實(shí)驗(yàn)五化學(xué)反應(yīng)速度和活化能演示課件

1、實(shí)驗(yàn)五 化學(xué)反應(yīng)速度和活化能,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、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： = KS2O82-I- v 瞬時速度 +反應(yīng)級數(shù),當(dāng)t0,KS2O82-I- ,為了能測得反應(yīng)在T時間內(nèi)S2O82-濃度的改變值，需要在混合(NH4)2SO8和KI

2、溶液的同時，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)的同時還進(jìn)行下列反應(yīng)：2 S2O32- + I3- = S4062- + 3 I- 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)的方法如下：保持I-不變，將式=KS2O8I-的兩邊取對數(shù)，則lg=lgS2O82-+常數(shù)，同理求得的數(shù)值，已知反應(yīng)分級數(shù)，可通過=KS2O82-I-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)

3、驗(yàn)內(nèi)容,1、測定反應(yīng)物起始濃度不同時的反應(yīng)速度,在室溫條件下，進(jìn)行表81中編號I的實(shí)驗(yàn)，用量筒分別量取20.0ml 0.20mol/LKI溶液，8.0ml 0.01mol.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20.0ml 0.2ml/LNa2S2O8溶液，迅速倒入上述混合液中，同時啟動秒表，并不斷振蕩，仔細(xì)觀察。當(dāng)溶液剛出現(xiàn)藍(lán)色時，立即按停秒表，記錄反應(yīng)時間和室溫，用同樣的方法按照表81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81實(shí)驗(yàn)IV中的藥品用量，將裝有KI、Na

4、2S2O3、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，將（NH4）2S2O3溶液迅速加到KI等混合溶液中，同時計(jì)時并不斷攪動，當(dāng)溶液剛出現(xiàn)藍(lán)色時，記錄反應(yīng)時間，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82中進(jìn)行比較，P119頁。,3、催化劑對反應(yīng)速度的影響,四、數(shù)據(jù)處理與討論,通過作圖計(jì)算反應(yīng)級數(shù)、和+以及反應(yīng)速度常數(shù)k和活化能Ea。,按表81實(shí)驗(yàn)IV的用量，把KI、Na2S2O3、KNO3和淀粉溶液加到150ml燒杯中，再加入2滴0.02

5、mol.L-1Cu(NO3)2溶液，攪勻，然后迅速加入過二硫酸銨溶液，攪動，記時。將此實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率與表81中實(shí)驗(yàn)IV的反應(yīng)速率定性地進(jìn)行比較可得到什么結(jié)論。Cu(NO3)2可以加速反應(yīng),五、實(shí)驗(yàn)習(xí)題,1、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式，是否能確定反應(yīng)級數(shù)？用本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果加以說明 答：不是。只有基元反應(yīng)的化學(xué)方程式才能確定反應(yīng)級數(shù)，象本實(shí)驗(yàn)中：K2S2O8+3KI=2K2SO4+KI3的反應(yīng)級數(shù)為2而非4 2、若不用S2O82-，而用I-或I3-的濃度變化來表示反應(yīng)速度，則反應(yīng)速度常數(shù)K是否一樣？,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lg=2lgS2O8

6、2-始+常數(shù)，、是定值，它們不變，=KS2O8I-，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- + 3 I- （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，通過測定這段時間t，根據(jù),即可求出v.此時，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51.36KJmol-1 ，作圖法得到的活化能為51.36KJmol-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