實(shí)驗(yàn)五化學(xué)反應(yīng)速度和活化能

實(shí)驗(yàn)五化學(xué)反應(yīng)速度和活化能一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解濃度、溫度和催化劑對反應(yīng)速度的影響2、測定過二硫酸銨與碘化鉀反應(yīng)的反應(yīng)速度，并計(jì)算反應(yīng)級數(shù)，反應(yīng)速度常數(shù)和反應(yīng)的活化能3、練習(xí)在水浴中保持恒溫的操作4、練習(xí)用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

二、實(shí)驗(yàn)原理在水溶液中：

(NH4)2S2O8+3KI=(NH4)2SO4+K2SO4+KI3離子方程式：

S2O82-+3I-=2SO42-+3I3-(慢)根據(jù)速率方程及反應(yīng)速度V可表示為：

υ=K[S2O82-]α[I-]βv—瞬時(shí)速度α+β—反應(yīng)級數(shù)當(dāng)△t→0K[S2O82-]α[I-]

β

為了能測得反應(yīng)在ΔT時(shí)間內(nèi)S2O82-濃度的改變值，需要在混合(NH4)2SO8和KI溶液的同時(shí)，注入一定體積的濃度已知的Na2S2O3和淀粉溶液，及在上述反應(yīng)的同時(shí)還進(jìn)行下列反應(yīng)：2S2O32-+I3-=S4062-+3I-

該反應(yīng)十分快，因此在反應(yīng)開始階段看不到藍(lán)色。一旦Na2S2O3耗盡溶液就會呈現(xiàn)藍(lán)色.測定反應(yīng)級數(shù)αβ的方法如下：保持[I-]不變，將式υ=K[S2O8]α[I-]β的兩邊取對數(shù)，則lgυ=αlg[S2O82-]+常數(shù)，同理求得β的數(shù)值，已知反應(yīng)分級數(shù)，可通過υ=K[S2O82-]α[I-]β求得反應(yīng)速度常數(shù)K，由阿累尼烏絲公式可知lgk=-+B測出不同溫度下反應(yīng)的反應(yīng)為橫坐標(biāo)作圖，得一直線，，求出此斜率即可算出活化能Ea。速率常數(shù)，以lgk為縱坐標(biāo)，其斜率為-三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測定反應(yīng)物起始濃度不同時(shí)的反應(yīng)速度在室溫條件下，進(jìn)行表8—1中編號I的實(shí)驗(yàn)，用量筒分別量取20.0ml0.20mol/LKI溶液，8.0ml0.01mol.L-1的Na2SO3溶液和2.0ml0.4%淀粉溶液，全部加入燒杯中，混合均勻，然后用另一量筒量取20.0ml0.2ml/LNa2S2O8溶液，迅速倒入上述混合液中，同時(shí)啟動秒表，并不斷振蕩，仔細(xì)觀察。當(dāng)溶液剛出現(xiàn)藍(lán)色時(shí)，立即按停秒表，記錄反應(yīng)時(shí)間和室溫，用同樣的方法按照表8—1中的編號II、編號III、編號IV、編號V做實(shí)驗(yàn)（見教材P118頁）。2、測定不同溫度下的反應(yīng)速度按表8—1實(shí)驗(yàn)IV中的藥品用量，將裝有KI、Na2S2O3、KNO3和淀粉混合液的燒杯和裝有過硫酸銨溶液的小燒杯，放入冰水浴中冷卻，待它們的溫度冷卻至低于室溫10℃時(shí)，將（NH4）2S2O3溶液迅速加到KI等混合溶液中，同時(shí)計(jì)時(shí)并不斷攪動，當(dāng)溶液剛出現(xiàn)藍(lán)色時(shí)，記錄反應(yīng)時(shí)間，此實(shí)驗(yàn)編號記為VI。同樣方法在熱水浴中進(jìn)行高于10℃的實(shí)驗(yàn)。此實(shí)驗(yàn)編號記為VII，將此兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)IV、VII和實(shí)驗(yàn)IV的數(shù)據(jù)記入表8—2中進(jìn)行比較，P119頁。答：是不一樣的，S2O82-與I3-是1：1而S2O82-與I3-的計(jì)量比為1：3，又lgυ=2lg[S2O82-]始+常數(shù)，α、β是定值，它們不變，υ=K[S2O8]α[I-]β，故I-的改變，K也回發(fā)生變化。3、實(shí)驗(yàn)室中為什么可以由溶液中出現(xiàn)藍(lán)色的時(shí)間長短來計(jì)算反應(yīng)的速度?反應(yīng)溶液出現(xiàn)藍(lán)色后,反應(yīng)是否就終止了?答:S2O82-+3I-=2SO42-+3I3-

…

（1）

2S2O32-+I3-=S4062-+3I-

…

（2）反應(yīng)(1)進(jìn)行很慢,而反應(yīng)(2)幾乎瞬間就可以完成。因此，在相同的時(shí)間內(nèi)當(dāng)S2O32-

反應(yīng)完后，生成的I3-

遇淀粉變藍(lán)色，通過測定這段時(shí)間t，根據(jù)即可求出v.此時(shí)，反應(yīng)并未終止。4、用阿累尼烏斯公式計(jì)算反應(yīng)的活化能，并與作圖法得到的值，進(jìn)行比較。答：公式計(jì)算所得值為51.36KJ·mol-1

，作圖法得到的活化能為51.36KJ·mol-1

。5、下列操作對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？取用七種試劑溶液前，多用滴管未洗干凈。先加(NH4)2S2O8溶液，最后加KI溶液。沒有迅速連續(xù)加入(NH4)2S2O8溶液。本實(shí)驗(yàn)(NH4)2S2O8的用連過多或過少。答：（1）多用滴管未洗干凈，引入雜質(zhì)，也使實(shí)際用量減少。（2）由于(NH4)2S2O8

水解呈酸性，與Na2S2O3