實驗一化學反應(yīng)速率和活化能的測定課件

實驗一化學反應(yīng)速率和活化能的測定一、實驗?zāi)康?．通過實驗了解濃度、溫度和催化劑對反應(yīng)速率的影響。2．了解（NH4）2S2O8氧化KI的反應(yīng)速率的測定原理和方法。3．學習作圖法處理實驗數(shù)據(jù)。實驗一化學反應(yīng)速率和活化能的測定一、實驗?zāi)康?二、實驗原理在水溶液中，過二硫酸銨[(NH4)2S2O8]和碘化鉀(KI)發(fā)生如下反應(yīng)：

根據(jù)速率方程，該反應(yīng)的反應(yīng)速率v可表示為△t時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率反應(yīng)速率常數(shù)

[S2O82-]和[I-]分別為兩種離子的初始濃度

（m+n）為反應(yīng)級數(shù)

二、實驗原理在水溶液中，過二硫酸銨[(NH4)2S2O8]和2為了能夠測出反應(yīng)在△t時間內(nèi)離子濃度的改變值，在(NH4)2S2O8和碘化鉀KI反應(yīng)的同時，加入一定體積已知濃度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液。一旦Na2S2O3耗盡，生成微量的I3-就立即與淀粉作用，使溶液顯藍色。

二、實驗原理為了能夠測出反應(yīng)在△t時間內(nèi)離子濃度的改變值，在一旦Na2S3消耗S2O82-的濃度為消耗S2O32-濃度的一半。即Δ[S2O82-]＝注：當硫代硫酸鈉耗盡時，Δ[S2O32-]就是開始時Na2S2O3的濃度。二、實驗原理二、實驗原理4在本實驗中，每份混合溶液中Na2S2O3的起始濃度都是相同的，因而Δ[S2O32-]不變。因此，只要記下反應(yīng)開始到溶液出現(xiàn)藍色所需要的時間Δt，即可求出反應(yīng)速率

υ＝－Δ[S2O82-]/Δt。二、實驗原理在本實驗中，每份混合溶液中Na2S2O3的起始濃度都是相同的5根據(jù)反應(yīng)速率方程：

υ＝k[S2O82-]m[I-]n利用求出的反應(yīng)速率υ，就可以計算m和n，進一步可求出速率常數(shù)k值。反應(yīng)速率常數(shù)k與反應(yīng)溫度T有如下關(guān)系：

lgk＝－+A

式中Ea為反應(yīng)的活化能，R為氣體常數(shù)，T為絕對溫度。測出不同溫度下的k值，以lgk對1/T作圖可得一直線，由直線的斜率可求出反應(yīng)的活化能Ea值。二、實驗原理根據(jù)反應(yīng)速率方程：二、實驗原理6三、儀器與試劑儀器恒溫水浴量筒(10mL、25mL)溫度計秒表燒杯(100mL)0.02mol·L-1Cu(NO3)20.20mol·L-1KI0.2%淀粉溶液0.20mol·L-1KNO3

0.20mol·L-1(NH4)2S2O8

0.01mol·L-1Na2S2O3

0.20mol·L-1(NH4)2SO4試劑三、儀器與試劑儀器恒溫水浴量筒(10mL、25mL71、濃度對反應(yīng)速率的影響在室溫下，用量筒分別量取0.20mol·L-1的KI溶液20mL，0.010mol·L-1的Na2S2O3溶液8mL和0.2%淀粉溶液4mL，都加到150mL錐形瓶中，混勻。再用另一個量筒取0.20mol·L-1的(NH4)2S2O8溶液20mL，快速加到盛混合溶液的150mL錐形瓶中，同時開動秒表，將溶液攪勻。當溶液剛出現(xiàn)藍色時，立即停表，記下反應(yīng)時間和溫度。四、實驗步驟1、濃度對反應(yīng)速率的影響四、實驗步驟8用同樣的方法按表1中的用量，完成序號2～5的其它實驗。為使每次實驗中溶液離子強度和總體積不變，不足的量分別用0.20mol·L-1的KNO3溶液和0.20mol·L-1的(NH4)2SO4溶液補足。四、實驗步驟用同樣的方法按表1中的用量，完成序號2～5的其它實驗。為使每9表1濃度對反應(yīng)速率的影響

實驗序號12345試劑用量，mL0.20mol·L-1KI0.01mol·L-1Na2S2O32%淀粉溶液0.20mol·L-1KNO30.20mol·L-1(NH4)2SO40.20mol·L-1(NH4)2S2O8208.04.0//20208.04.0/1010208.04.0/155108.04.010/2058.04.015/20起始濃度，mol·L-1KI溶液Na2S2O3溶液(NH4)2S2O8溶液

反應(yīng)時間△t，s反應(yīng)的平均速率反應(yīng)速率常數(shù)

表1濃度對反應(yīng)速率的影響102、溫度對反應(yīng)速度的影響按表1中實驗序號4的用量，把KI、Na2S2O3、KNO3和淀粉溶液加到燒杯中，把(NH4)2S2O8溶液加到大試管中，并把它們放在比室溫高10℃的恒溫水浴鍋中，當溶液溫度與水的溫度相同時，把(NH4)2S2O8溶液迅速加到KI混合溶液中，記錄反應(yīng)時間。在高于室溫20℃、30℃條件下，重復(fù)以上操作。這樣共得到四個溫度下的反應(yīng)時間，結(jié)果列于表2。四、實驗步驟2、溫度對反應(yīng)速度的影響四、實驗步驟11四、實驗步驟實驗序號4678反應(yīng)溫度K反應(yīng)時間s反應(yīng)速率

v反應(yīng)速率常k

表2溫度對反應(yīng)速率的影響四、實驗步驟實驗序號4678反應(yīng)溫度K

123、催化劑對反應(yīng)速率的影響按表1中序號4的用量，先在混合溶液中加2滴0.02mol·L-1的Cu(NO3)2溶液，混勻，然后迅速加入(NH4)2S2O8溶液，并記錄反應(yīng)時間。同沒有加入Cu(NO3)2溶液的相同條件反應(yīng)比較催化劑對反應(yīng)速率的影響。四、實驗步驟3、催化劑對反應(yīng)速率的影響四、實驗步驟13表3催化劑對反應(yīng)速率的影響實驗序號49反應(yīng)時間△t，s反應(yīng)速率，v

四、實驗步驟表3催化劑對反應(yīng)速率的影響實驗序號49反應(yīng)時間△t，144、求反應(yīng)的活化能Ea

計算不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k列于表4，以lgk對1/T作圖，通過直線的斜率求出反應(yīng)的活化能Ea。四、實驗步驟4、求反應(yīng)的活化能Ea四、實驗步驟15四、實驗步驟表4求反應(yīng)的活化能實驗序號4678反應(yīng)溫度/K

（1/T）×103

速率常數(shù)k

四、實驗步驟表4求反應(yīng)的活化能實驗序號46716五、數(shù)據(jù)處理1、計算反應(yīng)級數(shù)

2、計算速率常數(shù)和活化能五、數(shù)據(jù)處理1、計算反應(yīng)級數(shù)2、計算速率常數(shù)和活化能17六、操作要點和注意事項

1、試劑的加入順序要一致

2、加入最后一種試劑時要迅速，并同時計時3、溶液一變色，就立即停止計時六、操作要點和注意事項1、試劑的加入順序要一致181、實驗中為什么可以用反應(yīng)出現(xiàn)藍色的時間長短來計算反應(yīng)速率？反應(yīng)溶液出現(xiàn)藍色后，反應(yīng)是否就終止了？2、Na2S2O3的用量過多或過少，對實驗結(jié)果有何影響？3、本實驗中反應(yīng)物S2O82-和I-的化學計量數(shù)不同，如果反應(yīng)速率不是用S2O82-而是用I-來表示，為什么求得的反應(yīng)速率卻是相同的？七、思考題1、實驗中為什么可以用反應(yīng)出現(xiàn)藍色的時間長短來計算反應(yīng)速率？19實驗一化學反應(yīng)速率和活化能的測定一、實驗?zāi)康?．通過實驗了解濃度、溫度和催化劑對反應(yīng)速率的影響。2．了解（NH4）2S2O8氧化KI的反應(yīng)速率的測定原理和方法。3．學習作圖法處理實驗數(shù)據(jù)。實驗一化學反應(yīng)速率和活化能的測定一、實驗?zāi)康?0二、實驗原理在水溶液中，過二硫酸銨[(NH4)2S2O8]和碘化鉀(KI)發(fā)生如下反應(yīng)：

根據(jù)速率方程，該反應(yīng)的反應(yīng)速率v可表示為△t時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率反應(yīng)速率常數(shù)

[S2O82-]和[I-]分別為兩種離子的初始濃度

（m+n）為反應(yīng)級數(shù)

二、實驗原理在水溶液中，過二硫酸銨[(NH4)2S2O8]和21為了能夠測出反應(yīng)在△t時間內(nèi)離子濃度的改變值，在(NH4)2S2O8和碘化鉀KI反應(yīng)的同時，加入一定體積已知濃度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液。一旦Na2S2O3耗盡，生成微量的I3-就立即與淀粉作用，使溶液顯藍色。

二、實驗原理為了能夠測出反應(yīng)在△t時間內(nèi)離子濃度的改變值，在一旦Na2S22消耗S2O82-的濃度為消耗S2O32-濃度的一半。即Δ[S2O82-]＝注：當硫代硫酸鈉耗盡時，Δ[S2O32-]就是開始時Na2S2O3的濃度。二、實驗原理二、實驗原理23在本實驗中，每份混合溶液中Na2S2O3的起始濃度都是相同的，因而Δ[S2O32-]不變。因此，只要記下反應(yīng)開始到溶液出現(xiàn)藍色所需要的時間Δt，即可求出反應(yīng)速率

υ＝－Δ[S2O82-]/Δt。二、實驗原理在本實驗中，每份混合溶液中Na2S2O3的起始濃度都是相同的24根據(jù)反應(yīng)速率方程：

υ＝k[S2O82-]m[I-]n利用求出的反應(yīng)速率υ，就可以計算m和n，進一步可求出速率常數(shù)k值。反應(yīng)速率常數(shù)k與反應(yīng)溫度T有如下關(guān)系：

lgk＝－+A

式中Ea為反應(yīng)的活化能，R為氣體常數(shù)，T為絕對溫度。測出不同溫度下的k值，以lgk對1/T作圖可得一直線，由直線的斜率可求出反應(yīng)的活化能Ea值。二、實驗原理根據(jù)反應(yīng)速率方程：二、實驗原理25三、儀器與試劑儀器恒溫水浴量筒(10mL、25mL)溫度計秒表燒杯(100mL)0.02mol·L-1Cu(NO3)20.20mol·L-1KI0.2%淀粉溶液0.20mol·L-1KNO3

0.20mol·L-1(NH4)2S2O8

0.01mol·L-1Na2S2O3

0.20mol·L-1(NH4)2SO4試劑三、儀器與試劑儀器恒溫水浴量筒(10mL、25mL261、濃度對反應(yīng)速率的影響在室溫下，用量筒分別量取0.20mol·L-1的KI溶液20mL，0.010mol·L-1的Na2S2O3溶液8mL和0.2%淀粉溶液4mL，都加到150mL錐形瓶中，混勻。再用另一個量筒取0.20mol·L-1的(NH4)2S2O8溶液20mL，快速加到盛混合溶液的150mL錐形瓶中，同時開動秒表，將溶液攪勻。當溶液剛出現(xiàn)藍色時，立即停表，記下反應(yīng)時間和溫度。四、實驗步驟1、濃度對反應(yīng)速率的影響四、實驗步驟27用同樣的方法按表1中的用量，完成序號2～5的其它實驗。為使每次實驗中溶液離子強度和總體積不變，不足的量分別用0.20mol·L-1的KNO3溶液和0.20mol·L-1的(NH4)2SO4溶液補足。四、實驗步驟用同樣的方法按表1中的用量，完成序號2～5的其它實驗。為使每28表1濃度對反應(yīng)速率的影響

實驗序號12345試劑用量，mL0.20mol·L-1KI0.01mol·L-1Na2S2O32%淀粉溶液0.20mol·L-1KNO30.20mol·L-1(NH4)2SO40.20mol·L-1(NH4)2S2O8208.04.0//20208.04.0/1010208.04.0/155108.04.010/2058.04.015/20起始濃度，mol·L-1KI溶液Na2S2O3溶液(NH4)2S2O8溶液

反應(yīng)時間△t，s反應(yīng)的平均速率反應(yīng)速率常數(shù)

表1濃度對反應(yīng)速率的影響292、溫度對反應(yīng)速度的影響按表1中實驗序號4的用量，把KI、Na2S2O3、KNO3和淀粉溶液加到燒杯中，把(NH4)2S2O8溶液加到大試管中，并把它們放在比室溫高10℃的恒溫水浴鍋中，當溶液溫度與水的溫度相同時，把(NH4)2S2O8溶液迅速加到KI混合溶液中，記錄反應(yīng)時間。在高于室溫20℃、30℃條件下，重復(fù)以上操作。這樣共得到四個溫度下的反應(yīng)時間，結(jié)果列于表2。四、實驗步驟2、溫度對反應(yīng)速度的影響四、實驗步驟30四、實驗步驟實驗序號4678反應(yīng)溫度K反應(yīng)時間s反應(yīng)速率

v反應(yīng)速率常k

表2溫度對反應(yīng)速率的影響四、實驗步驟實驗序號4678反應(yīng)溫度K

313、催化劑對反應(yīng)速率的影響按表1中序號4的用量，先在混合溶液中加2滴0.02mol·L-1的Cu(NO3)2溶液，混勻，然后迅速加入(NH4)2S2O8溶液，并記錄反應(yīng)時間。同沒有加入Cu(NO3)2溶液的相同條件反應(yīng)比較催化劑對反應(yīng)速率的影響。四、