反应速率常数与活化能

略痢if/求乂孝大学化学结课论文反响速率常数与活化能院〔系〕专业学生学号班号指导教师日期XX工业大学2014年12月反响速率常数与活化能摘要:反响速率常数与活化能是大学化学的一个重要局部，反响速率常数与活化能的测定的实验通过对P和酸性KI的反响的研究与计算，得到了反响的反响速率常数和活化能。本文主要对此实验进展分析，并对反响速率常数和活化能进展简要介绍。关键词：活化能；反响速率；实验。DeterminationofthereactionrateconstantandactivationenergyAbstract:thereactionrateconstantandactivationenergyisanimportantpartofcollegechemistry,andthedeterminationofreactionrateconstantandactivationenergyofexperimentthroughreactionofH_20_2andacidicKIresearchandcalculation,getthereactionrateconstantandactivationenergyofthereaction.Inthispaper,thisexperimentisanalyzed,andthereactionrateconstantandactivationenergyarebrieflyintroduced.Keywords:activationenergy;Thereactionrate.Theexperiment.反响速率常数与活化能的测定的实验，利用二最％和酸性KI的反响，通过一系列的实验观察与计算，研究了反响速率的影响因素，计算得到了反响速率常数与活化能。一、实验简介1、 实验目的：1〕学会测定化学反响速率常数和活化能；2〕了解温度对反响速率的影响。2、 实验原理：反响方程式=II1+ 0十屯业］1) I2)3)f2+II弓II4)TOC\o"1-5"\h\z速率常数表达式： 二式中]g% E~L~_ T旳2.393/3^利用阿累尼乌斯公式：式中 在温度11-2时的反响速率常数;E 反响的活化能；R——理想气体常数。3、实验过程1〕酸性碘化钾溶液的配制取250ml容量瓶，参加30ml0.4mol KI溶液，加水到容量瓶体积的2/3处后,再参加15ml3mol 及3ml淀粉溶液，加水稀释到刻度，摇匀。将全部溶液倒入1000ml的烧杯内。2〕室温时-之反响速率常数的测定在装有反响液的烧杯中放入一磁子，将烧杯放在磁力搅拌器上搅拌。用注射器取1mlO.IOOOmol 溶液注入烧杯中，然后用移液管吸取10ml0.1000mol "2°2溶液参加此烧杯中，反响开场进展。当溶液第一次出现蓝色时，随即启动电子秒表，并立即参加1ml溶液〔注意：按表和注入要同时进展〕。当蓝色第二次出现时，利用电子秒表的取样功能，记录时间数据，同时再参加1ml溶液，以此类似，每当蓝色出现时，均计时并参加1ml溶液，直到记录5次时间数据为止。3〕高于室温10摄氏度时反响速率常数的测定同前配制溶液。将盛有反响液的烧杯放到恒温水浴上加热，当加热到高于原始溶液温度10摄氏度时，将烧杯移至磁力搅拌器上搅拌。由于在高温时，反响速率很快，反响时间很短，而所用反响溶液又较多，所以在测定过程中，温度下降不多，可以满足测量精度。4、实验结果第一次第二次第三次第四次第五次时间/s130264447670950Cl时间/s61138232351507Ea(kj-mo/-1)55.8647.8948.4247.7346.36平均Fflfkj-mol-149.25由实验数据可以看出，温度越高，反响速率越快。而且活化能不是一个定值，测量过程中也存在误差，测量结果必然存在一定的误差。二、理论简介与分析1、反响速率常数反响速率常数即化学反响进展的快慢。用单位时间内反响物浓度的减少或生成物浓度的增加量来表示。可通过实验测定。除了反响物的性质以外，浓度、温度和催化剂也是影响反响速率的重要因素。气体还有压强。气体反响的快慢还与压力有关。增加反响物的浓度，即增加了单位体积内活化分子的数目，从而增加了单位时间内反响物分子有效碰撞的次数，导致反响速率加快。提高反响温度，即增加了活化分子的百分数，也增加了单位时间内反响物分子有效碰撞的次数，导致反响速

率加快。使用正催化剂，改变了反响历程，降低了反响所需的活化能。2、 活化能活化能是指化学反响中，由反响物分子到达活化分子所需的最小能量。以酶和底物为例，二者自由状态下的势能与二者相结合形成的活化分子的势能之差就是反响所需的活化能，因此不是说活化能存在于细胞中，而是细胞中的某些能量为反响提供了所需的活化能。化学反响速率与其活化能的大小密切相关，活化能越低，反响速率越快，因此降低活化能会有效地促进反响的进展。酶通过降低活化能〔实际上是通过改变反响途径的方式降低活化能〕来促进一些原本很慢的生化反响得以快速进展。3、 过氧化氢与酸性碘化钾反响的动力学门。2与酸性KI反响的化学方程式：+ =2//20+I2+K昇尙离子方程式：在KI的酸性溶液中，参加一定量的淀粉溶液和标准溶液，然后一次参加一定量的-之°,2溶液。有如下反响：=I"十円玄0暑厶 o十也也］反响很反响很快1) I 反响很慢反响很反响很快2)快3)反响很快l2+II弓II4)反响速率可以写成

〕，上式积分得其中k="〕，上式积分得其中k="〔2,303r FLHr5即：1前n E1 2.393fi^再根据阿累尼乌斯公式 ，即可求出活化能。三、 实验误差分析1、 温度的影响温度会对化学反响的速率产生影响，在这次实验中，第二组高于常温10摄氏度，在测量过程中处于室温条件下，反响溶液的温度会不断下降，这会对实验产生影响，但影响过小可以忽略不计。温度本身对化学反响速率也有影响，一般情况是温度越高，反响速率越快。温度越高，分子运动越剧烈，分子碰撞时机越多，越容易发生反响，反响速率越快。2、 活化能本身的测定活化能不是一个定值，测量过程中也存在误差，测量结果必然存在一定的误差。但在精度要求不高的情况下，这种实验方法求出的活化能相对来讲还是比拟准确的。四、 反响速率常数与活化能研究的意义使反响速率加快.在化工生产中，常控制反响条件来加快反响速率，以增加产量有时也要采取减慢反响速率的措施，以延长产品的使用时间。化学反响速率与其活化能的大小密切相关，活化能越低，反响速率越快，因此降低活化能会有效地促进反响的进展。酶通过降低活化能〔实际上是通过改变反响途径的方式降低活化能〕来促进一些原本很慢的生化反响得以快速进展。活化能是指化学反响中，由反响物分子到达活化分子所需的最小能量。阿仑尼乌斯发现圧（加k） E化学反响的速度常数k和绝对温度T之间有： —护的关系。这里的E就是活化能。£Ink—InAI—假假设把上式积分得到 ，从这个公式可知，在各种温度下求得k值，把Ink对1/T作图〔这图称为阿累尼乌斯图〕就得到直线，由于直线的斜率是-E/R,因而可求得E值。活化能的物理意义一般认为是这样:从原反响体系到产物的中间阶段存在一个过渡状态,这个过渡状态和原系统的能量差就是活化能E,而且热能RT如不大于E,反响就不能进展。也就是原系统和生成物系统之间存在着能垒，其高度相当于活化能。其后埃林从过渡状态〔也叫做活性络合物〕和原系统之间存在着近似的平衡出发，对速度常数K导出了如下的关系：k为通透系数，K是波尔兹曼常数，h是普朗克常数，二-、分别为活化自由能、活化熵和活化焓。而且活化自由能与活化焓大致相等。酶促反响主要就是由于降低了活化自由能。活化能如同平衡常数一样是一个非常重要的反响特征参数。但是由于它的定义涉及到分子的平均能量，微观状态的宏观处理方法，正象被函数切一样，其木身很难给出明确的物理意义，也很难从理论上得到普遍的定律和准确的计算公式以至造成概念说法多种多样。不过讨于我们来说，从键能、反响热蒸气压、嫡变等等实验测定反响活化能,搞清其密响因素和变化规律,倒是更感兴趣和有着实际意义。因此，从某种意义来说，目前活化能的定义和概念，正如活化络合物一样是一个过渡性的定乂随着量子化学，分子构造研究的深亠实验手段的加强,活化能将越来越被人们所认识，也一定会得到统一的命名和概念找到准确的普遍适用的计算方法。五、参考文献胡立江、尤宏、郝素娥.工科大学化学实验〔第