化学反应速率与活化能.ppt

《化学反应速率与活化能.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学反应速率与活化能.ppt（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、实验六实验六 化学反应速率与活化能化学反应速率与活化能【实验目的实验目的】1.1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。2.2.测定过二硫酸铵与碘化钾反应速率，并计算反测定过二硫酸铵与碘化钾反应速率，并计算反 应级数、反应速率常数和反应的活化能。应级数、反应速率常数和反应的活化能。3.3.测定不同温度下的速率常数并计算反应的活化能；测定不同温度下的速率常数并计算反应的活化能；4.4.学习数据处理的一般方法及作图法。学习数据处理的一般方法及作图法。1【实验原理实验原理】对反应：对反应：反反应应速速率率表表示示一段时间内的浓度变化即为平均反应速率。一段时间

2、内的浓度变化即为平均反应速率。2【实验原理实验原理】在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应：在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应：其反应的微分速率方程可表示为：其反应的微分速率方程可表示为：S2O8 2-+3 I-=2 SO4 2-+I3-(慢慢)(1)(1)m+n=m+n=反应级数反应级数3近似地用平均速率代替初速率：近似地用平均速率代替初速率：【实验原理实验原理】2S2O3 2-+I3-=S4 O6 2-+3I-(快快)加入一定体积已知浓度的加入一定体积已知浓度的NaNa2 2S S2 2O O3 3 溶液和淀粉溶液，溶液和淀粉溶液，在反应（在反应（1 1）进行的同时）进行的同时 由

3、由式可得：式可得：4【实验原理实验原理】蓝色出现（淀粉与过量碘反应）标志着蓝色出现（淀粉与过量碘反应）标志着S S2 2O O3 3 2-2-全部耗尽，全部耗尽，由由S S2 2O O3 3 2-2-浓度的改变量可以得到浓度的改变量可以得到 S S2 2O O8 8 2-2-浓度的改变量。浓度的改变量。因此：因此：两边取对数，得两边取对数，得 lgv=mlgs2o82-+nlgI-+lgk5【实验原理实验原理】I-不变，不变，lgv对对lgs2o82-作图，可得一直线，作图，可得一直线，斜率即为斜率即为m.同样，保持同样，保持s2o82-不变，作图可计算不变，作图可计算n，从而可，从而可得反应

4、级数。得反应级数。通过通过m和和n以及速率计算公式，可以得到速以及速率计算公式，可以得到速率常数率常数k.6【实验原理实验原理】利用利用阿仑尼乌斯方程：阿仑尼乌斯方程：求得不同温度下的求得不同温度下的k k，以，以lgklgk对对1/T1/T作图，可以计作图，可以计算反应活化能。算反应活化能。71.量筒的作用 2.秒表的使用 3.作图方法【基本操作基本操作】实验用品：仪器仪器:烧杯、大试管、量筒、秒表、温度计烧杯、大试管、量筒、秒表、温度计液体药品：液体药品：KI（L-1），Na2S2O3（L-1）淀粉溶液（0.4%），（NH4）2S2O8（L-1）Cu(NO3)2（.L-1），KNO3（.L

5、-1）(NH4)2SO4（.L-1），材料：材料：冰8【实验内容实验内容】1 1、浓度对化学反应速率的影响、浓度对化学反应速率的影响 用同样方法按表1的用量进行编号I、II、III、V、等的实验。L-1 KI溶液.L-1 Na2S2O3溶液 2.0mL 0.2%淀粉溶液 L-1（NH4）2S2O8 溶液 混合均匀混合均匀立即计时立即计时不断搅动不断搅动 迅迅速速 加dm-3KI溶液 加dm-3 Na2S2O3溶液 加2.0mL 0.2%淀粉溶液 混合均匀dm-3（NH4）2S2O8溶液 迅速倒入上述混合液中 同时启动秒表，并不断搅动 当溶液刚出现蓝色时，立即按停秒表，记录反应时间和温度 9实验

6、编号IIIIIIIVV试剂用量 cm30.20mol.dm-3(NH4)2S2O85.010.015.020.020.00.20mol.dm-31KI20.020.020.020.015.00.010mol.dm-3Na2S2O38.08.08.08.08.00.2%淀粉溶液2.02.02.02.02.00.20mol.dm-3KNO300005.00.20mol.dm-3(NH4)2SO415.010.05.000混合液中反应物的起始浓度 mol.dm-3(NH4)2S2O8KINa2S2O3反应时间t/sS2O82-的浓度变化c S2O8 2-/mol.dm-3 反应速率v/mol.dm-

7、3.s表5-1 浓度对反应速率的影响 室温：102、温度对化学反应速率的影、温度对化学反应速率的影响响 KI（mL）、Na2S2O3（）、KNO3（10mL ）、淀粉溶液（2.0 mL）混合于大烧杯(按表1实验VI中的药品用量混合)取20.0mL(NH4)2S2O8于小烧杯 大、小烧杯同时冰水浴，至低于室温10时，迅速混合、计时并不断搅拌。当溶液刚出现蓝色时，记录反应时间。（此实验编号记为VI。）同样方法在热水中进行高于室温同样方法在热水中进行高于室温1010的实验。此实验编号记为的实验。此实验编号记为VII 将此两次实验数据将此两次实验数据VI、VII和实验和实验IVIV的数据记入表的数据记

8、入表2 2中进行比较。中进行比较。11实验编号VIVIIX反应温度 t/反应时间t/s反应速率 v表表5-2 温度温度对对化学反化学反应应速率的影响速率的影响123、催化剂催化剂对化学反应速率的对化学反应速率的影响影响KI（mL）、Na2S2O3（）、KNO3（10mL ）、淀粉溶液（2.0 mL）混合于150mL烧杯(按表1实验VI中的药品用量混合)加入2滴Cu(NO3)2溶液，搅匀 迅速加入过二硫酸铵溶液，搅动、计时 与表5-1中实验VI 的反应速率定性地比较，结论：13三、三、催化剂催化剂对化学反应速率的影对化学反应速率的影响响按表1实验IV的用量 0.20mol.L-1KI 10.0

9、mL0.010mol.L-1Na2S2O3 8.0 mL0.20mol.L-1KNO3 10 mL0.2%淀粉溶液2.0 mL0.20mol.L-1(NH4)2S2O820.0 mL2滴0.02mol.L-1Cu(NO3)2溶液 搅拌搅拌迅迅速速混混合合搅拌搅拌计时计时14四、四、数据记录及处理实验编号lglg c S2O8 2-lg c I-mn反应速率常数klg=mlg c S2O8 2-+nlgc I-+lgk 1、反应级数和反应速率常数的计算15 实验编号 反应速率常数klgk反应活化能EaT12、反应活化能的计算16注意：注意：（1 1）两人一组，分工协作，注意量筒编号。）两人一组，

10、分工协作，注意量筒编号。（2 2）不同温度测定，采用冰水浴或热水浴控制温）不同温度测定，采用冰水浴或热水浴控制温 度，加入过硫酸铵前先搅拌至热平衡。度，加入过硫酸铵前先搅拌至热平衡。（3 3）不同温度温差一般控制在）不同温度温差一般控制在1010，高温不要超，高温不要超 过过30 30 （4 4）注意记录温度）注意记录温度 （5 5）使用作图纸画图，有条件的可以使用计算机）使用作图纸画图，有条件的可以使用计算机 作图。作图。实验习题：实验习题：1 1，3 317【附注附注】本实验对试剂有一定的要求。碘化钾溶液应为无色透明溶液，不宜使用有碘析出的浅黄色溶液。过二硫酸铵溶液要新配制的，因为时间长了

11、过二硫酸铵易分解。如所配制过二硫酸铵溶液的pH小于3，说明该试剂已有分解，不适合本实验使用。所用试剂中如混有少量Cu2+、Fe3+等杂质，对反应会有催化作用，必要时需滴入几滴0.10molL EDTA溶液。在做温度对化学反应速率影响的实验时，如室温低于10，可将温度条件改为室温、高于室温10、高于室温20三种情况进行。18【实验改进的参考实验改进的参考】(1)若提前配制Na2S2O3,可加少量Na2CO3作稳定剂。(2)反应中的搅拌速度对反应时间也有影响,搅拌 的越快,反应时间越短。同一组实验,要用同一 种速度搅拌。(3)为使实验测得的数值更准确，（NH4）2S2O8必须 最后加入，且要一次性快速加入。19微型实验：实验用的微型仪器 5ml(6孔)井穴板(2块)：具有烧杯，试管，点滴板，试剂储瓶的一些功能，在这里主要用其代替100ml烧杯,作反应容器用。多用滴管：具有储液,滴液和定量移取液的功能,用于盛装和量取KI、Na2S2O3、淀粉溶液、KNO3、(NH4)2SO4、(NH4)2S2O8等溶液。玻璃毛细管:作搅拌用(若无时也可用牙签代替）试剂用量为文献上常量的1/10。【微型微型实验改进实验改进】20