实验六 化学反应速率与活化能

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1、实验六化学反应速率与活化能【实验目的】1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。2.测定过二硫酸铵与碘化钾反应速率，并计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。3.测定不同温度下的速率常数并计算反应的活化能；4.学习数据处理的一般方法及作图法。【实验原理】对反应：反应速率表示一段时间内的浓度变化即为平均反应速率。在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应：S2O82-+3I-==2SO42-+I3-(慢)(1)其反应的微分速率方程可表示为：①S2O82-+3I-==2SO42-+I3-(慢)(1)m+n=反应级数近似地用平均速率代替初速率：2S2O32-+I3-=S

2、4O62-+3I-(快)②加入一定体积已知浓度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液，在反应（1）进行的同时由①②式可得：蓝色出现（淀粉与过量碘反应）标志着S2O32-全部耗尽，由S2O32-浓度的改变量可以得到S2O82-浓度的改变量。因此两边取对数，得lgr=mlg[s2o82-]+nlg[I-]+lgk[I-]不变，lgr对lg[s2o82-]作图，可得一直线，斜率即为m.同样，保持[s2o82-]不变，作图可计算n，从而可得反应级数。通过m和n以及速率计算公式，可以得到速率常数k.利用阿仑尼乌斯方程：求得不同温度下的k，以lgk对1/T作图，可以计算反应活化能。1.

3、量筒的作用2.秒表的使用3.作图方法【基本操作】实验用品：仪器:烧杯、大试管、量筒、秒表、温度计液体药品：KI（0.20mol·L-1），Na2S2O3（0.010mol·L-1）淀粉溶液（0.4%），（NH4）2S2O8（0.20mol·L-1）Cu(NO3)2（0.02mol.L-1），KNO3（0.20mol.L-1）(NH4)2SO4（0.20mol.L-1），材料：冰【实验内容】1、浓度对化学反应速率的影响用同样方法按表1的用量进行编号I、II、III、V、等的实验。20.0mL0.20mol·L-1KI溶液8.0mL0.010mol.L-1Na2S2O3

4、溶液4.0mL0.2%淀粉溶液20.0mL0.20mol·L-1（NH4）2S2O8溶液混合均匀立即计时不断搅动迅速①加20.0mL0.20mol·dm-3KI溶液②加8.0mL0.010mol·dm-3Na2S2O3溶液③加2.0mL0.2%淀粉溶液④混合均匀⑤20.0mL0.20mol·dm-3（NH4）2S2O8溶液迅速倒入上述混合液中⑥同时启动秒表，并不断搅动⑦当溶液刚出现蓝色时，立即按停秒表记录反应时间和温度表5-1 浓度对反应速率的影响      室温：实验编号IIIIIIIVV试剂用量cm30.20mol.dm-3(NH4)2S2O820.010.05

5、.020.020.00.20mol.dm-31KI20.020.020.010.05.00.010mol.dm-3Na2S2O38.08.08.08.08.00.2%淀粉溶液4.04.04.04.04.00.20mol.dm-3KNO30.00.00.010.015.00.20mol.dm-3(NH4)2SO40.010.015.00.00.0混合液中反应物的起始浓度mol.dm-3(NH4)2S2O8 　　　　KI 　　　　Na2S2O3 　　　　反应时间Δt/s 　　　　S2O82-的浓度变化△cS2O82-/mol.dm-3 　　　　反应速率r/mol.dm-

6、3.s 　　　　2、温度对化学反应速率的影响①KI（10.0mL）、Na2S2O3（8.0mL）、KNO3（10.0mL）、淀粉溶液（4.0mL）混合于大烧杯(按表1实验VI中的药品用量混合)②取20.0mL(NH4)2S2O8于小烧杯③大、小烧杯同时冰水浴，至低于室温10℃时迅速混合、计时并不断搅拌。④当溶液刚出现蓝色时，记录反应时间。（此实验编号记为VI。）同样方法在热水中进行高于室温10℃的实验。此实验编号记为VII将此两次实验数据VI、VII和实验IV的数据记入表2中进行比较。表5-2温度对化学反应速率的影响实验编号VIVIⅡIX反应温度t/℃   反应时间

7、Δt/s   反应速率r   3、催化剂对化学反应速率的影响①KI（10.0mL）、Na2S2O3（8.0mL）、KNO3（10.0mL）、淀粉溶液（4.0mL）混合于150mL烧杯(按表1实验VI中的药品用量混合)②加入2滴Cu(NO3)2溶液，搅匀③迅速加入过二硫酸铵溶液，搅动、计时④与表5-1中实验VI的反应速率定性地比较，结论：实验编号VIVIⅡ是否有催化剂  反应时间Δt/s  反应速率r  三、催化剂对化学反应速率的影响按表1实验IV的用量四、数据记录及处理实验编号ⅠⅡⅢⅣⅤlgr     lgcS2O82-     lgcI-     m n 反应