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1、yrty,1,化学反应速率与活化能,实验目的,1.学习测定反应速率、反应级数和活化能的原理和方法。2.掌握浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。,2,yrty,实验原理,主反应：在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应：其反应的微分速率方程可表示为： 瞬时速率很难通过常规的化学手段获得 ，那我们怎样测量这个反应的速率呢？,S2O8 2 - +2 I - =2 SO4 2- + I2 (慢) (1),3,yrty,实验原理,在赛跑中，我们往往通过设定一个起点和一个终点，最先通过终点者速度最快，当然我们也可以通过路程和时间计算出选手的速度。同样的道理，我们给实验设定一个反应终点，记录反应时间就可以计
2、算出反应速率了，即用反应初始阶段的平均速率近似的代替初始速率:,4,yrty,实验原理,那么这个终点怎样确定呢：我们在反应体系中加入一定体积已知浓度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液，这样在主反应进行的同时进行下面的反应：只要有Na2S2O3存在，主反应中产生的I2会迅速被还原，当Na2S2O3被完全消耗时，主反应中产生的I2会与淀粉结合使溶液变蓝，也就是终点。,2S2O3 2- + I2 = S4 O6 2- + 2I - (极快),5,yrty,实验原理,在这段反应中：而S2O3 2-浓度的改变c(S2O3 2-) 实际上就是Na2S2O3的起始浓度。据此推出以下公式：1.,8mL Na2S2
3、O3稀释到50mL后浓度的一半,6,yrty,实验原理,2.3. 当m=n=1时，代入一组数据到下式，可求得k：,7,yrty,实验原理,4. 测定不同温度下的k，则可根据阿仑尼乌斯公式： 可以求得活化能Ea.,8,yrty,实验内容,用同样方法按表1的用量进行编号II、III、IV、V的实验。, 加20.0mL 0.25molL-1 KI溶液 加8.0mL 0.010molL-1 Na2S2O3溶液 加2.0mL 0.4%淀粉溶液 混合均匀 20.0mL 0.25molL-1(NH4)2S2O8溶液 迅速倒入上述混合液中 同时启动秒表，并不断搅动 当溶液刚出现蓝色时，立即按停秒表， 记录反应
4、时间和温度,一、浓度对化学反应速率的影响,9,yrty,实验内容,表1 浓度对反应速率的影响实验记录表 室温,补充K+和水,补充NH+和水,10,yrty,实验内容,1. KI（10.0 mL）、Na2S2O3（8.0mL）、 KNO3（10mL ）、0.4%淀粉溶液（2.0 mL） 混合于100mL烧杯 (按表1实验IV中的药品用量混合 ) 2. 取20.0mL (NH4)2S2O8于另一个小烧杯 3. 两个烧杯同时水浴，至高于室温10时，迅速混合、计时并不断搅拌。 4. 当溶液刚出现蓝色时，记录反应时间。,二、温度对化学反应速率的影响,11,yrty,实验内容,1. KI(10.0 mL)
5、、Na2S2O3(8.0mL)、KNO3(10 mL)、 0.4%淀粉溶液(2.0 mL) 混合于100mL烧杯 (按表1实验IV中的药品用量混合 ) 2. 加入2滴0.02mol.L-1 Cu(NO3)2溶液，搅匀 3. 迅速加入过二硫酸铵溶液，搅动、计时 4. 与表8-1中实验IV 的反应速率定性地比较，结论：,三、催化剂对化学反应速率的影响,12,yrty,数据记录及处理,一、反应级数和反应速率常数的计算,表2 反应级数与反应速率常数计算表,13,yrty,数据处理,二、反应活化能的计算,表3 反应活化能计算表,14,yrty,实验要点,1. 事先练习秒表的使用，做到瞬间启动，瞬间终止。
6、2. 各种试剂添加时要注意量筒的专用，一旦混用将可能直接造成反应失败。3. 在向KI、淀粉和Na2S2O3混合溶液中加入(NH4)2S2O8时，要做到迅速全部倒入并同时计时，而且一定要充分搅拌，搅拌状态要保持到最后。,15,yrty,实验要点,4. 反应容器（烧杯）要干燥干净，且烘干后要先降至室温才能使用。5.恒温水浴箱温度与反应溶液温度略有差别，故恒温后应测定溶液温度。同样的，室温操作也要测量溶液温度。6.各次计时点（溶液显色程度）的观察要尽量一致。,16,yrty,思考题,1.在向KI、淀粉和Na2S2O3混合溶液中加入(NH4)2S2O8时，为什么必须越快越好?2.在加入(NH4)2S2
7、O8时，先计时后搅拌或者先搅拌后计时，对实验结果各有何影响?3.反应溶液出现蓝色后，反应是否就终止了?4.本实验都是用液体体积来表示各反应物用量的。为什么加入试剂时不用移液管或滴定管而用量筒？,17,yrty,18,yrty,参考答案,1. 本实验测量的是化学反应的初始瞬时速度，而反应会在(NH4)2S2O8加入的同时开始，如果缓慢加入，则初始反应物浓度就不再是设计浓度了，相应的，反应速率会降低。2.搅拌是为了使反应体系充分混匀，如果先计时后搅拌，就会使得反应时间延长，而先搅拌后计时就相当于先起跑后计时。,19,yrty,参考答案,3. 出现蓝色只是代表Na2S2O3混合已经完全反应了，而主反应还会继续进行下去，出现蓝色只是反应的初始阶段，以代表反应初的瞬时速率。4.正如第一题所述，本实验要求反应物迅速完全混合，如果用移液管或滴定管，虽然体积更精密，但是加入速度却难以保证，这对实验结果影响会更大。,20,yrty,
