试验九化学反应速率和活化能的测定

c [c c ] c S2O32
S2O32 (终）
S2O32 (始）
S2O32 (始）
再从（1）和（2）反应对比，则得：
c c 2 S2O82
S2O32 (始）
通过改变 S2O82- 和 I-的初始浓度，测定消耗等量的 S2O82- 的物质
的量浓度 cS2O82 所需的不同时间间隔，即计算出反应物不同初始浓度
， 反应物s2o82，I 的反应级数，（ ）为反应的总级数
反应速率方程为：
r
kc m S 2O82
c
n I
式中
r
是瞬时速率。若
c S 2O82
、
c I
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时间内反应的平均速率。
r cS2O82 t
在此实验中近似地用平均速率代替初速率：
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 ： (NH4)2S2O8(0.20mol/L)、 KI(0.20mol/L)、
Na2S2O3(0.050mol/L)、 KNO3(0.20mol/L)、 (NH4)2SO4(0.20mol/L)、 Cu(NO3)2(0.02mol/L)、淀粉溶液(0.2%)
材料：坐标纸
四、实验内容
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
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
0.20
1
5.
2.
1
1
mol/L
0.0
0
50 0.0 0.0
(NH4)2S2O8
试剂
0.20
1
1
1
5.
2.
用量 mol/L KI
0.0 0.0 0.0
0
50
mL
0.010
3.
3.
3.
3.
3.
mol/L Na2S2O3 0
0
0
0
0
0.4% 淀
1.
1.
1.
1.
1.
粉溶液
0
0
0
0
0
0.20
0
0
0
7.
1
mol/L KNO3 0.20
50 5.0
0
5.
7.
0
0
mol/L
0
50
(NH4)2SO4
混合
(NH4)2S2
液中反应 O8
的起始始 浓度
KI Na2S2O3
mol/L
反应时间△t/s
问题：(NH4)2S2O8 缓慢加入 KI 等混合溶液中，对实验有何影响？ 答：不能保证(NH4)2S2O8 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 10℃、高于室温 10℃。
其它操作步骤同实验 1。
实验编号
Ⅵ
Ⅳ
Ⅶ
反应温度 t/℃
反应时间△t/s
S2O82-的浓度变化 cS2O82 /mol/L
反应速率 r
注意：①KI、Na2S2O3、淀粉、KNO3、(NH4)2SO4 可使用同一个量筒 量 取 ， (NH4)2S2O8 必 须 单 独 使 用 一 个 量 筒 ； ② KI、 Na2S2O3、 淀 粉 、 KNO3、(NH4)2SO4 混合均匀后， 将(NH4)2S2O8 溶液迅速倒入上述混合 液中，同时启动秒表，并且搅拌；③溶液刚出现蓝色立即按停秒表。
（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 S2O32-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：
实验编号
Ⅰ
lg r
lg cS2O82 lg cI
M
N
反应速率常
数k
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
2．反应活化能的计算
实验七 化学反应速率与活化能的测定
一、实验目的
Baidu Nhomakorabea
1．了解浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响；
2．测定(NH4)2S2O8 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铵与碘化钾发生如下反应：
S2O
r0
kc c m
n
S2O82 I
cS2O82 t
为了能测出反应在△t 时间内 S2O82-浓度的改变量，需要在混合
(NH4)2S2O8 和 KI 溶液的同时，加入一定体积已知浓度的 Na2S2O3 溶
液和淀粉溶液，这样在（1）进行的同时还进行着另一反应：
2S2O32- + I3- === S4O62- + 3I-
反应速率 r
注意：①实验低于或高于室温对反应速率的影响时，KI、Na2S2O3、 淀粉、KNO3、(NH4)2SO4 混合液和(NH4)2S2O8 溶液要分别冷却或加热； ②温度计必须分开，不能搞混；③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(NH4)2S2O8溶液加入 KI 混合液之 前，先在 KI 混合液中加入 2 滴 Cu(NO3)2(0.02mol/L)溶液，搅匀，其它 操作同实验 1。
问题：反应液中为什么加入 KNO3、(NH4)2SO4？ 答：实验中(NH4)2S2O8、KI 溶液不足量，分别用(NH4)2SO4、KNO3 补足，目的是使反应液中的离子强度不变。
问题：取(NH4)2S2O8 试剂量筒没有专用，对实验有何影响？
答：(NH4)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。
2 8
+
3I
===2SO
2 4
+I
3
（aq）
（1）
这个 反应的平均反应速率为：
式中：
c(s2o82 ) t
kc
(s2o82 ) c
(I
)
反应的平均速率；
c(s
2
o
2 8
)
t时间内s
2
o82的浓度变化
c(s2o82 ), c(I ) s2o82 , I 的起始浓度；
k 该反应的速率系数；
五、数据处理
1．反应级数和反应速率常数的计算
r
kc m S 2O82
c
n I
两边取对数： lg r m lg cS2O82 n lg cI lg k 当 cI 不变（实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）时，以 lg v 对 lg cS2O82 作图，得直线，斜率为 m。同理，当 cS2O82 不变（实验Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ）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。