实验六 化学反应速率和活化能的测定

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1、实验六化学反应速率和活化能的测定——Chemlab软件模拟一、实验目的1、了解虚拟化学实验室CorelChemlab软件的功能和使用。2、模拟氧化-还原反应过程，推导反应速率方程并计算反应的活化能，研究浓度和温度对化学反应速率的影响。二、实验原理CorelChemLab是一款免费软件，在化学实验中主要有以下功能：（1）提供30多个预设实验；（2）提供化学活动课的基本实验和气体实验平台；（3）可做自主设计性、探究性的实验；（4）提供常见化学分子的三维演示；（5）提供各化学元素的基本信息。双击CorelChemLab可执行文件图标，进入Co

2、relChemLab虚拟化学实验室界面，图1为实验室界面，包含以下主要内容：图1CorelChemLab实验界面（1）实验操作台。中间是实验操作台，台上有烧杯、酸度计、滴定管和水龙头；台下面有四个实验柜，里面放有备用烧杯和一些化学药品。当鼠标移动到这些器具上，指针变成手形状时，点击便可使用它们。使用烧杯时，右键点击烧杯会出现一个菜单，上面有“装料”、“显示体积”、“快流”或“慢流”等操作，可装入溶液、显示溶液体积和控制溶液的倒出速度。（2）壁橱。右后方墙壁上有一个四层壁橱，从上向下依次放有电炉和电子称；实验指导书、防护眼镜和滴管；五瓶酸

3、碱指示剂，分别是酚酞，百里酚蓝，甲基橙，甲基紫和溴酚蓝；放射物检测仪。用鼠标点击或者拖拽可以使用它们或者将它们移动到实验台上。（3）其他内容。墙壁上还有温度计和元素周期表；地上有废液回收瓶和冰浴槽；最左边有“退出”按钮，最右边有“菜单”按钮和“气体实验室”按钮。用鼠标点击就起作用，操作非常方便。化学动力学主要研究化学反应的速率，研究反应条件（例如浓度、压力、温度、催化剂等）与反应速率的关系，揭示反应机理，是化学学科的重要组成。动力学实验需要严格监测反应时间和反应过程，由于观察反应终点和手动计时的误差较大，实验结果不理想。采用计算机模拟不

4、仅能提高准确度，还能通过数据处理获得更直观的动力学相关参数。本实验利用Corelchemlab软件模拟氧化-还原反应体系的反应过程，研究反应速率的影响因素、计算反应速率常数和活化能等参数。通过实例分析该软件在化学动力学实验中的应用特点，为其在化学信息化方面的应用提供理论依据。点击“菜单”，从中选择“实验”——“动力学实验”即开始做动力学实验，以软件预设的过二硫酸盐与碘离子的氧化还原反应为例，化学反应方程式为：以淀粉为指示剂，溶液呈蓝色，为了测出一定时间内S2O82-浓度的变化，在反应溶液内加入一定量的S2O32-，先生成的I2被它还原，

5、则溶液不显色，当S2O32-反应完，多余的I2又使溶液变蓝。S2O32-减量是S2O82-减量的2倍，溶液由无色变为蓝色所用的时间就是反应时间。实验中，S2O82-和I-的初始浓度均为0.20mol/L，S2O32-溶液的浓度为0.02mol/L。三、实验仪器和试剂计算机、corelchemlab软件四、实验步骤（1）向反应烧杯中加入20℃5.00mlS2O82-溶液和1.00mlS2O32-溶液，加入1滴淀粉指示剂。向另一个空烧杯中加入5.00mlI-溶液，快速倒入反应烧杯，并开始计时。观察反应烧杯中溶液颜色的变化，等颜色由无色变为蓝

6、色时停止计时，记录反应时间。（2）S2O82-溶液加入等量水稀释，重复（1）步骤，记录反应时间。（3）I-溶液加入等量水稀释，重复（1）步骤，记录反应时间。（4）反应溶液加入等量水稀释。向反应烧杯中加入20℃5.00mlS2O82-溶液和1.00mlS2O32-溶液，再加入11.00ml水和1滴淀粉指示剂。然后再与5.00ml的I-溶液迅速混合，并开始计时直到溶液颜色由无色变为蓝色时停止计时，记录反应时间。（5）反应溶液加入3倍体积水稀释。20℃向反应烧杯中加入5.00mlS2O82-溶液和1.00mlS2O32-溶液，再加入33.00

7、ml水和1滴淀粉指示剂。然后再与5.00ml的I-溶液迅速混合，并开始计时直到溶液颜色由无色变为蓝色时停止计时，记录反应时间。（6）升高反应温度。向反应烧杯中加入5.00mlS2O82-溶液和1.00mlS2O32-溶液，加入1滴淀粉指示剂。混合液体加热到40℃时，迅速加入5.00ml的I-溶液，并开始计时直到溶液颜色由无色变为蓝色时停止计时，记录反应时间。（7）降低反应温度。向反应烧杯中加入5.00mlS2O82-溶液和1.00mlS2O32-溶液，加入1滴淀粉指示剂。把混合液体放到冰水浴中，温度降至1℃时，迅速加入5.00ml的I-

8、溶液，并开始计时直到溶液颜色由无色变为蓝色时停止计时，记录反应时间。五、数据记录及处理通过实验1~3可以推导反应速率方程，实验1、4和5可以研究浓度对反应速率的影响，实验1、6和7可以研究温度对反应速率的影