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化学反应速率与活化能

化学反应速率与活化能. 实验目的. 1. 掌握浓度、温度及催化剂对化学反应速率的影响。 2. 测定过二硫酸铵与碘化钾反应的反应速率，并计算反应级数、反应速率常数及反应的活化能。 3. 初步练习用计算机进行数据处理。. 实验原理. 在水溶液中， (NH 4 ) 2 S 2 O 8 和 KI 发生以下反应：. 这个反应的平均反应速率可用下式表示 : ν. 对方程两边取对数得：. lgν = a lg ( c (S 2 O 8 2- )/c Θ ) + b lg ( c (I - )/c Θ ) + lgk.

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化学反应速率与活化能

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Presentation Transcript

  1. 化学反应速率与活化能

  2. 实验目的 1. 掌握浓度、温度及催化剂对化学反应速率的影响。 2. 测定过二硫酸铵与碘化钾反应的反应速率，并计算反应级数、反应速率常数及反应的活化能。 3. 初步练习用计算机进行数据处理。

  3. 实验原理 在水溶液中，(NH4)2S2O8和KI发生以下反应： 这个反应的平均反应速率可用下式表示: ν 对方程两边取对数得： lgν = alg(c(S2O82-)/cΘ) + blg(c(I-)/cΘ) + lgk 当溶液中存在S2O32-时，它立即与I3-离子与反应：

  4. 实验原理 在反应中 S2O82-和S2O32-浓度的改变量有如下关系： Δc(S2O82-)= Δc(S2O32-)/2 • 反应（2）比反应（1）速率快，反应（1）生成的I3-与S2O32-的作用瞬时完成，生成无色的S4O62-和I-。 • 当S2O32-用尽，生成的微量I3-与淀粉作用，使溶液呈蓝色。 • 记录从反应开始到溶液出现蓝色所需要的时间Δt，由S2O32-的起始浓度可求出Δc(S2O32-)，进一步可计算出 Δc(S2O82-)和ν

  5. 实验原理 lgν = alg(c(S2O82-)/cΘ) + blg(c(I-)/cΘ) + lgk • 实验中，保持c(I-）不变，改变 c(S2O82-)，以lgν对lg(c(S2O82-)/cΘ)作图，可得一直线，斜率为 a。 • 当保持c(S2O82-)不变，改变c(I-），以lgν对lg(c(I-)/cΘ)作图，可求出b。 • a和b为已知，可求得反应速率常数k。 • 根据阿伦尼乌斯公式，通过作图法可以求出活化能Ea。

  6. 实验仪器与试剂 仪器：量筒、烧杯、秒表、温度计 试剂：0.20 mol· L-1 KI、0.010 mol·L-1 Na2S2O3、0.2％淀粉溶液、0.20 mol·L-1 (NH4)2S2O8、0.20 mol·L-1 KNO3、0.20 mol·L-1 (NH4)2SO4、0.02 mol·L-1 Cu(NO3)2

  7. 实验内容 • 实验浓度对化学反应速率的影响 表 3-1 不同浓度时平均反应速率

  8. 实验内容 • 实验浓度对化学反应速率的影响 • 在室温下，按表 3-1中的用量，用量筒量取各物质加到150 mL烧杯中，混合均匀。 • 再用另一个量筒取 相应的 (NH4)2S2O8溶液，快速加到烧杯中，同时开动秒表，并不断搅拌。 • 当溶液刚出现蓝色时，立即停秒表，记下时间及室温。 用表3-1中实验Ⅰ，Ⅱ，III的数据作图求出 a，用实验I，IV，V的数据作图求出b，然后再计算出反应速率常数k。

  9. 实验内容 • 温度对化学反应速率的影响 • 按表3-1实验Ⅳ中的用量重复实验，只是在反应前把混合溶液和(NH4)2S2O8溶液分别冷却到0 ℃。 • 在10℃，20℃和30℃的条件下，重复上述实验。将结果填于表3-2中。 • 用表3.2的数据，以lg｛k｝对1/T作图，求出反应（1）的活化能。 表 3-2 不同温度时平均反应速率

  10. 实验内容 • 催化剂对反应速率的影响 • 按表3-1实验Ⅳ中的用量重复实验，只是在混合溶液中加入2滴0.02 mol·L-1 Cu(NO3)2溶液。 • 与前面不加催化剂的实验进行比较。

  11. 思考题 • 通过上述实验总结温度、浓度、催化 剂对反应速率的影响。 • 2. 上述反应中，溶液出现蓝色是否反应终止？

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