL，0.010mol·L-1的Na2S2O3溶液8mL和0.2%淀粉溶液4mL，都加到150mL錐形瓶中，混勻。再用另一個(gè)量筒取0.20mol·L-1的(NH4)2S2O8溶液20mL，快速加到盛混合溶液的150mL錐形瓶中，同時(shí)開動(dòng)秒表，將溶液攪勻。當(dāng)溶液剛出現(xiàn)藍(lán)色時(shí)，立即停表，記下反應(yīng)時(shí)間和溫度。四、實(shí)驗(yàn)步驟第九頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二用同樣的方法按表1中的用量，完成序號(hào)2～5的其它實(shí)驗(yàn)。為使每次實(shí)驗(yàn)中溶液離子強(qiáng)度和總體積不變，不足的量分別用0.20mol·L-1的KNO3溶液和0.20mol·L-1的(NH4)2SO4溶液補(bǔ)足。四、實(shí)驗(yàn)步驟第十頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二表1濃度對反應(yīng)速率的影響

實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345試劑用量，mL0.20mol·L-1KI0.01mol·L-1Na2S2O32%淀粉溶液0.20mol·L-1KNO30.20mol·L-1(NH4)2SO40.20mol·L-1(NH4)2S2O8208.04.0//20208.04.0/1010208.04.0/155108.04.010/2058.04.015/20起始濃度，mol·L-1KI溶液Na2S2O3溶液(NH4)2S2O8溶液

反應(yīng)時(shí)間△t，s反應(yīng)的平均速率反應(yīng)速率常數(shù)

第十一頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二2、溫度對反應(yīng)速度的影響按表1中實(shí)驗(yàn)序號(hào)4的用量，把KI、Na2S2O3、KNO3和淀粉溶液加到燒杯中，把(NH4)2S2O8溶液加到大試管中，并把它們放在比室溫高10℃的恒溫水浴鍋中，當(dāng)溶液溫度與水的溫度相同時(shí)，把(NH4)2S2O8溶液迅速加到KI混合溶液中，記錄反應(yīng)時(shí)間。在高于室溫20℃、30℃條件下，重復(fù)以上操作。這樣共得到四個(gè)溫度下的反應(yīng)時(shí)間，結(jié)果列于表2。四、實(shí)驗(yàn)步驟第十二頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二四、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)序號(hào)4678反應(yīng)溫度K反應(yīng)時(shí)間s反應(yīng)速率v反應(yīng)速率常k

表2溫度對反應(yīng)速率的影響第十三頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二3、催化劑對反應(yīng)速率的影響按表1中序號(hào)4的用量，先在混合溶液中加2滴0.02mol·L-1的Cu(NO3)2溶液，混勻，然后迅速加入(NH4)2S2O8溶液，并記錄反應(yīng)時(shí)間。同沒有加入Cu(NO3)2溶液的相同條件反應(yīng)比較催化劑對反應(yīng)速率的影響。四、實(shí)驗(yàn)步驟第十四頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二表3催化劑對反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)序號(hào)49反應(yīng)時(shí)間△t，s反應(yīng)速率，v

四、實(shí)驗(yàn)步驟第十五頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二4、求反應(yīng)的活化能Ea計(jì)算不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k列于表4，以lgk對1/T作圖，通過直線的斜率求出反應(yīng)的活化能Ea。四、實(shí)驗(yàn)步驟第十六頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二四、實(shí)驗(yàn)步驟表4求反應(yīng)的活化能實(shí)驗(yàn)序號(hào)4678反應(yīng)溫度/K

（1/T）×103

速率常數(shù)k

第十七頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二五、數(shù)據(jù)處理1、計(jì)算反應(yīng)級(jí)數(shù)

2、計(jì)算速率常數(shù)和活化能第十八頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二六、操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)

1、試劑的加入順序要一致

2、加入最后一種試劑時(shí)要迅速，并同時(shí)計(jì)時(shí)3、溶液一變色，就立即停止計(jì)時(shí)第十九頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二1、實(shí)驗(yàn)中為什么可以用反應(yīng)出現(xiàn)藍(lán)色的時(shí)間長短來計(jì)算反應(yīng)速率