試驗(yàn)九化學(xué)反應(yīng)速率和活化能的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)七化學(xué)反應(yīng)速率與活化能的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? . 了解濃度、溫度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；2 .測(cè)定（NHj&Os與KI反應(yīng)的速率、反應(yīng)級(jí)數(shù)、速率和反應(yīng)的活化能。3 .練習(xí)作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)會(huì)秒表的使用技術(shù)。秒表的使用技術(shù)二、實(shí)驗(yàn)原理在水溶液中過(guò)二硫酸鉉與碘化鉀發(fā)生如下反應(yīng)：SzO；-+ 3I-=2S0；_ +1； （aq）（1）這個(gè)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為：一也等式中：v-反應(yīng)的平均速率；c（S2O；- ） - 4時(shí)間內(nèi)$2。T的濃度變化儀”。丁）,。（廠A“。:，廠的起始濃度；攵-該反應(yīng)的速率系數(shù)；力-反應(yīng)物力或，廠的反應(yīng)級(jí)數(shù)，（a + /）為反應(yīng)的總級(jí)數(shù)反應(yīng)速率方程為：r

2、= k/d- c；-式中r是瞬時(shí)速率。若%就一、。廠是起始濃度，則r表示初速率（v。）。在實(shí)驗(yàn)中只能測(cè)定出在一段時(shí)間反應(yīng)的平均速率。A/在此實(shí)驗(yàn)中近似地用平均速率代替初速率:為了能測(cè)出反應(yīng)在At時(shí)間S2OE濃度的改變量,需要在混合（NHJ2s盛 和KI 溶液的同時(shí)，加入一定體積已知濃度的'asq,溶液和淀粉溶液，這樣在（1）進(jìn) 行的同時(shí)還進(jìn)行著另一反應(yīng)：2s2。：/+ 13- = SQE + 31'（2）此反應(yīng)幾乎是瞬間完成，（1）反應(yīng)比（2）反應(yīng)慢得多。因此，反應(yīng)（1）生成的 I；立即與s/V-反應(yīng)，生成無(wú)色S。/和，而觀察不到碘與淀粉呈現(xiàn)的特征藍(lán)色。 當(dāng)S。消耗盡，（2）反

3、應(yīng)不進(jìn)行，（1）反應(yīng)還在進(jìn)行，則生成的I；遇淀粉呈藍(lán)色。從反應(yīng)開(kāi)始到溶液出現(xiàn)藍(lán)色這一段時(shí)間At里，S。：.濃度的改變值為:%依-=T%* ，5代-(始/ = 72。丁(始，再?gòu)?1)和(2)反應(yīng)對(duì)比，貝"得:Ar _ %.(始)氣2通過(guò)改變SA2-和I的初始濃度，測(cè)定消耗等量的S2。；的物質(zhì)的量濃度c,n，_所需的不同時(shí)間間隔，即計(jì)算出反應(yīng)物不同初始濃度的初速率，確定出速率方程和反應(yīng)速率常數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)用品儀器：恒溫水浴1臺(tái),燒杯(50mL) 5個(gè)、量筒(10mL 4個(gè)，5mL2個(gè))、秒表、 溫度計(jì)，玻璃棒或電磁攪拌器。液體藥品：(NH.t)2S208(0.20mol/L) , KI(

4、0. 20mol/L) , Na2S203(0 . 05 0mol/L).KN03 (0. 20mol/L). (NH,)2S0t(0. 20moi/L)、Cu(N03)2(0. 02mol/L),淀粉溶液(0. 2%) 材料：坐標(biāo)紙四、實(shí)驗(yàn)容1 .濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，求反應(yīng)級(jí)數(shù)、速率系數(shù)按下表各溶液用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。室溫實(shí)驗(yàn)編號(hào)IIIIIIVV試劑用量mL0. 20 mol/L (NHJz&O-10.05.02. 5010.010.00.20 mol/L KI10.010.010.05.02. 500.010 mol/L Na2s2a3.03.03.03.03.00.4%淀粉溶液1

5、.01.01.01.01.00. 20 mol/L KNO；.0007. 5015.00. 20 mol/L (NH,)2SOi05.07. 5000混合液由反應(yīng)的起始始濃度mol/L(NH,) SO、KINa2S203反應(yīng)時(shí)間t/sS2（V的濃度變化/mol/L反應(yīng)速率r注意：KI、Na2s2O3、淀粉、KNO3. （NH jSOi可使用同一個(gè)量簡(jiǎn)量取，（NH：）2SA 必須單獨(dú)使用一個(gè)量筒；KI、Na2s2。八淀粉、KWh、（NHJ2soi混合均勻后，將 （NHj&Os溶液迅速倒入上述混合液中，同時(shí)啟動(dòng)秒表，并且攪拌；溶液剛出 現(xiàn)藍(lán)色立即按停秒表。問(wèn)題：反應(yīng)液中為什么加入KN。、（

6、NHJBOC答：實(shí)驗(yàn)中（NHjSOs、KI溶液不足量，分別用（NH）2s0、KNQ,補(bǔ)足，目的是使反 應(yīng)液中的離子強(qiáng)度不變。問(wèn)題：?。∟Hj&Os試劑量筒沒(méi)有專用，對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？答：（NH）2s2。忖會(huì)與KI提前反應(yīng)，會(huì)與Na2s。發(fā)生副反應(yīng)，無(wú)法保證各自的初始 濃度。問(wèn)題：（NHj&Os緩慢加入KI等混合溶液中，對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？答：不能保證（NHj&Os的初始濃度，測(cè)得的反應(yīng)速率減慢。2 .溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響按上表實(shí)驗(yàn)IV的藥品用量，分別做低于室溫101、高于室溫10C。其它操 作步驟同實(shí)驗(yàn)1。突驗(yàn)編號(hào)VI1VII反應(yīng)溫度t/反應(yīng)時(shí)間At/s反應(yīng)速率r注意：實(shí)

7、驗(yàn)低于或高于室溫對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，KI、300八淀粉、KQ、 （NHJ2soi混合液和（NHJB。溶液要分別冷卻或加熱；溫度計(jì)必須分開(kāi)，不能搞 混；反應(yīng)時(shí)也要保持混合前的溫度。3 .催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響按實(shí)驗(yàn)IV藥品用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在（、乩）2$2（）8溶液加入KI混合液之前，先在KI 混合液中加入2滴Cu（N03）2（0 02mol/L）溶液,攪勻，其它操作同實(shí)驗(yàn)1。五、數(shù)據(jù)處理1 .反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)速率常數(shù)的計(jì)算兩邊取對(duì)數(shù)：Igr = 1g% （卡 + nlgcr +gk當(dāng)Cj-不變（實(shí)驗(yàn)I、II、川）時(shí)，以Igu對(duì)作圖，得直線，斜率為01。 同理，當(dāng)/方_不變（實(shí)驗(yàn)【、IV、V）時(shí)，以1g，對(duì)Ige廠作圖，得n,此反應(yīng)級(jí) 數(shù)為m+no利用實(shí)驗(yàn)1 一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可求出反應(yīng)速率常數(shù)ko實(shí)驗(yàn)編號(hào)1IIIIIlV1g rlg-IgC,-MN反應(yīng)速率常數(shù)k2 .反應(yīng)活化能的計(jì)算Ek = A2一23GRTIE測(cè)出不同溫度下的k值，以愴女對(duì)上作圖，得直線，斜率為5-，可求 T2.30/?出反應(yīng)的活化能Eao實(shí)驗(yàn)編