化学反应速率和活化能的测定省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

化学反应速率与活化能测定 第1页一、实验目1、测定二硫酸铵与碘化钾反应速率，并计算反应级、测定二硫酸铵与碘化钾反应速率，并计算反应级数，反应速率常数与反应活化能。数，反应速率常数与反应活化能。2、了解浓度，温度与催化剂对反应速率影响。、了解浓度，温度与催化剂对反应速率影响。第2页二、试验原理 在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生以下反应：在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生以下反应：(NH4)2S2O8+3KI(NH4)2SO4+K2SO4+KI3（1）其反应微分速率方程为：其反应微分速率方程为：v=kcm（S2O82-）cn（I-）v为瞬时速率，为瞬时速率，c（S2O82-）,c（I-）为起始浓度）为起始浓度。k是是反应速率常数，反应速率常数，m与与n之和是反应级数。之和是反应级数。第3页 试验测定是一段时间间隔（试验测定是一段时间间隔（t)内反应平均内反应平均速率速率v v=-c（S2O82-）/t 近似用平均速率代替初速率近似用平均速率代替初速率 v=kcm（S2O82-）cn（I-）=-c（S2O82-）/t 为检出在为检出在t内内S2O82-浓度改变值，须混入一定体浓度改变值，须混入一定体积已知浓度积已知浓度Na2S2O3溶液与淀粉溶液溶液与淀粉溶液,在反应（在反应（1）进）进行同时发生：行同时发生：2S2O32-+I3-S4O62-+3I-（2）第4页S2O82-+3I-2SO42-+I3-（1）2S2O32-+I3-S4O62-+3I-（2）（2）比（比（1）进行得快得多，几乎瞬间完成。一）进行得快得多，几乎瞬间完成。一旦旦Na2S2O3耗尽，反应（耗尽，反应（1）继续生成）继续生成I3-就与淀粉反就与淀粉反应而展现出特有蓝色。从反应（应而展现出特有蓝色。从反应（1）和（）和（2）能够看）能够看出，在出，在t内内S2O82-减小量为减小量为c（S2O82-）=c（S2O32-）/2 第5页 经过改变经过改变S2O82-与与I-初始浓度，测定消耗初始浓度，测定消耗等物质量浓度等物质量浓度S2O82-所需要不一样所需要不一样t，计算不计算不一样初始浓度初速率，进而确定该反应微分速一样初始浓度初速率，进而确定该反应微分速率方程与反应级数。率方程与反应级数。第6页三、仪器药品1、仪器 大试管，小试管，10mL吸量管，秒表，量筒2、药品 过二硫酸铵，碘化钾，硫代硫酸钠，硫酸铵，硝酸铜，淀粉溶液第7页四、试验步骤1、浓度对化学反应影响（计算k，m，n）在室温条件下，按表8-1配方横排取五组液体。先取完五组一个液体，再取第二种。比如，用量筒分别取20.0mL 0.20molL-1 KI溶液，8.0mL 0.010molL-1 Na2S2O3溶液与2.0mL 0.4%淀粉溶液，全部倒入烧杯中，混合均匀为第一组。然后用另一量取20.0mL 0.20molL-1(NH4)2S2O8溶液，快速倒入上述混合液中，同时按动秒表，并不停搅动，仔细观察。当溶液刚出现蓝色时，马上停顿计时，统计反应时间和室温。第8页2、温度对化学反应速率影响温度对化学反应速率影响 取上面五组试验中最慢一组，按表中药品用量，取上面五组试验中最慢一组，按表中药品用量，放入不一样温度水浴中，当温度到达平衡时，将放入不一样温度水浴中，当温度到达平衡时，将过二硫酸铵溶液快速加入，重复上面试验，当溶过二硫酸铵溶液快速加入，重复上面试验，当溶液出现蓝色时，统计反应时间。液出现蓝色时，统计反应时间。第9页表8-1 第10页3、催化剂对化学反应速率影响催化剂对化学反应速率影响取上面五组试验中最慢一组，按表中药品用量，取上面五组试验中最慢一组，按表中药品用量，在加在加2滴滴0.02molL-1Cu(NO3)2溶液后，重复上面试溶液后，重复上面试验，当溶液出现蓝色时，统计反应时间。将此试验，当溶液出现蓝色时，统计反应时间。将此试验数据与表数据进行定性比较，看看催化剂对反验数据与表数据进行定性比较，看看催化剂对反应速度影响。应速度影响。第11页五、数据处理1、反应级数与反应速率常数计算反应级数与反应速率常数计算对速率方程对速率方程v=kcm（S2O82-）cn（I-）两边取对数：两边取对数：lgv=mlgc（S2O82-）+nlg c（I-）+lgk以试验一，二，三中以试验一，二，三中lgv对对lgc（S2O82-）作图，得）作图，得一斜率为一斜率为m直线。以试验一，四，五中直线。以试验一，四，五中lgv对对lgc（I-）作图，可求得一斜率为）作图，可求得一斜率为n直线，总反应级直线，总反应级数为数为m+n。将求得将求得m与与n代入代入v=kcm（S2O82-）cn（I-）便可求得反应速率常数。便可求得反应速率常数。第12页2、反应活化能计算反应活化能计算lgk=A-Ea/2.30RT。Ea为反应活化能，为反应活化能，R为摩尔气为摩尔气体常数，体常数，T为热力学温度。测出不一样温度为热力学温度。测出不一样温度k值，值，一一lgk对对1/T作图，可得一斜率为作图，可得一斜率为-Ea/2.30RT直线，直线，由斜率求出活化能由斜率求出活化能Ea。第13页3、误差计算误差计算本试验活化能测定值误差不超出本试验活化能测定值误差不超出10%。文件值：文件值：51.8kJmol-1。第14页六、思索题1、反应中定量加入反应中定量加入Na2S2O3作用是什么？作用是什么？2、以下情况对试验结果有什么影响？、以下情况对试验结果有什么影响？取用取用(NH4)2S2O8和和KI溶液量筒没有分开。溶液量筒没有分开。溶液混合后不搅拌。溶液混合后不搅拌。第15页