化学反应速率和活化能的测定精选PPT.ppt

化学反应速率和活化能的测定第1页，此课件共15页哦一、实验目的1、测定二硫酸铵与碘化钾的反应速率，并计算反应级数，、测定二硫酸铵与碘化钾的反应速率，并计算反应级数，反应速率常数与反应的活化能。反应速率常数与反应的活化能。2、了解浓度，温度与催化剂对反应速率的影响。、了解浓度，温度与催化剂对反应速率的影响。第2页，此课件共15页哦二、实验原理 在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应：在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应：(NH4)2S2O8+3KI(NH4)2SO4+K2SO4+KI3（1）其反应微分速率方程为：其反应微分速率方程为：v=kcm（S2O82-）cn（I-）v为瞬时速率，为瞬时速率，c（S2O82-）,c（I-）为起始浓度。）为起始浓度。k是反应速是反应速率常数，率常数，m与与n之和是反应级数。之和是反应级数。第3页，此课件共15页哦 实验测定的是一段时间间隔（实验测定的是一段时间间隔（t)内反应的平均内反应的平均速率速率v v=-c（S2O82-）/t 近似用平均速率代替初速率近似用平均速率代替初速率 v=kcm（S2O82-）cn（I-）=-c（S2O82-）/t 为检出在为检出在t内内S2O82-浓度改变值，须混入一定体浓度改变值，须混入一定体积已知浓度的积已知浓度的Na2S2O3溶液与淀粉溶液溶液与淀粉溶液,在反应（在反应（1）进）进行同时发生：行同时发生：2S2O32-+I3-S4O62-+3I-（2）第4页，此课件共15页哦S2O82-+3I-2SO42-+I3-（1）2S2O32-+I3-S4O62-+3I-（2）（2）比（比（1）进行得快得多，几乎瞬间完成。一旦）进行得快得多，几乎瞬间完成。一旦Na2S2O3耗尽，反应（耗尽，反应（1）继续生成的）继续生成的I3-就与淀粉反应而就与淀粉反应而呈现出特有的蓝色。从反应（呈现出特有的蓝色。从反应（1）和（）和（2）可以看出，）可以看出，在在t内内S2O82-的减小量为的减小量为c（S2O82-）=c（S2O32-）/2 第5页，此课件共15页哦 通过改变通过改变S2O82-与与I-的初始浓度，测定消耗等的初始浓度，测定消耗等物质的量浓度的物质的量浓度的S2O82-所需要的不同所需要的不同t，计算不同，计算不同初始浓度的初速率，进而确定该反应的微分速率初始浓度的初速率，进而确定该反应的微分速率方程与反应级数。方程与反应级数。第6页，此课件共15页哦三、仪器药品1、仪器 大试管，小试管，10mL吸量管，秒表，量筒2、药品 过二硫酸铵，碘化钾，硫代硫酸钠，硫酸铵，硝酸铜，淀粉溶液第7页，此课件共15页哦四、实验步骤1、浓度对化学反应的影响（计算k，m，n）在室温条件下，按表8-1配方横排取五组液体。先取完五组一种液体，再取第二种。例如，用量筒分别取20.0mL 0.20molL-1 KI溶液，8.0mL 0.010molL-1 Na2S2O3溶液与2.0mL 0.4%淀粉溶液，全部倒入烧杯中，混合均匀为第一组。然后用另一量取20.0mL 0.20molL-1(NH4)2S2O8溶液，迅速倒入上述混合液中，同时按动秒表，并不停搅动，仔细观察。当溶液刚出现蓝色时，立即停止计时，记录反应时间和室温。第8页，此课件共15页哦2、温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响 取上面五组实验中最慢的一组，按表中药品用量，取上面五组实验中最慢的一组，按表中药品用量，放入不同温度水浴中，当温度达到平衡时，将过二放入不同温度水浴中，当温度达到平衡时，将过二硫酸铵溶液迅速加入，重复上面实验，当溶液出现硫酸铵溶液迅速加入，重复上面实验，当溶液出现蓝色时，记录反应时间。蓝色时，记录反应时间。第9页，此课件共15页哦表8-1 第10页，此课件共15页哦3、催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响取上面五组实验中最慢的一组，按表中药品用量，取上面五组实验中最慢的一组，按表中药品用量，在加在加2滴滴0.02molL-1Cu(NO3)2溶液后，重复上面实验，溶液后，重复上面实验，当溶液出现蓝色时，记录反应时间。将此实验数据与当溶液出现蓝色时，记录反应时间。将此实验数据与表的数据进行定性比较，看看催化剂对反应速度的影表的数据进行定性比较，看看催化剂对反应速度的影响。响。第11页，此课件共15页哦五、数据处理1、反应级数与反应速率常数的计算反应级数与反应速率常数的计算对速率方程对速率方程v=kcm（S2O82-）cn（I-）两边取对数：两边取对数：lgv=mlgc（S2O82-）+nlg c（I-）+lgk以实验一，二，三中的以实验一，二，三中的lgv对对lgc（S2O82-）作图，得）作图，得一斜率为一斜率为m的直线。以实验一，四，五中的的直线。以实验一，四，五中的lgv对对lgc（I-）作图，可求得一斜率为）作图，可求得一斜率为n的直线，总反应级的直线，总反应级数为数为m+n。将求得的。将求得的m与与n代入代入v=kcm（S2O82-）cn（I-）便便可求得反应速率常数。可求得反应速率常数。第12页，此课件共15页哦2、反应活化能的计算反应活化能的计算lgk=A-Ea/2.30RT。Ea为反应活化能，为反应活化能，R为摩尔气体常为摩尔气体常数，数，T为热力学温度。测出不同温度的为热力学温度。测出不同温度的k值，一值，一lgk对对1/T作图，可得一斜率为作图，可得一斜率为-Ea/2.30RT的直线，由斜率求的直线，由斜率求出活化能出活化能Ea。第13页，此课件共15页哦3、误差计算误差计算本实验活化能的测定值的误差不超过本实验活化能的测定值的误差不超过10%。文献值：文献值：51.8kJmol-1。第14页，此课件共15页哦六、思考题1、反应中定量加入反应中定量加入Na2S2O3的作用是什么？的作用是什么？2、下列情况对实验结果有什么影响？、下列情况对实验结果有什么影响？取用取用(NH4)2S2O8和和KI溶液的量筒没有分开。溶液的量筒没有分开。溶液混合后不搅拌。溶液混合后不搅拌。第15页，此课件共15页哦