丙酮碘化反應(yīng)思考題答案

1、丙酮碘化反應(yīng)思考題答案【篇一：丙酮碘化反應(yīng)】3-29t=286.15k p=85.02kpa一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理由同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，包括儀器、藥品、實(shí)驗(yàn)步驟等2.測(cè)定反應(yīng)常數(shù)k、反應(yīng)級(jí)數(shù)n、活化能ea 3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)復(fù)雜反應(yīng)的理解二、實(shí)驗(yàn)原理丙酮碘化反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜反應(yīng)，其反應(yīng)式為：實(shí)驗(yàn)測(cè)定表明，反應(yīng)速率在酸性溶液中隨氫離子濃度的增大而增大。反應(yīng)式中包含產(chǎn)物，故本反應(yīng)是自催化反應(yīng)，其動(dòng)力學(xué)方程式為：22式中 c 為各物質(zhì)濃度（mol/l ） ,k 為反應(yīng)速率常數(shù)或反應(yīng)比速，指數(shù)為反應(yīng)級(jí)數(shù)n 。 丙酮碘化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理可分為兩步：第一步為丙酮烯醇化反應(yīng)，其速率常數(shù)較小，第二部是烯醇碘化

2、反應(yīng)，它是一個(gè)快速的且能進(jìn)行到底的反應(yīng)。用穩(wěn)態(tài)近似法處理，可以推導(dǎo)證明，當(dāng)k2ch+k3ci 時(shí)，反應(yīng)機(jī)理與實(shí)驗(yàn)證明的反應(yīng)級(jí)數(shù)相符。2丙酮碘化反應(yīng)對(duì)碘的反應(yīng)級(jí)數(shù)是零級(jí)，級(jí)碘的濃度對(duì)反應(yīng)速率沒(méi)有影響，原來(lái)的速率方程可寫(xiě)成22+似視為常數(shù)，積分上式的：2ci 以對(duì) t 作圖應(yīng)為直線(xiàn)。與直線(xiàn)的斜率可求得反應(yīng)速率常數(shù)k 及反應(yīng)級(jí)數(shù)n 。2在某一指定的溫度下，進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，固定氫離子的濃度不變，改變丙酮的濃度，使其為ca=mca ，根據(jù)212若測(cè)得兩次反應(yīng)的反應(yīng)速率，即求得反應(yīng)級(jí)數(shù)p。用同樣的方法，改變氫離子的濃度，固定丙酮的濃度不變，也可以得到對(duì)氫離子的反應(yīng)級(jí)數(shù)r。若已經(jīng)證明：p=r=1 ， q=0

3、，反應(yīng)速率方程可寫(xiě)為：-dci/dt=kcach+在大量外加酸存在下及反應(yīng)進(jìn)程不大的條件2下，反應(yīng)過(guò)程的氫離子可視為不變，因此，反應(yīng)表現(xiàn)為準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)或假一級(jí)反應(yīng)：-dci/dt=kca 式中 k=k ch+ ，2k 為與氫離子濃度有關(guān)的準(zhǔn)反應(yīng)比速。設(shè)丙酮及碘的初始濃度為ca0 、 ci0. 側(cè)有： ca= ci0- ( ci0- ci )由數(shù)學(xué)推導(dǎo)最終可得：2222ci= - ca0 kt+ ca0c+ ci022若在不同的時(shí)刻t,測(cè)得一系列ci,將其對(duì)t作圖，得一直線(xiàn)，斜率為 - ca0 k ，即可求得k 的值。在不同的氫離2子濃度下，k值不同。分光光度法，在550 nm 跟蹤 i2 隨時(shí)間

4、變化率來(lái)確定反應(yīng)速率。三、儀器及藥品721 分光光度計(jì)1 套丙酮標(biāo)準(zhǔn)液(2.000mol*l-1)秒表 1 塊 hcl 標(biāo)準(zhǔn)液 (1.000mol*l-1) 碘瓶( 50ml ) 6 個(gè) i2 標(biāo)準(zhǔn)液(0.01mol*l-1) 刻度移液管(20ml ) 5 支四、實(shí)驗(yàn)步驟1 .儀器準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前先打開(kāi)光度計(jì)預(yù)熱。2 . 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法測(cè)定摩爾吸光系數(shù)。(每組配一種濃度，共5 個(gè)濃度，在一臺(tái)儀器上測(cè)出吸光度，數(shù)據(jù)共享)3. 丙酮碘化過(guò)程中吸光度的測(cè)定：迅速混合，每隔1 分鐘記錄光度計(jì)讀數(shù)，記錄至少15 分鐘。記住先加丙酮、碘，最后加鹽酸！注意事項(xiàng)：比色皿的拿法和清洗；測(cè)量碘溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)由低到高；移液管

5、的使用：不要吹掉最后一滴；標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法測(cè)定摩爾吸光系數(shù)，(每組配一種濃度，共5 個(gè)濃度，在一臺(tái)儀器上測(cè)出吸光度，數(shù)據(jù)共享)；錐形瓶上的體積是粗刻度，要以移液管所取的體積為準(zhǔn)；溶液數(shù)目多，制備溶液時(shí)防止加錯(cuò)體積。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理摩爾吸光系數(shù)的測(cè)定r1=3.226e-5mol*l-1*min-1， r2=2.899 e-5 mol*l-1*min-1r3=5.840e-5mol*l-1*min-1， r4=2.940e-5 mol*l-1*min-1r=-dca/dt=-dci/dt=kca1.013 ci0.86ch+0.022222同初始濃度的反應(yīng)速率常數(shù)，求其平均值2k1= 8.065 e-4

6、dm3*mol-1*min-1 ， k2=7.248e-4dm3*mol-1*min-1 k3=7.300e-4dm3*mol-1*min-1， k4=7.35 e-4dm3*mol-1*min-1k(average)=7.491 e-4dm3*mol-1*min-1六、思考題1.動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，正確計(jì)算時(shí)間是很重要的實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)中，將丙酮溶液加入盛有i2 和 hcl 溶液的碘瓶中時(shí)，反應(yīng)即開(kāi)始，而反應(yīng)時(shí)間卻以溶液混合均勻并注入比色皿中才開(kāi)始計(jì)時(shí)，這樣做對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響，為什么？理論上有影響，但實(shí)際上幾乎沒(méi)有影響，理論系統(tǒng)誤差小于千分之一。而且反應(yīng)剛開(kāi)始會(huì)有很多不確定因素 反應(yīng)液是否完全混

7、勻、生成中間體濃度需要多長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到穩(wěn)態(tài)近似法處理的條件dm/dt=0 等。2. 本實(shí)驗(yàn)對(duì)于丙酮溶液和hcl 的初始濃度相對(duì)于i2 的初始濃度有何要求？為什么？2chci2 及反應(yīng)進(jìn)程不大的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可認(rèn)為ca、 ci 是不變的，反應(yīng)速率恒定，i2 濃度過(guò)高可能發(fā)生多+2元碘化。3. 本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明碘的濃度對(duì)反應(yīng)速率有何影響？據(jù)此推測(cè)反應(yīng)機(jī)理。在碘的濃度不是低到不能發(fā)生反應(yīng)或高到引起其他效應(yīng)的的情況下，碘的濃度對(duì)反應(yīng)速率影響可以忽略，酸催化反應(yīng)機(jī)理：七、實(shí)驗(yàn)討論1. 反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)速率有加快作用的反應(yīng)稱(chēng)為自催化反應(yīng)。在自催化反應(yīng)中，反應(yīng)速率既受反應(yīng)物濃度的影響，又受反應(yīng)產(chǎn)物濃度的影響。在此

8、反應(yīng)中酸是反應(yīng)的催化劑，通常不加酸，因?yàn)橹灰磻?yīng)一開(kāi)始，就產(chǎn)生酸hi ，此酸就可自動(dòng)發(fā)生催化反應(yīng)，因此反應(yīng)還沒(méi)有開(kāi)始時(shí)，有一個(gè)誘導(dǎo)階段，一但有一點(diǎn)酸產(chǎn)生，反應(yīng)就很快進(jìn)行。自催化作用的特點(diǎn)是：1 反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行得很慢(稱(chēng)誘導(dǎo)期)，隨著起催化作用的產(chǎn)物的積累反應(yīng)速度迅速加快，而后因反應(yīng)物的消耗反應(yīng)速度下降；2 自催化反應(yīng)必須加入微量產(chǎn)物才能啟動(dòng)；3 自催化反應(yīng)必然會(huì)有一個(gè)最大反應(yīng)速率出現(xiàn)。2. 反應(yīng)第一步為丙酮烯醇化反應(yīng)，其速率常數(shù)較小，第二步是烯醇碘化反應(yīng)，它是一個(gè)快速的且能進(jìn)行到底的反應(yīng)。烯醇碘化反應(yīng)是整個(gè)反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力，使得反應(yīng)可以順利進(jìn)行到底，而丙酮的烯醇化反應(yīng)是決速步驟。3. 丙酮一元碘化后

9、，由于引入的i 的 -i 效應(yīng)，使羰基氧上電子云密度降低，在質(zhì)子化形成烯醇比未碘化時(shí)要困難一些，在ca ci 及反應(yīng)不是太快的條件下反應(yīng)只會(huì)生成一元碘代丙酮。若是堿催化反應(yīng)，一元碘化后，24. 在鏈反應(yīng)或其它連續(xù)反應(yīng)中，由于自由基等中間產(chǎn)物極活潑，濃度低，壽命又短，可以近似地認(rèn)為在反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，它們的濃度基本上不隨時(shí)間而變化，即dm/dt= 0 (m 表示中間產(chǎn)物)，這樣的處理方法叫做穩(wěn)態(tài)近似法，實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的中間體為烯醇負(fù)離子。反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的依賴(lài)關(guān)系為k = aexp ( - ea/ rt) ，由arrhenius 公式可近似計(jì)算實(shí)驗(yàn)溫度下的反應(yīng)活化能ea。k(13 )= 7.49

10、1 e-4dm3*mol-1*min-1 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)溫度上升10反應(yīng)速率約增加一倍 1, k(23 C) Ql.49-3dm3*mol-1*min-1 由In(k1/k2)=ea(t2-t1)/t1t2r可以粗算得 ea100kj*mol -16. 從實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的吸光度第一個(gè)值在碘濃度一樣的情況下的下降趨勢(shì)說(shuō)明，丙酮和碘在不加酸的條件下就開(kāi)始反應(yīng)，粗算得未加酸時(shí)的反應(yīng)速率r=5.6e-6 mol*l-1*min-1 , 約為加酸后反應(yīng)速率的十分之一。9. 本實(shí)驗(yàn)的理論系統(tǒng)誤差很小，可以忽略不計(jì)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏離理論值的原因主要是實(shí)驗(yàn)的偶然誤差：分光光度計(jì)沒(méi)有恒溫裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)間近一小時(shí)，無(wú)法消除環(huán)

11、境溫度變化對(duì)反應(yīng)速率的影響；儀器不穩(wěn)定等。【篇二：丙酮碘化反應(yīng)】一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 ）通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)復(fù)雜反應(yīng)特征的理解。（ 2）測(cè)定酸催化時(shí)丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)、活化能。（ 3）掌握722 型可見(jiàn)分光光度計(jì)的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理不同的化學(xué)反應(yīng)其反應(yīng)機(jī)理是不相同的。按反應(yīng)機(jī)理的復(fù)雜程度之不同可以將反應(yīng)分為基元反應(yīng)（簡(jiǎn)單反應(yīng)）和復(fù)雜反應(yīng)兩種類(lèi)型。簡(jiǎn)單反應(yīng)是由反應(yīng)物粒子經(jīng)碰撞一步就直接生成產(chǎn)物的反應(yīng)。復(fù)雜反應(yīng)不是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的一步就能完成的，而是要通過(guò)生成中間產(chǎn)物的許多步驟來(lái)完成的，其中每一步都是一個(gè)基元反應(yīng)。常見(jiàn)的復(fù)雜反應(yīng)有對(duì)峙反應(yīng)（或稱(chēng)可逆反應(yīng)，與熱力學(xué)中的可逆過(guò)程的含義完全不同）。平行反應(yīng)和連

12、續(xù)反應(yīng)等。丙酮碘化反應(yīng)是一復(fù)雜反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：h+是催化劑，由于反應(yīng)本身能生成h+,所以，這是一個(gè)自動(dòng)催化反應(yīng)。一般認(rèn)為該反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理包括下列兩步：這是一個(gè)連續(xù)反應(yīng)。反應(yīng)（1 ）是丙酮的烯醇化反應(yīng)，它是一個(gè)可逆反應(yīng)，進(jìn)行得很慢。反應(yīng)（2）是烯醇的碘化反應(yīng)，它是一個(gè)快速且能進(jìn)行到底的反應(yīng)。由于反應(yīng)（1 ）速率很慢，而反應(yīng)（2）的速率又很快，中間產(chǎn)物烯醇一旦生成又馬上消耗掉了。根據(jù)連續(xù)反應(yīng)的特點(diǎn)，該反應(yīng)的總反應(yīng)速率由反應(yīng)（1 ）所決定，其反應(yīng)的速率方程可表示為：式中 ca 為丙酮的濃度；cd 為產(chǎn)物碘化丙酮的濃度；ch+ 為氫離子的濃度；k 為丙酮碘化反應(yīng)的總的速率常數(shù)。由反應(yīng)（2）可知，如

13、果測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中各時(shí)間碘的濃度，就可以求出。由于碘在可見(jiàn)光區(qū)有一個(gè)比較寬的吸收帶，所以本實(shí)驗(yàn)可采用分光光度法來(lái)測(cè)定不同時(shí)刻反應(yīng)物的濃度。-3-3按朗怕-比耳定律，若指定波長(zhǎng)的光通過(guò)碘溶液后光強(qiáng)為 i,通過(guò)蒸儲(chǔ)水后的光強(qiáng)為i0,則透光率可表示為：并且透光率與碘的濃度有如下關(guān)系：式中，l為比色皿光徑長(zhǎng)度；k,是取10為底的對(duì)數(shù)時(shí)的吸收系數(shù)。又因積分后可得：將式（5）、（6）代入式（4）中整理后得：或：式中， kl “可通過(guò)測(cè)定一已知濃度的碘溶液的透光率 t 代入式（5）而求得。當(dāng)ca 與， ch+ 濃度已知時(shí)，只要測(cè)出不同時(shí)刻反應(yīng)物的透光率，就可利用（8）式求出丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)k。三、儀器和

14、藥品1 、帶恒溫裝置的722 型可見(jiàn)分光光度計(jì)；2、超級(jí)恒溫槽；3、秒表；4、 100ml 磨口錐形瓶1 個(gè)；5、 50ml 容量瓶 2 個(gè)；6、 5ml 移液管3 支。7、 0.01mol/l 碘溶液 （kio3 + 5ki + 6hci = 3i2 + 6kci + 3h2o）：準(zhǔn)確稱(chēng)取kio3 0.1427g, 在 50ml 燒杯中加入少量水微熱溶解,加入ki1.1g 加熱溶解, 再加入 2ml 的鹽酸 10ml 混和,倒入100ml 容量瓶中,稀釋至刻度。8 、 2mol/l 丙酮9 、 1mol/l 鹽酸四、實(shí)驗(yàn)步驟（ 1 ）將超級(jí)恒溫槽的溫度調(diào)至20。（ 2）調(diào)整分光光度計(jì)：1.

15、在使用儀器前，應(yīng)該對(duì)儀器進(jìn)行檢查，電源接線(xiàn)應(yīng)牢固，通地要良好。各個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕的起始位置應(yīng)該正確，然后再接通電源開(kāi)關(guān)。2. 將靈敏度旋鈕調(diào)置“ 1”檔（放大倍率最小）。3. 開(kāi)啟電源，指示燈亮，選擇開(kāi)關(guān)置于波長(zhǎng)調(diào)到560nm的位置上，然后將比色架（帶有恒溫水套）放入暗箱中蓋好箱蓋）儀器預(yù)熱 20min 。4. 打開(kāi)試樣室蓋（光門(mén)自動(dòng)關(guān)閉），調(diào)節(jié)“ 0”旋鈕，使數(shù)字顯示為“ 00.0。蓋上試樣室蓋，將裝有蒸餾水的比色皿（光徑長(zhǎng)為”2cm ）放到比色架上，使之處在光路中。調(diào)節(jié)透光率“ 100 ”旋鈕，使數(shù)字顯示為 “ 100.0”。如果顯示不到 “ 100.0”，則可適當(dāng)增加微電流放大器的倍率檔數(shù)，但

16、盡可能使用低檔，這樣儀器將有更高的穩(wěn)定性。改變倍率后，必須重新校正“ 0”和 “ 100 ”。（ 3）求kl 值：取另一比色皿，注入已知濃度的碘溶液、放到比色皿架的另一檔位置上，測(cè)其透光率t （注意刻度盤(pán)上讀出的透光率”，相當(dāng)于公式讀，當(dāng) i0=100 時(shí)的 i 值，所以透光率t=ix0.01 ），利用（5）式求出 kl 值。（ 4）測(cè)定丙酮碘化反應(yīng)的速度常數(shù)k：在一洗凈的50ml 容量瓶中，用移液管移入5mol 2mol/l 丙酮溶液，加入少量蒸餾水（為什么？）。取另一洗凈的50ml 容量瓶，用移液管移入 5ml 實(shí)驗(yàn)用碘溶液。再用另一支移液管移入5mlhcl 溶液，于100ml 磨口帶蓋錐

17、形瓶中注入蒸餾水。三瓶各自蓋好塞子，一起放入恒溫槽中恒溫。待達(dá)到恒溫后（10min 左右），將丙酮溶液倒入鹽酸和碘溶液容量瓶中，用恒溫的蒸儲(chǔ)水洗丙酮瓶34次，洗滌液倒入混合液瓶中，用恒溫蒸餾水稀釋至刻度。此步驟在恒溫槽小孔口中進(jìn)行。取出此容量瓶，搖勻后迅速倒入比色皿中，用擦鏡紙擦于玻璃外壁，放入比色皿架上。以下與步驟（3）相同，測(cè)其透光率to每隔3min量一次，直至24min左右。在測(cè)量過(guò)程中，需經(jīng)常檢查檢流計(jì)零點(diǎn)和蒸餾水空白的透光率。（ 5）分別升溫至25、30，35 ，測(cè)以上各溫度時(shí)透光率t。五、數(shù)據(jù)處理1. 利用（5）式，求出kl 。2. 由 lgt 對(duì)時(shí)間 t 作圖，應(yīng)得一直線(xiàn)，求此直

18、線(xiàn)斜率，再由斜率m求出 k 總。（注意ca , ch+應(yīng)取值若干？）3. 求活化能：由阿累尼烏斯公式以 lgk 對(duì) 1/t 作圖，由斜率m 求 en。六、思考題1. 動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，正確計(jì)量時(shí)間是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)將反應(yīng)開(kāi)始混合，到起算反應(yīng)時(shí)間，中間有一段不算很短的操作時(shí)間。這對(duì)實(shí)驗(yàn)有無(wú)影響？為什么？2. 丙酮的鹵化反應(yīng)是復(fù)雜反應(yīng)，為什么？【篇三：丙酮碘化反應(yīng)的速率方程實(shí)驗(yàn)報(bào)告+（2）】班級(jí)： 2010 級(jí)化一學(xué)號(hào)：20105051117 姓名：楊美玲成績(jī)：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 、掌握用孤立法確定反應(yīng)級(jí)數(shù)的方法；2、測(cè)定酸催化作用下丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)；3、通過(guò)本實(shí)驗(yàn)加深對(duì)復(fù)雜反應(yīng)特征的理解。二、實(shí)

19、驗(yàn)原理大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是由若干個(gè)基本反應(yīng)組成的。以實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定反應(yīng)速率和反應(yīng)活度的計(jì)量關(guān)系，是研究反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。孤立法是動(dòng)力學(xué)研究中常用的一種方法。設(shè)計(jì)一系列溶液，其中只有某一種物質(zhì)的濃度不同，而其他物質(zhì)的濃度均相同，借此可以求得反應(yīng)對(duì)該物質(zhì)的級(jí)數(shù)。同樣亦可得到各種作用物的級(jí)數(shù)，從而確立速率方程。丙酮碘化是一個(gè)復(fù)雜反應(yīng)，其反應(yīng)式為：och3cch3+i2+ch3occh2i+h+i-設(shè)丙酮碘化反應(yīng)速率方程式為：-積分可得：dc 碘 dt=kc 丙酮c 碘 = -kc 丙酮 t(1)式中 k 為反應(yīng)速率常數(shù)。碘在可見(jiàn)光區(qū)有很寬的吸收帶，可用分光光度計(jì)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中碘濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系。按照比爾定律可得：a= -lgt = -lg(i)=?lc 碘 (2) i0式中 a 為吸光度，t 為透光率，i 和 i0 分別為某一特定波長(zhǎng)的光線(xiàn)通過(guò)待測(cè)溶液和空白溶液后的光強(qiáng)，?為吸光系數(shù)，l 為樣品池