试验九化学反应速率和活化能的测定

1、实验七化学反应速率与活化能的测定一、实验目的1 . 了解浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响；2 .测定（NHj&Os与KI反应的速率、反应级数、速率和反应的活化能。3 .练习作图法处理实验数据。学会秒表的使用技术。秒表的使用技术二、实验原理在水溶液中过二硫酸铉与碘化钾发生如下反应：SzO；-+ 3I-=2S0；_ +1； （aq）（1）这个反应的平均反应速率为：一也等式中：v-反应的平均速率；c（S2O；- ） - 4时间内$2。T的浓度变化仪”。丁）,。（厂A“。:，厂的起始浓度；攵-该反应的速率系数；力-反应物力或，厂的反应级数，（a + /）为反应的总级数反应速率方程为：r

2、= k/d- c；-式中r是瞬时速率。若%就一、。厂是起始浓度，则r表示初速率（v。）。在实验中只能测定出在一段时间反应的平均速率。A/在此实验中近似地用平均速率代替初速率:为了能测出反应在At时间S2OE浓度的改变量,需要在混合（NHJ2s盛 和KI 溶液的同时，加入一定体积已知浓度的'asq,溶液和淀粉溶液，这样在（1）进 行的同时还进行着另一反应：2s2。：/+ 13- = SQE + 31'（2）此反应几乎是瞬间完成，（1）反应比（2）反应慢得多。因此，反应（1）生成的 I；立即与s/V-反应，生成无色S。/和，而观察不到碘与淀粉呈现的特征蓝色。 当S。消耗尽，（2）反

3、应不进行，（1）反应还在进行，则生成的I；遇淀粉呈蓝色。从反应开始到溶液出现蓝色这一段时间At里，S。：.浓度的改变值为:%依-=T%* ，5代-(始/ = 72。丁(始，再从(1)和(2)反应对比，贝"得:Ar _ %.(始)气2通过改变SA2-和I的初始浓度，测定消耗等量的S2。；的物质的量浓度c,n，_所需的不同时间间隔，即计算出反应物不同初始浓度的初速率，确定出速率方程和反应速率常数。三、实验用品仪器：恒温水浴1台,烧杯(50mL) 5个、量筒(10mL 4个，5mL2个)、秒表、 温度计，玻璃棒或电磁搅拌器。液体药品：(NH.t)2S208(0.20mol/L) , KI(

4、0. 20mol/L) , Na2S203(0 . 05 0mol/L).KN03 (0. 20mol/L). (NH,)2S0t(0. 20moi/L)、Cu(N03)2(0. 02mol/L),淀粉溶液(0. 2%) 材料：坐标纸四、实验容1 .浓度对化学反应速率的影响，求反应级数、速率系数按下表各溶液用量进行实验。室温实验编号IIIIIIVV试剂用量mL0. 20 mol/L (NHJz&O-10.05.02. 5010.010.00.20 mol/L KI10.010.010.05.02. 500.010 mol/L Na2s2a3.03.03.03.03.00.4%淀粉溶液1

5、.01.01.01.01.00. 20 mol/L KNO；.0007. 5015.00. 20 mol/L (NH,)2SOi05.07. 5000混合液由反应的起始始浓度mol/L(NH,) SO、KINa2S203反应时间t/sS2（V的浓度变化/mol/L反应速率r注意：KI、Na2s2O3、淀粉、KNO3. （NH jSOi可使用同一个量简量取，（NH：）2SA 必须单独使用一个量筒；KI、Na2s2。八淀粉、KWh、（NHJ2soi混合均匀后，将 （NHj&Os溶液迅速倒入上述混合液中，同时启动秒表，并且搅拌；溶液刚出 现蓝色立即按停秒表。问题：反应液中为什么加入KN。、（

6、NHJBOC答：实验中（NHjSOs、KI溶液不足量，分别用（NH）2s0、KNQ,补足，目的是使反 应液中的离子强度不变。问题：取（NHj&Os试剂量筒没有专用，对实验有何影响？答：（NH）2s2。忖会与KI提前反应，会与Na2s。发生副反应，无法保证各自的初始 浓度。问题：（NHj&Os缓慢加入KI等混合溶液中，对实验有何影响？答：不能保证（NHj&Os的初始浓度，测得的反应速率减慢。2 .温度对化学反应速率的影响按上表实验IV的药品用量，分别做低于室温101、高于室温10C。其它操 作步骤同实验1。突验编号VI1VII反应温度t/反应时间At/s反应速率r注意：实

7、验低于或高于室温对反应速率的影响时，KI、300八淀粉、KQ、 （NHJ2soi混合液和（NHJB。溶液要分别冷却或加热；温度计必须分开，不能搞 混；反应时也要保持混合前的温度。3 .催化剂对化学反应速率的影响按实验IV药品用量进行实验，在（、乩）2$2（）8溶液加入KI混合液之前，先在KI 混合液中加入2滴Cu（N03）2（0 02mol/L）溶液,搅匀，其它操作同实验1。五、数据处理1 .反应级数和反应速率常数的计算两边取对数：Igr = 1g% （卡 + nlgcr +gk当Cj-不变（实验I、II、川）时，以Igu对作图，得直线，斜率为01。 同理，当/方_不变（实验【、IV、V）时，以1g，对Ige厂作图，得n,此反应级 数为m+no利用实验1 一组实验数据即可求出反应速率常数ko实验编号1IIIIIlV1g rlg-IgC,-MN反应速率常数k2 .反应活化能的计算Ek = A2一23GRTIE测出不同温度下的k值，以怆女对上作图，得直线，斜率为5-，可求 T2.30/?出反应的活化能Eao实验编