实验一催化剂在化学反应中的作用验证

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1、实验一催化剂在化学反应中的作用验证1、实验目的(1)通过实验了解温度、浓度和催化剂对化学反应速率的影响，加深对活化能的理解，并练习反应速率常数的求算方法和根据实验数据作图求活化能的方法。(2)通过活化能的求算，加深对催化剂对于催化反应作用的认识，加深对催化剂通过降低反应活化能加快反应速率概念的理解。2、实验原理在实验中，过二硫酸氨与碘化钾发牛如卜反应：(NH4)2S2O,+3KI=(NHJ2SO4+K2SO4+KI3①反应式①的反应速率与反应物浓度的关系，可用下式來表示:△cd。/)Ar式中，V为平均速率，Ac(S2O广)为S2

2、O<-在At吋间内物质的屋浓度的改变值；C(S2O82_)>c(T)分别为两种离子的初始浓度；k为反应的速率常数；m与n之和为反应级数。为了能够测出在一定时间(△"内Ac(S2O广)，在混合(NH4)2S2O8和KI的同时，加入一定体积已知浓度并含有淀粉的溶液，这样在反应①进行的同吋，也进行着如F反应:2S2O32-+Z；=54O62-+3Z-反应②进行得非常快，儿乎瞬间完成。而反应①牛成的12立即与S2o<-作用，纶成无色的SQ广和广。在开始的一段时间内，看不到碘与淀粉作用而显蓝色。但是，一旦”舔2。3耗尽，rh反应①继续生成

3、的【3—离解生成的微量的碘就立即与淀粉反应而使溶液显出特冇的蓝色。从反应式①和②的关系可以看出，C(s2o82-)减少量总是等于C(s2o32-)的减少虽的一半，即Ac(52O；-)=A(5^3由于在时间内S2O32"全部耗尽，浓度最后为零,所以Ac(S2O3A)的绝对值实际上就是反应开始时Na2S2O3的浓度。在本实验中，每份混合液屮Na2S2O3的起始浓度都是相同的，因jfuAc(S2O3-)也都是相同的。这样，只要记录下从反应开始到溶液显蓝色所盂时间就町以求出反应速率，并从下式求出反应速率常数为：上二化0孑)~2Arc(

4、S2O^)-c(Z_)根据阿伦尼乌斯(Arrhenius)公式，反应速率常数k和温度有以下关系:k=A--^RT式中,Ea为活化能;R为气体常数(8.314J.r1.mor1)；T为热力学温度。测得不同温度下时的k值，以Ink对1/T作图，可得一•直线，由点线斜率可求得反应的活化能。3、实验内容3.1实验仪器及试剂150mL锥形瓶(5・10个)，25mL刻细移液管(6只)，25mL量筒(2・4只)，0-100°C温度计(1只)，恒温槽一套，秒表一个。冰块,(NH4)2S2O8,0.2mol/L；KI,0.2mol/L；N

5、a2S2O3,0.01mol/L；0.4%淀粉溶液;KNO3,0.2mol/L；(NH4)2SO4,0.2mol/L；Cu(NO3)2,0.02mol/Lo3.2浓度对化学反应速率的影响在室温下,®20mL0.2mol/LKk4.0mL0.01mol/LNazSzCh溶液和2mL0.4%淀粉溶液，加入250mL锥形瓶中混匀，然后用量筒取30.()mL().2mol/L(NH^StOg迅速加入锥形瓶中，立即按动秒表，不断搅拌，在溶液刚出现蓝色吋，准确计时，将反应时间填入表1。.用同样方法按照表1用量进行编号2、3、4、5的实验。表

6、1浓度对化学反应速率的影响实验编号12345试剂用量(mL)反应温度(°C)(NH4)2s2o80.2mol/L30.020.015.030.030.0KI0.2mol/L20.020.020.010.05.0NCI2S2O30.01mol/L4.04.04.04.04.00.4%淀粉溶液2.02.02.02.02.0kno30.2mol/L00010.015.0(NH4)2SO40.2mol/L010.015.000试剂起始浓度(mol/L)(NH4)2S2O8KINa2S2O3反应时间At(s)反应速率(mol•L1•s'1

7、)m提不：lgv=mlgc(S20g~)+nlgc(l~)+igkc(I)不变,以Igv对lgc(S2O82-)作图，直线斜率为m；同理求nn速率常数k速率常数k平均值3.2温度对反应速率的影响按照表1实验4屮的药品用量，在一只锥形瓶屮，加入10.0mL0.2mol/LKI、2.0mL0.4%淀粉、4.0mLO.Olmol/LNa2S2O3和10mL0.2mol/LKNO3溶液，在另一只锥形瓶中加入30.()mL().2mol/L(NH4)2S2O8溶液，同时放入同一冰水浴屮，待两只锥形瓶屮的溶液冷却到一定温度时，将30.0mL

8、0.2mol/L(NH4)2S2O8溶液迅速倒入另一只锥形瓶屮，用玻璃棒搅拌，立即计时直至溶液出现蓝色，并记录反应温度。表2温度对反应速率的影响实验编号6789反应温度(°C)反应时间(s)反应速率(V)反应速率常数(k)Lnkirr根据实验结果，用坐标纸，用各