实验4化学反应速率、活化能的测定.ppt-北京石油化工学院化学工程.ppt

化学反应速率、活化能的测定 北京石油化工学院化学工程学院 基础化学教学与实验中心 【实验目的】 了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。 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。 练习在水浴中的恒温操作及秒表的使用。 学习数据处理的一般方法及作图法。 水溶液中，(NH4)S2O8和KI发生如下反应： S2O82－ + 3I－＝2SO42－ + I3－ (1) υ=k{c(S2O82－)}m·{c(I－)}n υ =k{c(S2O82－)}m·{c(I－)}n ≈c(S2O32－)初/2△t 时间△t可由秒表读得， c(S2O32－)可由初始浓度计算υ。 由实验编号1、2、3知 利用阿仑尼乌斯方程： 表5.5? 浓度对反应速率的影响? ?? ?? 室温： 表5.6? 温度对反应速率的影响 以lgk对1/T作图，从图中找出斜率，计算反应活化能(文献值为51.8kJ·mol-1)。 通过温度对反应速率的影响，可以得出什么结论？ * 胡应喜 ≈－△c(S2O82－)/△t 在反应开始时，加入一定量的Na2S2O3溶液和淀粉溶液，这样在反应体系中还存在以下反应： 2S2O32－ + I3－ ＝ S4O62－ + 3I－ (2) 由(1)和(2)可知：△c(S2O82－)＝△c(S2O32－)/2 一旦Na2S2O3耗尽，反应(1)生成的微量I3－就立即与淀粉作用，使溶液呈蓝色。 △c(S2O32－)＝0－c(S2O32－)初 ＝－c(S2O32－)初 (3) 【实验原理】 反应速度υ 反应时间Δt （秒） S2O82－的浓度变化Δc(S2O82－) Na2S2O3 KI (NH4)2S2O8 52mL混合液中反应物的起始浓度mol/L 15 10 0.20mol/L(NH4)2SO4 15 10 0.20mol/L KNO3 4 4 4 4 4 0.2% 淀粉 8 8 8 8 8 0.010mol/L Na2S2O3 5 10 20 20 20 0.20mol/L KI 20 20 5 10 20 0.20mol/L(NH4)2S2O8 试剂用量/mL 5 4 3 2 1 实 验 编 号 或 或 由实验编号1、4、5知 或 或 可计算m。 可计算n。 由υ=k{c(S2O82－)}m·{c(I－)}n 可计算k。 lgk～1/T为一直线，直线斜率为－Ea/2.303R 仪器: 100mL烧杯5个，量筒(20mL　2个、10mL 1个)、秒表、100℃温度计 1支，热水浴，冷水浴 液体药品： 0.20mol·L-1 KI， 0.010mol·L-1　Na2S2O3，0.2%淀粉溶液 0.20mol·L-1 (NH4)2S2O8，0.02mol.L-1 Cu(NO3)2 　 0.20mol.L-1 KNO3， 0.20mol.L-1(NH4)2SO4 【实验用品】 【实验内容】 1. 浓度对化学反应速率的影响，求反应级数及速率常数 用同样方法按表5.5的用量进行编号2、3、4、5等的实验。 立即计时 不断搅动直至蓝色 20.0mL 0.20mol·L-1 KI溶液 ① 8.0mL 0.010mol.L-1 Na2S2O3溶液 ② 20.0mL 0.20mol·L-1 (NH4)2S2O8 溶液 迅速 ④ 2.0mL 0.2% 淀粉溶液 ③ 反应速度υ 反应时间Δt （秒） S2O82－的浓度变化Δc(S2O82－) Na2S2O3 KI (NH4)2S2O8 52mL混合液中反应物的起始浓度mol/L 15 10 0.20mol/L(NH4)2SO4 15 10 0.20mol/L KNO3 4 4 4 4 4 0.2% 淀粉 8 8 8 8 8 0.010mol/L Na2S2O3 5 10 20 20 20 0.20mol/L KI 20 20 5 10 20 0.20mol/L(NH4)2S2O8 试剂用量/mL 5 4 3 2 1 实 验 编 号 2. 温度对化学反应速率的影响，求反应活化能 用同样方法按表5.5的编号1的用量进行其它温度实验。 立即计时 不断搅动直至蓝色 20.0mL 0.20mol·L-1 KI溶液 ① 8.0mL 0.010mol.L-1 Na2S2O3