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1、1实验实验 化学反应速率与活化能化学反应速率与活化能一、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的速率，并计算反应级数、反应速率常数和反应的 活化能。 二、实验原理： 在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾反应为：(NH4)2S2O8 + 3KI = (NH4)2SO4 + K2SO4 + KI3 其离子反应为： S2O82- + 3I- = SO42- + I3- （1）反应速率方程为： n Im OSckcr2 82式中 r 是瞬时速率。若、是起始浓度，则 r 表示初速率(v0)。在实验中只能测定出在2 82OScIc一段时间内反应的平均速率。tc rO
2、S 2 82在此实验中近似地用平均速率代替初速率：tc ckcrOSn Im OS 2 82 2 820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- （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，
3、（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：）OS）OS）OSOScccc始始终(2 322 322 322 32再从（1）和（2）反应对比，则得：2(2 32 2 82）OSOSc c始通过改变 S2O82- 和 I-的初始浓度，测定消耗等量的 S2O82- 的物质的量浓度所需的不2 82OSc同时间间隔，即计算出反应物不同初始浓度的初速率，确定出速率方程和反应速率常数。 三、实验步骤 1浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响 在室温条件下进行编号的实验。用量筒分别量取 20.0ml 0.20mol/L
4、KI 溶液，8.0m l0.010mol/LNa2S2O3 溶液和 2.0ml 0.20mol/L0.4%淀粉溶液，全部注入烧杯中，混合均匀。 然后用另一量筒取 20.0ml 0.2mol/L(NH4)2S2O8 溶液，迅速倒入上述混合溶液中，同时开动 秒表，并不断搅拌，仔细观察。2当溶液刚出现兰色时，立即按停秒表，记录反应时间和室温。 按下表各溶液用量进行实验。室温 实 验 编 号 0.20mol/L (NH4)2S2O820.010.05.020.020.00.20 mol/L KI20.020.020.010.05.00.010mol/L Na2S2O38.08.08.08.08.00.
5、4% 淀粉溶液2.02.02.02.02.00.20 mol/L KNO300010.015.0试剂用量 mL0.20mol/L (NH4)2SO4010.015.000(NH4)2S2O8KI 混合液中反应 的起始始浓度 mol/LNa2S2O3反应时间t/sS2O82-的浓度变化/mol/L2 82OSc反应速率 r2温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响 按上表实验中的药品用量，将装有 KI，Na2S2O3，KNO3 和淀粉混合溶液的烧杯和装有 (NH4)2S2O8 溶液的小烧杯，放在冰水浴中冷却，待温度低于室温 10时，将两种溶液迅速混合， 同时计时并不断搅拌，出现兰色时记录
6、反应时间。 用同样方法在热水浴中进行高于室温 10时的实验。实 验 编 号 反应温度 t/反应时间t/s反应速率 r3催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响 按实验药品用量进行实验，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。 四思考题四思考题 思考题 1：反应液中为什么加入 KNO3、(NH4)2SO4？ 思考题 2：取(NH4)2S2O8试剂量筒没有专用，对实验有何影响？ 思考题 3：(NH4)2S2O8缓慢加入 KI 等混合溶液中，对实验有何影响？ 思考题 4：催化
7、剂 Cu(NO3)2为何能够加快该化学反应的速率？ 补充： 1、如何根据所得实验数据计算反应级数和反应速率常数？、如何根据所得实验数据计算反应级数和反应速率常数？n Im OSckcr2 82两边取对数： kcncmrIOSlglglglg2 82当不变（实验、）时，以对作图，得直线，斜率为 m。同理，当Icvlg2 82lgOSc3不变（实验、）时，以对作图，得 n，此反应级数为 m+n。利用实验 12 82OScrlgIclg一组实验数据即可求出反应速率常数 k。实 验 编 号rlg2 82lgOScIclgMN反应速率常数 k2、如何根据实验数据计算反应活化能？、如何根据实验数据计算反应活化能？RTEAka 30. 2lg测出不同温度下的 k 值，以对作图，得直线，斜率为，可求出反应的活化能klgT1 REa 30. 2Ea。实 验 编 号 反应速率常数 kklgT1反应活化能 Ea
