化學反應速率及活化能的測定實驗報告

化學反應速率及活化能的測定實驗報告1.概述化學反應速率用符號J或ξ表示，其定義為：J=dξ/dt（3-1）ξ為反應進度，單位是mol，t為時間，單位是s。所以單位時間的反應進度即為反應速率。dξ=v-1BdnB（3-2）將式（3-2）代入式（3-1）得：J=v-1BdnB/dt式中nB為物質B的物質的量，dnB/dt是物質B的物質的量對時間的變化率，vB為物質B的化學計量數（對反應物vB取負值，產物vB取正值）。反應速率J總為正值。J的單位是mol·s-1。

根據質量作用定律，若A與B按下式反應：aA＋bB→cC＋dD其反應速率方程為：J=kca（A）cb（B）k為反應速率常數。a＋b=nn為反應級數。n=1稱為一級反應，n=2為二級反應，三級反應較少。反應級數有時不能從方程式判定，如：2HI→I2＋H2看起來是二級反應。實際上是一級反應，因為HI→H＋I（慢）HI＋H→H2＋I（快）I＋I→I2（快）反應決定于第一步慢反應，是一級反應。從上述可知，反應級數應由實驗測定。反應速率的測定測定反應速率的方法很多，可直接分析反應物或產物濃度的變化，也可利用反應前后顏色的改變、導電性的變化等來測定，如：

可通過分析溶液中Cl-離子濃度的增加，確定反應速率，也可利用反應物和產物顏色不同，所導致的光學性質的差異進行測定。從上式還可以看到，反應前后離子個數和離子電荷數都有所改變，溶液的導電性有變化，所以也可用導電性的改變測定反應速率。概括地說，任何性質只要它與反應物（或產物）的濃度有函數關系，便可用來測定反應速率。但對于反應速率很快的

本實驗測定（NH4）2S2O8（過二硫酸銨）和KI反應的速率是利用一個

在水溶液中，（NH4）2S2O8和KI發(fā)生以下反應：

這個反應的平均反應速率可用下式表示

表3-1不同濃度時平均反應速率

用表中實驗Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ的數據作圖求出a，用實驗Ⅰ，Ⅳ，Ⅴ的數據作圖求出b，然后再計算出反應速率常數k。（2）溫度對化學反應速率的影響按表3-1實驗Ⅳ中的用量，把KI，Na2S2O3，KNO3和淀粉的混合溶液加到150mL燒杯中，把（NH4）2S2O8溶液加到另一個燒杯中，并將兩個燒杯放入冰水浴中冷卻。等燒杯中的溶液都冷到O℃時，把（NH4）2S2O8溶液加到KI混合溶液中，同時開動秒表，并不斷攪拌，當溶液剛出現(xiàn)藍色時，記下反應時間。在10℃，20℃和30℃的條件下，重復上述實驗。將結果填于表3-2中。用表3.2的數據，以lg｛k｝對1/T作圖，求出反應（1）的活化能。表3-2不同溫度時平均反應速率

（3）催化劑對反應速率的影響在150mL燒杯中加入10mL0.20mol·L-1KI溶液，4.0mL淀粉溶液，8.0mL0.010mol·L-1Na2S2O3溶液和10mL0.20mol·L-1KNO3溶液，再加入1滴0.02mol·L-1Cu（NO3）2溶液。攪拌均勻，然后迅速加入20mL0.20mol·L-1（NH4）2S2O8溶液，攪拌，記下反應時間，并與前面不加催化劑的實驗進行比較。4.思考題（1）通過上述實驗總結溫度、濃度、催化劑對反應速率的影響。（2）上述反應中，溶液出現(xiàn)藍色是否反應終止？另外，實驗數據的處理，除了用方格紙作圖并進行計算外，還可以利用計算機進行數據處理。計算機處理實驗數據的程序及使用說明如下：幫助文件使用說明：1.打開與選擇菜單（1）按F10鍵即可激活頂層菜單，然后使用方向鍵（→，←）選擇頂層菜單項，按回車（Enter）鍵即可打開所選擇的菜單。使用熱鍵（Alt＋菜單上加亮的字母）即可快速地打開該字母所對應的菜單。（2）打開菜單后即可使用方向鍵（↑，↓）選擇菜單項，選中后按回車鍵即可執(zhí)行此菜單項。打開菜單后，按菜單項中加亮的字母也可以執(zhí)行該菜單項。使用熱鍵（菜單項后部提示的組合鍵）即可快速地執(zhí)行對應的菜單項。（3）當一個菜單項處于灰