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实验六 化学反应速率与活化能【实验目的】1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。 2.测定过二硫酸铵与碘化钾反应速率，并计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。3.测定不同温度下的速率常数并计算反应的活化能；4.学习数据处理的一般方法及作图法。【实验原理】对反应：反应速率表示一段时间内的浓度变化即为平均反应速率。在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应：S2O8 2 - +3 I - =2 SO4 2- + I3 - (慢) (1)其反应的微分速率方程可表示为：S2O8 2 - +3 I - =2 SO4 2- + I3 - (慢) (1)m+n=反应级数近似地用平均速率代替初速率：2S2O3 2- + I3 - = S4 O6 2- + 3I - (快) 加入一定体积已知浓度的Na2S2O3 溶液和淀粉溶液，在反应（1）进行的同时 由式可得：蓝色出现（淀粉与过量碘反应）标志着S2O3 2-全部耗尽，由S2O3 2-浓度的改变量可以得到 S2O8 2 - 浓度的改变量。 因此两边取对数，得lgr= mlgs2o82- + nlgI- + lgk I-不变， lgr对lgs2o82- 作图，可得一直线，斜率即为m. 同样，保持s2o82- 不变，作图可计算n，从而可得反应级数。通过m和n以及速率计算公式，可以得到速率常数k.利用阿仑尼乌斯方程： 求得不同温度下的k，以lgk对1/T作图，可以计算反应活化能。1. 量筒的作用 2. 秒表的使用 3. 作图方法【基本操作】实验用品：仪器:烧杯、大试管、量筒、秒表、温度计液体药品：KI（0.20molL-1），Na2S2O3（0.010molL-1 ） 淀粉溶液（0.4%），（NH4）2S2O8（0.20molL-1） Cu(NO3)2（0.02mol.L-1），KNO3（0.20mol.L-1） (NH4)2SO4（0.20mol.L-1），材料：冰【实验内容】1、浓度对化学反应速率的影响 用同样方法按表1的用量进行编号I、II、III、V、等的实验。20.0mL 0.20molL-1 KI溶液 8.0mL 0.010mol.L-1 Na2S2O3溶液 4.0mL 0.2%淀粉溶液 20.0mL 0.20molL-1 （NH4）2S2O8 溶液 混合均匀 立即计时 不断搅动 迅速 加20.0mL 0.20moldm-3 KI溶液 加8.0mL 0.010moldm-3 Na2S2O3溶液 加2.0mL 0.2%淀粉溶液 混合均匀20.0mL 0.20moldm-3（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时间和温度 表5-1 浓度对反应速率的影响 室温：实验编号IIIIIIIVV试剂用量 cm30.20mol.dm-3(NH4)2S2O820.010.05.020.020.00.20mol. dm-31KI20.020.020.010.05.00.010mol. dm-3Na2S2O38.08.08.08.08.00.2%淀粉溶液4.04.04.04.04.00.20mol. dm-3KNO30.00.00.010.015.00.20mol. dm-3(NH4)2SO40.010.015.00.00.0混合液中反应物的起始浓度 mol. dm-3(NH4)2S2O8KINa2S2O3反应时间t/sS2O82-的浓度变化c S2O8 2 -/mol.dm-3 反应速率r/mol.dm-3.s2、温度对化学反应速率的影响 KI（10.0 mL）、Na2S2O3（8.0mL）、KNO3（10.0mL ）、淀粉溶液（4.0 mL）混合于大烧杯 (按表1实验VI中的药品用量混合 ) 取20.0mL (NH4)2S2O8于小烧杯 大、小烧杯同时冰水浴，至低于室温10时迅速混合、计时并不断搅拌。 当溶液刚出现蓝色时，记录反应时间。（此实验编号记为VI。）同样方法在热水中进行高于室温10的实验。此实验编号记为VII将此两次实验数据VI、VII和实验IV的数据记入表2中进行比较。表5-2 温度对化学反应速率的影响实验编号VIVIIX反应温度 t /反应时间t /s反应速率 r3、催化剂对化学反应速率的影响KI（10.0 mL）、Na2S2O3（8.0mL）、 KNO3（10.0mL ）、淀粉溶液（4.0 mL） 混合于150mL烧杯 (按表1实验VI中的药品用量混合 )加入2滴Cu(NO3)2溶液，搅匀 迅速加入过二硫酸铵溶液，搅动、计时 与表5-1中实验VI 的反应速率定性地比较，结论：实验编号VIVI是否有催化剂反应时间t /s反应速率 r三、催化剂对化学反应速率的影响按表1实验IV的用量 四、数据记录及处理实验编号lgrlg c S2O8 2 -lg c I -mn反应速率常数k1、 反应级数和反应速率常数的计算lgr=mlg c S2O8 2 - + nlgc I - +lgk 实验编号 反应速率常数klgk反应活化能Ea2、反应活化能的计算注意：（1）两人一组，分工协作，注意量筒编号。（2）不同温度测定，采用冰水浴或热水浴控制温度，加入过硫酸铵前先搅拌至热平衡。 （3）不同温度温差一般控制在10，高温不要超过30 （4）注意记录温度 （5）使用作图纸画图，有条件的可以使用计算作图。【附注】本实验对试剂有一定的要求。碘化钾溶液应为无色透明溶液，不宜使用有碘析出的浅黄色溶液。过二硫酸铵溶液要新配制的，因为时间长了过二硫酸铵易分解。如所配制过二硫酸铵溶液的pH小于3，说明该试剂已有分解，不适合本实验使用。所用试剂中如混有少量Cu2+、Fe3+等杂质，对反应会有催化作用，必要时需滴入几滴0.10molL EDTA溶液。 在做温度对化学反应速率影响的实验时，如室温低于10，可将温度条件改为室温、高于室温10、高于室温20三种情况进行。【实验改进的参考】(1)若提前配制Na2S2O3,可加少量Na2CO3作稳定剂。 (2)反应中的搅拌速度对反应时间也有影响,搅拌的越快,反应时间越短。同一组实验,要用同一 种速度搅拌。(3)为使实验测得的数值更准确，（NH4）2S2O8必须最后加入，且要一次性快速加入。微型实验： 实验用的微型仪器 5ml(6孔)井穴板(2块)：具有烧杯，试管，点滴板，试剂储瓶的一些功能，在