Transcript 多 无机化 学 实验 媒 多媒体教学 体 课 堂 基础实验教学中心化学实验室制作 多 实验七、化学反应速率与活化能 媒 体 实验目的 实验内容 课 实 验 原理 实验数据 堂 实 验 用品 实 验 习题.

多
无机化 学 实验
媒
多媒体教学
体
课
堂
基础实验教学中心化学实验室制作
多
实验七、化学反应速率与活化能
媒
体
实验目的
实验内容
课
实 验 原理
实验数据
堂
实 验 用品
实 验 习题
多
实验目的
媒
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体
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课
堂
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的速率，
并计算反应级数、反应速率常数和反应
的活化能。
多
媒
体
实验原理
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课
堂
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任何物质只要它与反应物或产物的浓度有函数关
系,即可用来测定反应速率.
化学反应的快慢可由活化能的大小来判断.
在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应:
离子反应方程式为：
慢反应
快反应
反应式(2)是快反应,瞬间完成。
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硫代硫酸钠与溶液中的I3-发生快反应:
-立即与S O 2-反应,生成无色
因此,由反应(1)生成的I
3
2 3

的S4O62-和I-.
所以在反应的开始阶段看不到碘与淀粉反应的特有蓝
色.但是一但Na2S2O3耗尽,反应(1)生成的I3-就与淀粉
反应而呈现出特有的蓝色.
从反应式（1）和（2）可以看出：
当S2O82－消耗的量为S2O32-减少量的一半，
所以S2O82－在△t时间内减少的量可以从下式求得:
△
C S2O82－ = C S2O32－/2
多
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实验中,通过改变反应物
S2O82－和I－的初始浓度测定:

消耗等量的S2O82－的物质的量浓度△C S2O82－所需要的
不同的时间间隔(△t），计算可得到反应物不同初始浓
度的初速率，进而确定该反应的微分速率方程和反应速
率常数。起始速度
。K是反应速
率常数,（m+n）是反应级数。
实验测定在△t时间内[S2O82－] △t △ [S2O82－]
反应的平均速率

在t时间反应速度V变化很小： V≈V’
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体
课
堂
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多
媒
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课
活化能的计算
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堂
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反应速率常数k与反应温度T有以下关系：
lgK = - Ea/2.303RT + A
测得不同温度下的一系列速率常数(K)值,
以lgK对 1/T作图,
直线的斜率为: - Ea/2.30R
直线的截距为:A
R为气体常数(8.314J.K.mol-1)
计算活化能:Ea
多
媒
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实验用品
仪器、材料
课
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液体药品
多
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1 .仪器和材料

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仪器：烧杯、大试管、量筒、秒表、温
度计
材料：冰
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多
媒
2.液体药品
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体
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课
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堂
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aq1.(NH4)2 S2O8（0.20 mol·L－1）
aq2.KI（0.20 mol·L－1）
aq3.Na2S2O3（0.010 mol·L－1）
aq4.淀粉溶液 （0.4 %）
aq5.KNO3（0.20 mol·L－1）
aq6.(NH4）2 S O4（0.20 mol·L－1）
aq7.Cu（NO3）2（0.20 mol·L－1）
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实验内容
基本操作
课
堂
课堂练习
多
媒
体
基本操作
量筒的使用
课
堂
秒表的使用
多
媒
秒表简介（操作演示）
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体
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课
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堂
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秒表是准确测量时间的
仪器.
计数:
1.秒针(长针)转一周为
60(或30)s,
2.分针(短针)转一周为30
（或15)min.
3.柄头作用旋紧发条,
控制表的起动和停止.
秒针
4.可读准到0.01s.
分针
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实验内容
C-V
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T-V
催化剂-V
多
媒
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实验内容（2人一组）
一、浓度对化学反应速率的影响(试剂用量减半)
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课
堂
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
取两支量筒贴上标签专用。
在室温条件下进行表中编号I的实验。
分别准确量取: 10.0mL 0.20 mol·L－1 KI溶液
4.0mL 0.010 mol·L－1 Na2S2O3溶液
1.0mL 0.4 % 淀粉溶液
全部加入小烧杯中，混合均匀。
另一支量筒量取:10.0mL 0.20mol·L－1（NH4）2 S2O8溶
液迅速倒入上述混合液中，同时启动秒表，并不断搅
动，仔细观察。当溶液刚出现蓝色时，立即按停秒表，
记录反应时间和室温。
多
媒
体
课
堂
表1．浓度对反应速率的影响
实验编号 I
试
剂
用
量
/mL
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
aq1 10.0
5.0
2.50
10.0
10.0
aq2 10.0
10.0
10.0
5.0
2.50
aq3 4.0
4.0
4.0
4.0
4.0
aq4 1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
aq5 0
0
0
5.0
7.50
aq6 0
5.0
7.50
0
0
实验试剂用量减半
多
媒
体
浓度对反应速率的影响I
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课
堂
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试剂
(NH4)2 S2O8（0.20 mol·L－1）
KI（0.20 mol·L－1）
Na2S2O3（0.010 mol·L－1）
淀粉溶液 （0.4 %）
KNO3（0.20 mol·L－1）
(NH4）2 S O4（0.20 mol·L－1）
多
媒
体
浓度对反应速率的影响II

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试剂 (同上)
实验试剂用量为II号.
课
堂
（21.5s）
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多
媒
体
二、温度对化学反应速率的影响

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
课

堂
实验编号 ： Ⅵ。
按表1实验Ⅳ中的药品用量，
将装有碘化钾、硫代硫酸钠、硝酸钾和
淀粉混合溶液的烧杯和装有过二硫酸铵
溶液的小烧杯，放入水浴中保持恒温，
测定室温、低于室温10℃和高于室温
10℃时，操作同浓度实验, 记录反应时间。
多
媒
温度(低于室温10℃\冰浴)对化学反应速率的影响I


体
课
堂
试剂(同上)
多
媒
温度(室温\高于室温10 ℃热水浴)
对化学反应速率的影响II
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
体
课
堂
试剂 (同上)
多
媒
体
课
堂
将实验Ⅵ、Ⅶ和实验Ⅳ的数据记入表2中进
行比较。

表2．温度对化学反应速率的影响
实验编号
反应温度t/℃
Ⅳ
Ⅵ
Ⅶ
反应时间△t/s
反应速率υ
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多
媒
实验内容
三、催化剂对化学反应速率的影响

体
课
堂

按表1实验Ⅳ的用量，把碘化钾、硫代硫酸钠、
硝酸钾和淀粉溶液加到小烧杯中，分别加入
2d,4d0.020 mol·L －1 Cu（NO3 ） 2 溶液，搅匀，
然后迅速加入过二硫酸铵溶液，搅动、记时。
实验数据记录在表3.
将此实验的反应速率与表1中实验Ⅳ的反应速
率定性地进行比较可得到什么结论。
多
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体
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实验内容
三、催化剂对化学反应速率的影响


表3．催化剂对化学反应速率的影响
实验编号
Cu（NO3）2用量（d）
Ⅳ
Ⅵ
Ⅶ
0
2
4
反应时间△t/s
反应速率υ
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体
课
堂
数据处理
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1． 反应级数和反应速率常数的计算
lgυ= mlgC S2O82－ + nlgC I－ + lgk
当C I－不变时（即实验I、Ⅱ、Ⅲ），以lgυ对lgC S2O82
－作图，可得一直线，斜率即为m。
同理，当C S2O82－ 不变时（即实验I、Ⅳ、V），以lgυ
对lgC I作图，可求得n.
此反应的级数则为m + n 。
将求得的m和n 代入υ= k Cm S2O82CnI即可求得反应速
率常数k。
多
2． 反应活化能的计算
媒
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体

课
堂
反应速率常数k与反应温度T一般有以下
关系：lgK = - Ea/2.303RT + A
式中Ea为反应的活化能，R为摩尔气体常
数，T为热力学温度。测出不同温度时的
k值，以lgk对1/T作图，可得一直线，由
直线斜率（等于－Ea/2.30R）可求得反
应的活化能Ea。
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实 验 习题
完成实验教材中思考题与实验习题.
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