丙酮碘化反应思考题答案

1、丙酮碘化反应思考题答案【篇一：丙酮碘化反应】3-29t=286.15k p=85.02kpa一、实验目的1.根据实验原理由同学设计实验方案，包括仪器、药品、实验步骤等2.测定反应常数k、反应级数n、活化能ea 3.通过实验加深对复杂反应的理解二、实验原理丙酮碘化反应是一个复杂反应，其反应式为：实验测定表明，反应速率在酸性溶液中随氢离子浓度的增大而增大。反应式中包含产物，故本反应是自催化反应，其动力学方程式为：22式中 c 为各物质浓度（mol/l ） ,k 为反应速率常数或反应比速，指数为反应级数n 。 丙酮碘化反应的反应机理可分为两步：第一步为丙酮烯醇化反应，其速率常数较小，第二部是烯醇碘化

2、反应，它是一个快速的且能进行到底的反应。用稳态近似法处理，可以推导证明，当k2ch+k3ci 时，反应机理与实验证明的反应级数相符。2丙酮碘化反应对碘的反应级数是零级，级碘的浓度对反应速率没有影响，原来的速率方程可写成22+似视为常数，积分上式的：2ci 以对 t 作图应为直线。与直线的斜率可求得反应速率常数k 及反应级数n 。2在某一指定的温度下，进行两次实验，固定氢离子的浓度不变，改变丙酮的浓度，使其为ca=mca ，根据212若测得两次反应的反应速率，即求得反应级数p。用同样的方法，改变氢离子的浓度，固定丙酮的浓度不变，也可以得到对氢离子的反应级数r。若已经证明：p=r=1 ， q=0

3、，反应速率方程可写为：-dci/dt=kcach+在大量外加酸存在下及反应进程不大的条件2下，反应过程的氢离子可视为不变，因此，反应表现为准一级反应或假一级反应：-dci/dt=kca 式中 k=k ch+ ，2k 为与氢离子浓度有关的准反应比速。设丙酮及碘的初始浓度为ca0 、 ci0. 侧有： ca= ci0- ( ci0- ci )由数学推导最终可得：2222ci= - ca0 kt+ ca0c+ ci022若在不同的时刻t,测得一系列ci,将其对t作图，得一直线，斜率为 - ca0 k ，即可求得k 的值。在不同的氢离2子浓度下，k值不同。分光光度法，在550 nm 跟踪 i2 随时间

4、变化率来确定反应速率。三、仪器及药品721 分光光度计1 套丙酮标准液(2.000mol*l-1)秒表 1 块 hcl 标准液 (1.000mol*l-1) 碘瓶( 50ml ) 6 个 i2 标准液(0.01mol*l-1) 刻度移液管(20ml ) 5 支四、实验步骤1 .仪器准备：实验前先打开光度计预热。2 . 标准曲线法测定摩尔吸光系数。(每组配一种浓度，共5 个浓度，在一台仪器上测出吸光度，数据共享)3. 丙酮碘化过程中吸光度的测定：迅速混合，每隔1 分钟记录光度计读数，记录至少15 分钟。记住先加丙酮、碘，最后加盐酸！注意事项：比色皿的拿法和清洗；测量碘溶液标准曲线由低到高；移液管

5、的使用：不要吹掉最后一滴；标准曲线法测定摩尔吸光系数，(每组配一种浓度，共5 个浓度，在一台仪器上测出吸光度，数据共享)；锥形瓶上的体积是粗刻度，要以移液管所取的体积为准；溶液数目多，制备溶液时防止加错体积。五、实验数据处理摩尔吸光系数的测定r1=3.226e-5mol*l-1*min-1， r2=2.899 e-5 mol*l-1*min-1r3=5.840e-5mol*l-1*min-1， r4=2.940e-5 mol*l-1*min-1r=-dca/dt=-dci/dt=kca1.013 ci0.86ch+0.022222同初始浓度的反应速率常数，求其平均值2k1= 8.065 e-4

6、dm3*mol-1*min-1 ， k2=7.248e-4dm3*mol-1*min-1 k3=7.300e-4dm3*mol-1*min-1， k4=7.35 e-4dm3*mol-1*min-1k(average)=7.491 e-4dm3*mol-1*min-1六、思考题1.动力学实验中，正确计算时间是很重要的实验关键。本实验中，将丙酮溶液加入盛有i2 和 hcl 溶液的碘瓶中时，反应即开始，而反应时间却以溶液混合均匀并注入比色皿中才开始计时，这样做对实验结果有无影响，为什么？理论上有影响，但实际上几乎没有影响，理论系统误差小于千分之一。而且反应刚开始会有很多不确定因素 反应液是否完全混

7、匀、生成中间体浓度需要多长时间达到稳态近似法处理的条件dm/dt=0 等。2. 本实验对于丙酮溶液和hcl 的初始浓度相对于i2 的初始浓度有何要求？为什么？2chci2 及反应进程不大的条件下进行实验，可认为ca、 ci 是不变的，反应速率恒定，i2 浓度过高可能发生多+2元碘化。3. 本实验结果表明碘的浓度对反应速率有何影响？据此推测反应机理。在碘的浓度不是低到不能发生反应或高到引起其他效应的的情况下，碘的浓度对反应速率影响可以忽略，酸催化反应机理：七、实验讨论1. 反应产物对反应速率有加快作用的反应称为自催化反应。在自催化反应中，反应速率既受反应物浓度的影响，又受反应产物浓度的影响。在此

8、反应中酸是反应的催化剂，通常不加酸，因为只要反应一开始，就产生酸hi ，此酸就可自动发生催化反应，因此反应还没有开始时，有一个诱导阶段，一但有一点酸产生，反应就很快进行。自催化作用的特点是：1 反应开始进行得很慢(称诱导期)，随着起催化作用的产物的积累反应速度迅速加快，而后因反应物的消耗反应速度下降；2 自催化反应必须加入微量产物才能启动；3 自催化反应必然会有一个最大反应速率出现。2. 反应第一步为丙酮烯醇化反应，其速率常数较小，第二步是烯醇碘化反应，它是一个快速的且能进行到底的反应。烯醇碘化反应是整个反应的驱动力，使得反应可以顺利进行到底，而丙酮的烯醇化反应是决速步骤。3. 丙酮一元碘化后

9、，由于引入的i 的 -i 效应，使羰基氧上电子云密度降低，在质子化形成烯醇比未碘化时要困难一些，在ca ci 及反应不是太快的条件下反应只会生成一元碘代丙酮。若是碱催化反应，一元碘化后，24. 在链反应或其它连续反应中，由于自由基等中间产物极活泼，浓度低，寿命又短，可以近似地认为在反应达到稳定状态后，它们的浓度基本上不随时间而变化，即dm/dt= 0 (m 表示中间产物)，这样的处理方法叫做稳态近似法，实验中反应的中间体为烯醇负离子。反应速率常数与温度的依赖关系为k = aexp ( - ea/ rt) ，由arrhenius 公式可近似计算实验温度下的反应活化能ea。k(13 )= 7.49

10、1 e-4dm3*mol-1*min-1 根据经验温度上升10反应速率约增加一倍 1, k(23 C) Ql.49-3dm3*mol-1*min-1 由In(k1/k2)=ea(t2-t1)/t1t2r可以粗算得 ea100kj*mol -16. 从实验中测得的吸光度第一个值在碘浓度一样的情况下的下降趋势说明，丙酮和碘在不加酸的条件下就开始反应，粗算得未加酸时的反应速率r=5.6e-6 mol*l-1*min-1 , 约为加酸后反应速率的十分之一。9. 本实验的理论系统误差很小，可以忽略不计，导致实验结果偏离理论值的原因主要是实验的偶然误差：分光光度计没有恒温装置，实验时间近一小时，无法消除环

11、境温度变化对反应速率的影响；仪器不稳定等。【篇二：丙酮碘化反应】一、实验目的（ 1 ）通过实验加深对复杂反应特征的理解。（ 2）测定酸催化时丙酮碘化反应的速率常数、活化能。（ 3）掌握722 型可见分光光度计的使用方法。二、实验原理不同的化学反应其反应机理是不相同的。按反应机理的复杂程度之不同可以将反应分为基元反应（简单反应）和复杂反应两种类型。简单反应是由反应物粒子经碰撞一步就直接生成产物的反应。复杂反应不是经过简单的一步就能完成的，而是要通过生成中间产物的许多步骤来完成的，其中每一步都是一个基元反应。常见的复杂反应有对峙反应（或称可逆反应，与热力学中的可逆过程的含义完全不同）。平行反应和连

12、续反应等。丙酮碘化反应是一复杂反应，反应方程式为：h+是催化剂，由于反应本身能生成h+,所以，这是一个自动催化反应。一般认为该反应的反应机理包括下列两步：这是一个连续反应。反应（1 ）是丙酮的烯醇化反应，它是一个可逆反应，进行得很慢。反应（2）是烯醇的碘化反应，它是一个快速且能进行到底的反应。由于反应（1 ）速率很慢，而反应（2）的速率又很快，中间产物烯醇一旦生成又马上消耗掉了。根据连续反应的特点，该反应的总反应速率由反应（1 ）所决定，其反应的速率方程可表示为：式中 ca 为丙酮的浓度；cd 为产物碘化丙酮的浓度；ch+ 为氢离子的浓度；k 为丙酮碘化反应的总的速率常数。由反应（2）可知，如

13、果测得反应过程中各时间碘的浓度，就可以求出。由于碘在可见光区有一个比较宽的吸收带，所以本实验可采用分光光度法来测定不同时刻反应物的浓度。-3-3按朗怕-比耳定律，若指定波长的光通过碘溶液后光强为 i,通过蒸储水后的光强为i0,则透光率可表示为：并且透光率与碘的浓度有如下关系：式中，l为比色皿光径长度；k,是取10为底的对数时的吸收系数。又因积分后可得：将式（5）、（6）代入式（4）中整理后得：或：式中， kl “可通过测定一已知浓度的碘溶液的透光率 t 代入式（5）而求得。当ca 与， ch+ 浓度已知时，只要测出不同时刻反应物的透光率，就可利用（8）式求出丙酮碘化反应的速率常数k。三、仪器和

14、药品1 、带恒温装置的722 型可见分光光度计；2、超级恒温槽；3、秒表；4、 100ml 磨口锥形瓶1 个；5、 50ml 容量瓶 2 个；6、 5ml 移液管3 支。7、 0.01mol/l 碘溶液 （kio3 + 5ki + 6hci = 3i2 + 6kci + 3h2o）：准确称取kio3 0.1427g, 在 50ml 烧杯中加入少量水微热溶解,加入ki1.1g 加热溶解, 再加入 2ml 的盐酸 10ml 混和,倒入100ml 容量瓶中,稀释至刻度。8 、 2mol/l 丙酮9 、 1mol/l 盐酸四、实验步骤（ 1 ）将超级恒温槽的温度调至20。（ 2）调整分光光度计：1.

15、在使用仪器前，应该对仪器进行检查，电源接线应牢固，通地要良好。各个调节旋钮的起始位置应该正确，然后再接通电源开关。2. 将灵敏度旋钮调置“ 1”档（放大倍率最小）。3. 开启电源，指示灯亮，选择开关置于波长调到560nm的位置上，然后将比色架（带有恒温水套）放入暗箱中盖好箱盖）仪器预热 20min 。4. 打开试样室盖（光门自动关闭），调节“ 0”旋钮，使数字显示为“ 00.0。盖上试样室盖，将装有蒸馏水的比色皿（光径长为”2cm ）放到比色架上，使之处在光路中。调节透光率“ 100 ”旋钮，使数字显示为 “ 100.0”。如果显示不到 “ 100.0”，则可适当增加微电流放大器的倍率档数，但

16、尽可能使用低档，这样仪器将有更高的稳定性。改变倍率后，必须重新校正“ 0”和 “ 100 ”。（ 3）求kl 值：取另一比色皿，注入已知浓度的碘溶液、放到比色皿架的另一档位置上，测其透光率t （注意刻度盘上读出的透光率”，相当于公式读，当 i0=100 时的 i 值，所以透光率t=ix0.01 ），利用（5）式求出 kl 值。（ 4）测定丙酮碘化反应的速度常数k：在一洗净的50ml 容量瓶中，用移液管移入5mol 2mol/l 丙酮溶液，加入少量蒸馏水（为什么？）。取另一洗净的50ml 容量瓶，用移液管移入 5ml 实验用碘溶液。再用另一支移液管移入5mlhcl 溶液，于100ml 磨口带盖锥

17、形瓶中注入蒸馏水。三瓶各自盖好塞子，一起放入恒温槽中恒温。待达到恒温后（10min 左右），将丙酮溶液倒入盐酸和碘溶液容量瓶中，用恒温的蒸储水洗丙酮瓶34次，洗涤液倒入混合液瓶中，用恒温蒸馏水稀释至刻度。此步骤在恒温槽小孔口中进行。取出此容量瓶，摇匀后迅速倒入比色皿中，用擦镜纸擦于玻璃外壁，放入比色皿架上。以下与步骤（3）相同，测其透光率to每隔3min量一次，直至24min左右。在测量过程中，需经常检查检流计零点和蒸馏水空白的透光率。（ 5）分别升温至25、30，35 ，测以上各温度时透光率t。五、数据处理1. 利用（5）式，求出kl 。2. 由 lgt 对时间 t 作图，应得一直线，求此直

18、线斜率，再由斜率m求出 k 总。（注意ca , ch+应取值若干？）3. 求活化能：由阿累尼乌斯公式以 lgk 对 1/t 作图，由斜率m 求 en。六、思考题1. 动力学实验中，正确计量时间是实验的关键。本实验将反应开始混合，到起算反应时间，中间有一段不算很短的操作时间。这对实验有无影响？为什么？2. 丙酮的卤化反应是复杂反应，为什么？【篇三：丙酮碘化反应的速率方程实验报告+（2）】班级： 2010 级化一学号：20105051117 姓名：杨美玲成绩：一、实验目的1 、掌握用孤立法确定反应级数的方法；2、测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数；3、通过本实验加深对复杂反应特征的理解。二、实

19、验原理大多数化学反应都是由若干个基本反应组成的。以实验方法测定反应速率和反应活度的计量关系，是研究反应动力学的一个重要内容。孤立法是动力学研究中常用的一种方法。设计一系列溶液，其中只有某一种物质的浓度不同，而其他物质的浓度均相同，借此可以求得反应对该物质的级数。同样亦可得到各种作用物的级数，从而确立速率方程。丙酮碘化是一个复杂反应，其反应式为：och3cch3+i2+ch3occh2i+h+i-设丙酮碘化反应速率方程式为：-积分可得：dc 碘 dt=kc 丙酮c 碘 = -kc 丙酮 t(1)式中 k 为反应速率常数。碘在可见光区有很宽的吸收带，可用分光光度计测定反应过程中碘浓度随时间变化的关系。按照比尔定律可得：a= -lgt = -lg(i)=?lc 碘 (2) i0式中 a 为吸光度，t 为透光率，i 和 i0 分别为某一特定波长的光线通过待测溶液和空白溶液后的光强，?为吸光系数，l 为样品池