1、實驗七化學反應速率與活化能的測定一、實驗目的1 . 了解濃度、溫度和催化劑對化學反應速率的影響；2 .測定（NHj&Os與KI反應的速率、反應級數、速率和反應的活化能。3 .練習作圖法處理實驗數據。學會秒表的使用技術。秒表的使用技術二、實驗原理在水溶液中過二硫酸鉉與碘化鉀發(fā)生如下反應：SzO；-+ 3I-=2S0；_ +1； （aq）（1）這個反應的平均反應速率為：一也等式中：v-反應的平均速率；c（S2O；- ） - 4時間內$2。T的濃度變化儀”。?。?。（廠A“。:，廠的起始濃度；攵-該反應的速率系數；力-反應物力或，廠的反應級數，（a + /）為反應的總級數反應速率方程為：r

2、= k/d- c；-式中r是瞬時速率。若%就一、。廠是起始濃度，則r表示初速率（v。）。在實驗中只能測定出在一段時間反應的平均速率。A/在此實驗中近似地用平均速率代替初速率:為了能測出反應在At時間S2OE濃度的改變量,需要在混合（NHJ2s盛 和KI 溶液的同時，加入一定體積已知濃度的'asq,溶液和淀粉溶液，這樣在（1）進 行的同時還進行著另一反應：2s2。：/+ 13- = SQE + 31'（2）此反應幾乎是瞬間完成，（1）反應比（2）反應慢得多。因此，反應（1）生成的 I；立即與s/V-反應，生成無色S。/和，而觀察不到碘與淀粉呈現的特征藍色。 當S。消耗盡，（2）反

3、應不進行，（1）反應還在進行，則生成的I；遇淀粉呈藍色。從反應開始到溶液出現藍色這一段時間At里，S。：.濃度的改變值為:%依-=T%* ，5代-(始/ = 72。丁(始，再從(1)和(2)反應對比，貝"得:Ar _ %.(始)氣2通過改變SA2-和I的初始濃度，測定消耗等量的S2。；的物質的量濃度c,n，_所需的不同時間間隔，即計算出反應物不同初始濃度的初速率，確定出速率方程和反應速率常數。三、實驗用品儀器：恒溫水浴1臺,燒杯(50mL) 5個、量筒(10mL 4個，5mL2個)、秒表、 溫度計，玻璃棒或電磁攪拌器。液體藥品：(NH.t)2S208(0.20mol/L) , KI(

4、0. 20mol/L) , Na2S203(0 . 05 0mol/L).KN03 (0. 20mol/L). (NH,)2S0t(0. 20moi/L)、Cu(N03)2(0. 02mol/L),淀粉溶液(0. 2%) 材料：坐標紙四、實驗容1 .濃度對化學反應速率的影響，求反應級數、速率系數按下表各溶液用量進行實驗。室溫實驗編號IIIIIIVV試劑用量mL0. 20 mol/L (NHJz&O-10.05.02. 5010.010.00.20 mol/L KI10.010.010.05.02. 500.010 mol/L Na2s2a3.03.03.03.03.00.4%淀粉溶液1

5、.01.01.01.01.00. 20 mol/L KNO；.0007. 5015.00. 20 mol/L (NH,)2SOi05.07. 5000混合液由反應的起始始濃度mol/L(NH,) SO、KINa2S203反應時間t/sS2（V的濃度變化/mol/L反應速率r注意：KI、Na2s2O3、淀粉、KNO3. （NH jSOi可使用同一個量簡量取，（NH：）2SA 必須單獨使用一個量筒；KI、Na2s2。八淀粉、KWh、（NHJ2soi混合均勻后，將 （NHj&Os溶液迅速倒入上述混合液中，同時啟動秒表，并且攪拌；溶液剛出 現藍色立即按停秒表。問題：反應液中為什么加入KN。、（

6、NHJBOC答：實驗中（NHjSOs、KI溶液不足量，分別用（NH）2s0、KNQ,補足，目的是使反 應液中的離子強度不變。問題：取（NHj&Os試劑量筒沒有專用，對實驗有何影響？答：（NH）2s2。忖會與KI提前反應，會與Na2s。發(fā)生副反應，無法保證各自的初始 濃度。問題：（NHj&Os緩慢加入KI等混合溶液中，對實驗有何影響？答：不能保證（NHj&Os的初始濃度，測得的反應速率減慢。2 .溫度對化學反應速率的影響按上表實驗IV的藥品用量，分別做低于室溫101、高于室溫10C。其它操 作步驟同實驗1。突驗編號VI1VII反應溫度t/反應時間At/s反應速率r注意：實

7、驗低于或高于室溫對反應速率的影響時，KI、300八淀粉、KQ、 （NHJ2soi混合液和（NHJB。溶液要分別冷卻或加熱；溫度計必須分開，不能搞 混；反應時也要保持混合前的溫度。3 .催化劑對化學反應速率的影響按實驗IV藥品用量進行實驗，在（、乩）2$2（）8溶液加入KI混合液之前，先在KI 混合液中加入2滴Cu（N03）2（0 02mol/L）溶液,攪勻，其它操作同實驗1。五、數據處理1 .反應級數和反應速率常數的計算兩邊取對數：Igr = 1g% （卡 + nlgcr +gk當Cj-不變（實驗I、II、川）時，以Igu對作圖，得直線，斜率為01。 同理，當/方_不變（實驗【、IV、V）時，以1g，對Ige廠作圖，得n,此反應級 數為m+no利用實驗1 一組實驗數據即可求出反應速率常數ko實驗編號1IIIIIlV1g rlg-IgC,-MN反應速率常數k2 .反應活化能的計算Ek = A2一23GRTIE測出不同溫度下的k值，以愴女對上作圖，得直線，斜率為5-，可求 T2.30/?出反應的活化能Eao實驗編