无机化学实验 实验十一 化学反应速度与活化能
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
同样方法在高于室温 20 ℃重复上述实验，记 录反应时间和温度。记做实验编号 7，填入表2 。 表2见下页
表2 温度对反应速率的影响
实验编号
4
6
7
反应温度 /℃
反应时间 Δt/s
反应速率
注意事项：
1、采用升温法测定 2、严格按照升温方法操作 3、其他操作同步骤一 4、填写表2的有关内容
三、催化剂对反应速率的影响
无机化学实验
实验十一 化学反应速率和活化能
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 3、学会计算反应级数、反应速率常数和反应的
活化能。
实验用品：
仪器：秒表、温度计（ 0℃~100℃）、烧杯、量筒、 试管、玻璃棒、酒精灯、三角架、石棉网
液体药品 ：
2S2O32－+ I 3 － ＝ S4O62－+ 3I－
（2)
反应（ 2）进行得很快，瞬间即可完成。而
反应(1)却要比反应 (2)慢得多。由反应 (1)生成的
I 3 －，立即与 S2O32－反应，生成无色的 S4O62－和 I－。因此，在反应刚开始的一段时间内看不到
I3－与淀粉所呈现的特有蓝色。当 S2O32－耗尽时， 由反应（ 1）继续生成的 I3－很快与淀粉作用而 呈 现蓝色。
?
1 2
c0
(S2
O32?
)
由于每份混合液中S2O32－的初始浓度都 相同，因此Δc(S2O82－)也都是相同的。这样， 只要记下从反应开始到溶液刚呈现蓝色所需 的时间Δt，就可以求出初反应速率。
利用求得的反应速率，可计算出速率常数k 和反应级数m、n ,确定速率方程。
实验步骤：
一、浓度对化学反应速率的影响
1、反应级数和反应速度常数的计算
将反应速度表示式 v =k ·Cm(S2O82－)·Cn(I-)两边取对 数：lgv=mlgC(S2O82－)+nlgC(I-)+lgk
秒表计时。 4、反应过程中要用玻璃棒不断搅拌 5、认真观察溶液，刚一出现蓝色立即停止计时，
记录反应时间。 6、填好表 1中的有关内容
二、温度对化学反应速率的影响
按表1实验编号 4的用量，分别将 KI、Na2S2O3、 KNO3和淀粉溶液加入烧杯中，搅拌均匀。在大试 管中加入 (NH4)2S2O8溶液。将烧杯和试管同时放入 热 水 浴 中 ， 在 高 于 室 温 10℃ 时 ， 把 试 管 中 的 (NH4)2S2O8迅速倒入烧杯中，搅拌，同时按动秒表 记时。当溶液刚出现蓝色时，停止计时。记录反 应时间和温度。记做实验编号 6，填入表2。
起始浓度 mol·L－ 1
表1 浓度对反应速率的影响
实 验 编号 0.20 mol·L－1 (NH 4)2S2O8 0.20 mol·L －1 KI 0.010 mol·L－1 Na 2S2O3 0.4 % 淀粉溶液 0.20 mol·L－1 KNO 3 0.20 mol·L－1 (NH 4)SO 4 (NH 4)2S2O8 KI
S2O82－+ 3I－==2SO42－+I3－
(1)
设反应的速率方程可表示为：
v =k ·Cm(S2O82－)·Cn(I-) 其中，v是反应速率， k 是速率常数， C(S2O82－)、 C (I-）是即时浓度， m、n之和为反应级数。
通过实验能测定在单位时间内反应的平均速 率，如果在一定时间 Δt内S2O82－浓度的改变量为 ΔC(S2O82－) ，则平均速率表示为：
? v平＝－? ? c(S2O82? ) ??k
?t
c
x
(S2O
2? 8
)
?c
y
(I?
当Δt→ 0时， v＝lim v平
Δt →0
? 则有v =k ·Cm(s2o8)·Cn(I-)＝－? ? c(S2O82? )
Δt用秒表测量
?t
??k
c x (S2O
为了测定在一定时间 Δt内S2O82－浓度的改变 量，在将 S2O82－与I－混合的同时，加入定量的 Na2S2O3溶液和淀粉指示剂。这样在反应（ 1） 进行的同时，也进行如下的反应：
用同样方法进行表1中实验编号2-5的实 验 。为了使溶液的离子强度和总体积不变， 在编号2~5的实验中，缺少的KI(NH4)2S2O8 的量分别用KNO3或(NH4)2SO4溶液补足。
注意事项：
1、严格按照合理顺序混合药品。 2、取用药品要用专用量筒，不可混用。 3、加入 (NH4)2S2O8溶液的同时记录时间，按动
(NH4)2S2O8（0.20 mol·L－1）、KI（0.20 mol·L－1） KNO3（0.20 mol·L－1）、Na2S2O3（0.010 mol·L－1） （NH4)2SO4（0.20 mol·L－1）、Cu (NO3)2（0.020 mol·L－1），淀粉（0.4 ％）
实验原理：
在水溶液中 S2O82－与I－发生如下反应：
1
2
3
4
5
20.0
10.0
5.0
20.0
20.0
20.0
20.0
20.0
10.0
5.0
8. 0
8. 0
8. 0
8.0
8.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
0
0
0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10.0
15.0
0
10.0
15. 0
0
0
Na 2S2O 3
反应时间 Δt/s
S2O
2－的浓度变化
8
Δc(S2O82－)/
mol·L －1
反应速率 v
由反应式 (1)和(2)可以看出， S2O62－浓度 减少量等于S2O32－浓度减少量的1/2。
由于溶液呈现蓝色标志着 S2O32－全部耗 尽。所以，从反应开始到出现蓝色这段时间Δt
内，S2O32－浓度的改变实际上就是S2O32－初始 浓度。
? c(S2O82? ) ?
1 2
?
c(S2O32?
)
?
在室温下，按表 1中实验编号 1的用量，分别 用量筒量取 KI，Na2S2O3和淀粉溶液于烧杯中，用 玻璃棒搅拌均匀。再量取 (NH4)2S2O8溶液，迅速 加到盛有混合溶液的烧杯中，立刻用玻璃棒将溶 液搅拌均匀，同时按动秒表计时。观察溶液，刚 一出现蓝色立即停止计时。记录反应时间。
表1见下页
V/mL
按表1中的实验编号4的用量，分别向 烧杯中加入KI、Na2S2O3、 KNO3和淀粉溶 液，再加入2滴0.020 mol·L－1 Cu(NO3)2溶 液，搅拌均匀，迅速加入(NH4)2S2O8溶液， 搅拌，记录反应时间。将此反应速率与表 1中的实验编号4的反应速率进行比较，得 出定性结论。
四、数据处理
表2 温度对反应速率的影响
实验编号
4
6
7
反应温度 /℃
反应时间 Δt/s
反应速率
注意事项：
1、采用升温法测定 2、严格按照升温方法操作 3、其他操作同步骤一 4、填写表2的有关内容
三、催化剂对反应速率的影响
无机化学实验
实验十一 化学反应速率和活化能
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 3、学会计算反应级数、反应速率常数和反应的
活化能。
实验用品：
仪器：秒表、温度计（ 0℃~100℃）、烧杯、量筒、 试管、玻璃棒、酒精灯、三角架、石棉网
液体药品 ：
2S2O32－+ I 3 － ＝ S4O62－+ 3I－
（2)
反应（ 2）进行得很快，瞬间即可完成。而
反应(1)却要比反应 (2)慢得多。由反应 (1)生成的
I 3 －，立即与 S2O32－反应，生成无色的 S4O62－和 I－。因此，在反应刚开始的一段时间内看不到
I3－与淀粉所呈现的特有蓝色。当 S2O32－耗尽时， 由反应（ 1）继续生成的 I3－很快与淀粉作用而 呈 现蓝色。
?
1 2
c0
(S2
O32?
)
由于每份混合液中S2O32－的初始浓度都 相同，因此Δc(S2O82－)也都是相同的。这样， 只要记下从反应开始到溶液刚呈现蓝色所需 的时间Δt，就可以求出初反应速率。
利用求得的反应速率，可计算出速率常数k 和反应级数m、n ,确定速率方程。
实验步骤：
一、浓度对化学反应速率的影响
1、反应级数和反应速度常数的计算
将反应速度表示式 v =k ·Cm(S2O82－)·Cn(I-)两边取对 数：lgv=mlgC(S2O82－)+nlgC(I-)+lgk
秒表计时。 4、反应过程中要用玻璃棒不断搅拌 5、认真观察溶液，刚一出现蓝色立即停止计时，
记录反应时间。 6、填好表 1中的有关内容
二、温度对化学反应速率的影响
按表1实验编号 4的用量，分别将 KI、Na2S2O3、 KNO3和淀粉溶液加入烧杯中，搅拌均匀。在大试 管中加入 (NH4)2S2O8溶液。将烧杯和试管同时放入 热 水 浴 中 ， 在 高 于 室 温 10℃ 时 ， 把 试 管 中 的 (NH4)2S2O8迅速倒入烧杯中，搅拌，同时按动秒表 记时。当溶液刚出现蓝色时，停止计时。记录反 应时间和温度。记做实验编号 6，填入表2。
起始浓度 mol·L－ 1
表1 浓度对反应速率的影响
实 验 编号 0.20 mol·L－1 (NH 4)2S2O8 0.20 mol·L －1 KI 0.010 mol·L－1 Na 2S2O3 0.4 % 淀粉溶液 0.20 mol·L－1 KNO 3 0.20 mol·L－1 (NH 4)SO 4 (NH 4)2S2O8 KI
S2O82－+ 3I－==2SO42－+I3－
(1)
设反应的速率方程可表示为：
v =k ·Cm(S2O82－)·Cn(I-) 其中，v是反应速率， k 是速率常数， C(S2O82－)、 C (I-）是即时浓度， m、n之和为反应级数。
通过实验能测定在单位时间内反应的平均速 率，如果在一定时间 Δt内S2O82－浓度的改变量为 ΔC(S2O82－) ，则平均速率表示为：
? v平＝－? ? c(S2O82? ) ??k
?t
c
x
(S2O
2? 8
)
?c
y
(I?
当Δt→ 0时， v＝lim v平
Δt →0
? 则有v =k ·Cm(s2o8)·Cn(I-)＝－? ? c(S2O82? )
Δt用秒表测量
?t
??k
c x (S2O
为了测定在一定时间 Δt内S2O82－浓度的改变 量，在将 S2O82－与I－混合的同时，加入定量的 Na2S2O3溶液和淀粉指示剂。这样在反应（ 1） 进行的同时，也进行如下的反应：
用同样方法进行表1中实验编号2-5的实 验 。为了使溶液的离子强度和总体积不变， 在编号2~5的实验中，缺少的KI(NH4)2S2O8 的量分别用KNO3或(NH4)2SO4溶液补足。
注意事项：
1、严格按照合理顺序混合药品。 2、取用药品要用专用量筒，不可混用。 3、加入 (NH4)2S2O8溶液的同时记录时间，按动
(NH4)2S2O8（0.20 mol·L－1）、KI（0.20 mol·L－1） KNO3（0.20 mol·L－1）、Na2S2O3（0.010 mol·L－1） （NH4)2SO4（0.20 mol·L－1）、Cu (NO3)2（0.020 mol·L－1），淀粉（0.4 ％）
实验原理：
在水溶液中 S2O82－与I－发生如下反应：
1
2
3
4
5
20.0
10.0
5.0
20.0
20.0
20.0
20.0
20.0
10.0
5.0
8. 0
8. 0
8. 0
8.0
8.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
0
0
0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10.0
15.0
0
10.0
15. 0
0
0
Na 2S2O 3
反应时间 Δt/s
S2O
2－的浓度变化
8
Δc(S2O82－)/
mol·L －1
反应速率 v
由反应式 (1)和(2)可以看出， S2O62－浓度 减少量等于S2O32－浓度减少量的1/2。
由于溶液呈现蓝色标志着 S2O32－全部耗 尽。所以，从反应开始到出现蓝色这段时间Δt
内，S2O32－浓度的改变实际上就是S2O32－初始 浓度。
? c(S2O82? ) ?
1 2
?
c(S2O32?
)
?
在室温下，按表 1中实验编号 1的用量，分别 用量筒量取 KI，Na2S2O3和淀粉溶液于烧杯中，用 玻璃棒搅拌均匀。再量取 (NH4)2S2O8溶液，迅速 加到盛有混合溶液的烧杯中，立刻用玻璃棒将溶 液搅拌均匀，同时按动秒表计时。观察溶液，刚 一出现蓝色立即停止计时。记录反应时间。
表1见下页
V/mL
按表1中的实验编号4的用量，分别向 烧杯中加入KI、Na2S2O3、 KNO3和淀粉溶 液，再加入2滴0.020 mol·L－1 Cu(NO3)2溶 液，搅拌均匀，迅速加入(NH4)2S2O8溶液， 搅拌，记录反应时间。将此反应速率与表 1中的实验编号4的反应速率进行比较，得 出定性结论。
四、数据处理