基础化学电子教案要求

1、实验化学反应速率与活化能一、教学要求：1、掌握浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响；2、学习测定过二硫酸铵与碘化钾反应的反应速率的方法；3、利用实验数据会计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。二、预习内容：1、化学反应速率的表示方法；2、浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响理论基础；3、反应速率常数的意义；4、化学反应活化能的意义5、速率常数与活化能的关系；6、如何使用作图法求反应的速率常数、反应级数和反应的活化能；7、计时秒表的使用；8、恒温水浴槽的使用；三、基本操作：四、实验原理：在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾反应为：(NH 4)2S2O8 + 3KI = (NH 4)2SO4 +

2、K2SO4 + KI 3其离子反应为：2-+ 3I-2-（1）S2O8= SO4+ I3反应速率方程为：rkcSmO2cIn28式中 r 是瞬时速率。若 c2 、 cI是起始浓度，则 r 表示初速率 (v0)。在实验中只能测定出在一段S2O8时间内反应的平均速率。cS2 O82rt在此实验中近似地用平均速率代替初速率：r0mncS2O 82kcS2 O82 cIt为了能测出反应在 t 时间内 S2-浓度的改变量，需要在混合 (NH4)2S2O8 和 KI 溶液的同时，加入2O8一定体积已知浓度的 Na2 2 3溶液和淀粉溶液，这样在（1）进行的同时还进行着另一反应：S O2 32-+ I3-4

3、 62-+ 3I-（2）2S O= S O-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 I3 立即与S2O3反应，生成无色 S4O62-和 I-，而观察不到碘与淀粉呈现的特征蓝色。当S2O32-消耗尽，（2）反应不进行，（ 1）反应还在进行，则生成的 I3-遇淀粉呈蓝色。从反应开始到溶液出现蓝色这一段时间 t 里， S2O32-浓度的改变值为：cSO 2 cS O 2(终）cSO 2( 始）cSO 2(始 ）23232323再从（ 1）和（ 2）反应对比，则得：1 / 4cS OcS2 O32 (始）2228通过改变 S2O82- 和 I-的初始浓度，

4、测定消耗等量的 S2O82- 的物质的量浓度 cS O2 所需的不同时间28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。五、实验步骤1浓度对化学反应速率的影响按下表各溶液用量进行实验。室温实验 编 号0.20mol/L (NH ) S O820.010.05.020.020.04 220.20 mol/L KI20.020.020.010.05.0试剂用量0.010mol/L Na2S2O38.08.08.08.08.0mL0.4% 淀粉溶液2.02.02.02.02.00.20 mol/L KNO 300010.015.00.20mol/L (NH 4)2SO40

5、10.015.000混合液中反应(NH 4)2S2O8的起始始浓度KImol/L2 2 3Na S O反应时间 t/sS2O82-的浓度变化cS2O82 /mol/L反应速率 r2温度对化学反应速率的影响按上表实验的药品用量，在高于室温 10， 15， 20的温度条件下进行实验。其它操作步骤同实验 1。实 验 编 号反应温度 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按实验药品用量进行实验，在 (NH 42 2 8溶液加入 KI 混合液之前，先在 KI 混合液中加入2 滴) S OCu(NO3)2(0.02mol/L)溶液，搅匀，其它操作同实验1。4思考题及答案思考题 1：反

6、应液中为什么加入KNO 3、(NH 4)2SO4？思考题 2：取 (NH 4)2S2O8 试剂量筒没有专用，对实验有何影响？思考题 3：(NH 4)2S2O8 缓慢加入 KI 等混合溶液中，对实验有何影响？思考题 4：催化剂 Cu(NO 3)2 为何能够加快该化学反应的速率？思考题 1：答：实验中 (NH 4)2S2O8、KI 溶液不足量，分别用 (NH 4)2SO4、 KNO 3 补足，目的是使反应液中的离子强度不变。思考题 2：答： (NH 4)2S2O8 会与 KI 提前反应，会与 Na2S2O3 发生副反应，无法保证各自的初始浓度。思考题 3：答：不能保证 (NH4)2S2O8 的初始

7、浓度，测得的反应速率减慢。2 / 4思考题 4：答： Cu(NO3)2 此时为正催化剂，可减小化学反应的活化能，从而使化学反应的速率加快。六、存在的问题和注意事项：1、量筒取药品不得混用，做好标记， KI 、Na2S2O3、淀粉、 KNO 3、 (NH4)2SO4 可使用同一个量筒量取， (NH 4)2S2O8 必须单独使用一个量筒。2、KI 、Na2S2O3、淀粉、 KNO 3、(NH 4)2SO4 混合均匀后， 最后将 (NH 4)2S2O8 溶液迅速倒入上述混合液中（防止过二硫酸铵与硫代硫酸钠相互作用） ，同时启动秒表， 并且搅拌，溶液刚出现蓝色立即按停秒表：温度对化学反应速率的影响时，

8、先将各试剂混合， KI 、 Na2S2O3、淀粉、 KNO 3、 (NH 4)2SO4 混合液和 (NH4)2S2O8 溶液要分别浴加热至一定温度后再合并。3、恒温箱温度与反应溶液温度略有差别，从室温依次升高至预定温度再进行实验。温度大致依次升高 10、 15、 20，不一定很准确，只需准确记录实际反应的温度，代入计算即可。七、深入讨论1、如何根据所得实验数据计算反应级数和反应速率常数？rkcm2cnS2O8I两边取对数： lg r mlg cS O2n lg cIlg k28当 cI不变（实验、 、 ）时，以 lg v 对 lg cS2 O82作图，得直线，斜率为 m。同理，当 cS2 O8

9、2不变（实验、）时，以lg r 对 lg cI作图，得 n，此反应级数为 m+n。利用实验 1 一组实验数据即可求出反应速率常数 k。实 验 编 号lg rlg cS2O82lg cIMN反应速率常数 k2、如何根据实验数据计算反应活化能？Ealg k A2.30RT测出不同温度下的 k 值，以 lg k 对 1 作图，得直线，斜率为Ea，可求出反应的活化能aT2.30RE 。3 / 4实 验 编 号反应速率常数 klg k1T反应活化能 Ea八、测试题测试题 1：改变反应温度，能显著影响反应速率（） A. 正确； B. 错误；测试题 2：本实验操作中记时是否准确，对实验结果没有影响（） A. 正确； B. 错误；测试题 3：实验中加入 KNO 3、(NH 4)2SO4 以保持实验溶液中离子强度不变（） A. 正确； B. 错误；测试题 4：实验中待反应溶液出现蓝色时， 说明过二硫酸铵与碘化钾反应终止（ ） A. 正确； B. 错误；测试题 5：本实验除了可以用过二硫酸铵的浓