实验五化学反应速度和活化能演示课件

1、实验五 化学反应速度和活化能,一、实验目的,1、了解浓度、温度和催化剂对反应速度的影响 2、测定过二硫酸铵与碘化钾反应的反应速度，并计算反应级数，反应速度常数和反应的活化能 3、练习在水浴中保持恒温的操作 4、练习用作图法处理实验数据,二、实验原理,在水溶液中： (NH4)2S2O8+3KI=(NH4)2SO4+K2SO4+KI3,离子方程式： S2O82-+3I-=2SO42-+3I3-(慢) 根据速率方程及反应速度V可表示为： = KS2O82-I- v 瞬时速度 +反应级数,当t0,KS2O82-I- ,为了能测得反应在T时间内S2O82-浓度的改变值，需要在混合(NH4)2SO8和KI

2、溶液的同时，注入一定体积的浓度已知的Na2S2O3和淀粉溶液，及在上述反应的同时还进行下列反应：2 S2O32- + I3- = S4062- + 3 I- 该反应十分快，因此在反应开始阶段看不到蓝色。一旦Na2S2O3耗尽溶液就会呈现蓝色.,测定 反应级数的方法如下：保持I-不变，将式=KS2O8I-的两边取对数，则lg=lgS2O82-+常数，同理求得的数值，已知反应分级数，可通过=KS2O82-I-求得反应速度常数K，由阿累尼乌丝公式可知lgk=-,+B 测出不同温度下反应的反应,为横坐标作图，得一直线，,，求出此斜率即可算出活化能Ea。,速率常数，以lgk为纵坐标，,其斜率为-,三、实

3、验内容,1、测定反应物起始浓度不同时的反应速度,在室温条件下，进行表81中编号I的实验，用量筒分别量取20.0ml 0.20mol/LKI溶液，8.0ml 0.01mol.L-1的Na2SO3溶液和2.0ml0.4%淀粉溶液，全部加入烧杯中，混合均匀，然后用另一量筒量取20.0ml 0.2ml/LNa2S2O8溶液，迅速倒入上述混合液中，同时启动秒表，并不断振荡，仔细观察。当溶液刚出现蓝色时，立即按停秒表，记录反应时间和室温，用同样的方法按照表81中的编号II、编号III、编号IV、编号V做实验（见教材P118页）。,2、测定不同温度下的反应速度,按表81实验IV中的药品用量，将装有KI、Na

4、2S2O3、KNO3和淀粉混合液的烧杯和装有过硫酸铵溶液的小烧杯，放入冰水浴中冷却，待它们的温度冷却至低于室温10时，将（NH4）2S2O3溶液迅速加到KI等混合溶液中，同时计时并不断搅动，当溶液刚出现蓝色时，记录反应时间，此实验编号记为VI。 同样方法在热水浴中进行高于10的实验。此实验编号记为VII，将此两次实验数据IV、VII和实验IV的数据记入表82中进行比较，P119页。,3、催化剂对反应速度的影响,四、数据处理与讨论,通过作图计算反应级数、和+以及反应速度常数k和活化能Ea。,按表81实验IV的用量，把KI、Na2S2O3、KNO3和淀粉溶液加到150ml烧杯中，再加入2滴0.02

5、mol.L-1Cu(NO3)2溶液，搅匀，然后迅速加入过二硫酸铵溶液，搅动，记时。将此实验的反应速率与表81中实验IV的反应速率定性地进行比较可得到什么结论。Cu(NO3)2可以加速反应,五、实验习题,1、根据化学反应方程式，是否能确定反应级数？用本实验的结果加以说明 答：不是。只有基元反应的化学方程式才能确定反应级数，象本实验中：K2S2O8+3KI=2K2SO4+KI3的反应级数为2而非4 2、若不用S2O82-，而用I-或I3-的浓度变化来表示反应速度，则反应速度常数K是否一样？,答：是不一样的，S2O82-与I3-是1：1而S2O82-与I3-的计量比为1：3， 又lg=2lgS2O8

6、2-始+常数，、是定值，它们不变，=KS2O8I-，故I-的改变，K也回发生变化。 3、实验室中为什么可以由溶液中出现蓝色的时间长短来计算反应的速度?反应溶液出现蓝色后,反应是否就终止了? 答: S2O82-+3I-=2SO42-+3I3- （1） 2S2O32- + I3- = S4062- + 3 I- （2）,反应(1)进行很慢,而反应(2)几乎瞬间就可以完成。因此，在相同的时间内,当S2O32- 反应完后，生成的I3- 遇淀粉变蓝色，通过测定这段时间t，根据,即可求出v.此时，反应并未终止。,4、用阿累尼乌斯公式计算反应的活化能，并与作图法得到的值，进行比较。 答：公式计算所得值为51.36KJmol-1 ，作图法得到的活化能为51.36KJmol-1 。,5、下列操作对实验结果有何影响？ 取用七种试剂溶液前，多用滴管未洗干净。 先加(NH4)2S2O8溶液，最后加KI溶液。 没有迅速连续加入 (NH4)2S2O8溶液。 本实验 (NH4)2S2O8的用连过多或过少。 答：（1）多用滴管未洗干净，引入杂质，也使实际用量减少。 （2）由于(NH4)2S2O8 水解呈酸