化學反應速率和活化能的測定第一頁，共十五頁，2022年，8月28日一、實驗目的1、測定二硫酸銨與碘化鉀的反應速率，并計算反應級數，反應速率常數與反應的活化能。2、了解濃度，溫度與催化劑對反應速率的影響。第二頁，共十五頁，2022年，8月28日二、實驗原理

在水溶液中過二硫酸銨與碘化鉀發(fā)生如下反應：

(NH4)2S2O8+3KI＝(NH4)2SO4+K2SO4+KI3

（1）其反應微分速率方程為：v=kcm（S2O82-）cn（I-）

v為瞬時速率，c（S2O82-）,c（I-）為起始濃度。k是反應速率常數，m與n之和是反應級數。

第三頁，共十五頁，2022年，8月28日

實驗測定的是一段時間間隔（Δt)內反應的平均速率vv=-Δc（S2O82-）/Δt

近似用平均速率代替初速率

v=kcm（S2O82-）cn（I-）=-Δc（S2O82-）/Δt

為檢出在Δt內S2O82-濃度改變值，須混入一定體積已知濃度的Na2S2O3溶液與淀粉溶液,在反應（1）進行同時發(fā)生：

2S2O32-+I3-

＝S4O62-+3I-

（2）

第四頁，共十五頁，2022年，8月28日S2O82-+3I-

＝

2SO42-+I3-

（1）

2S2O32-+I3-

＝

S4O62-+3I-

（2）

（2）比（1）進行得快得多，幾乎瞬間完成。一旦Na2S2O3耗盡，反應（1）繼續(xù)生成的I3-就與淀粉反應而呈現出特有的藍色。從反應（1）和（2）可以看出，在Δt內S2O82-的減小量為Δc（S2O82-）=c（S2O32-）/2第五頁，共十五頁，2022年，8月28日

通過改變S2O82-與I-的初始濃度，測定消耗等物質的量濃度的S2O82-所需要的不同Δt，計算不同初始濃度的初速率，進而確定該反應的微分速率方程與反應級數。

第六頁，共十五頁，2022年，8月28日三、儀器藥品1、儀器大試管，小試管，10mL吸量管，秒表，量筒2、藥品過二硫酸銨，碘化鉀，硫代硫酸鈉，硫酸銨，硝酸銅，淀粉溶液第七頁，共十五頁，2022年，8月28日四、實驗步驟1、濃度對化學反應的影響（計算k，m，n）在室溫條件下，按表8-1配方橫排取五組液體。先取完五組一種液體，再取第二種。例如，用量筒分別取20.0mL0.20mol?L-1KI溶液，

8.0mL0.010mol?L-1Na2S2O3溶液與2.0mL0.4%淀粉溶液，全部倒入燒杯中，混合均勻為第一組。然后用另一量取20.0mL0.20mol?L-1(NH4)2S2O8溶液，迅速倒入上述混合液中，同時按動秒表，并不停攪動，仔細觀察。當溶液剛出現藍色時，立即停止計時，記錄反應時間和室溫。第八頁，共十五頁，2022年，8月28日2、溫度對化學反應速率的影響取上面五組實驗中最慢的一組，按表中藥品用量，放入不同溫度水浴中，當溫度達到平衡時，將過二硫酸銨溶液迅速加入，重復上面實驗，當溶液出現藍色時，記錄反應時間。第九頁，共十五頁，2022年，8月28日表8-1第十頁，共十五頁，2022年，8月28日3、催化劑對化學反應速率的影響取上面五組實驗中最慢的一組，按表中藥品用量，在加2滴0.02mol?L-1Cu(NO3)2溶液后，重復上面實驗，當溶液出現藍色時，記錄反應時間。將此實驗數據與表的數據進行定性比較，看看催化劑對反應速度的影響。第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日五、數據處理1、反應級數與反應速率常數的計算對速率方程v=kcm（S2O82-）cn（I-）兩邊取對數：lgv=mlgc（S2O82-）

+nlgc（I-）

+lgk以實驗一，二，三中的lgv對lgc（S2O82-）作圖，得一斜率為m的直線。以實驗一，四，五中的lgv對lgc（I-）作圖，可求得一斜率為n的直線，總反應級數為m+n。將求得的m與n代入v=kcm（S2O82-）cn（I-）便可求得反應速率常數。

第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日2、反應活化能的計算

lgk=A-Ea/2.30RT。Ea為反應活化能，R為摩爾氣體常數，T為熱力學溫度。測出不同溫度的k值，一lgk對1/T作圖，可得一斜率為-Ea/2.30RT的直線，由斜率求出活化能Ea。第十三頁，共十五頁，2022年，8月28日3、誤差計算①本實驗活化能的測定值的誤差不超過10%。②文獻值：51.8kJ?mol-1。第十四頁，共十五頁，2022年，8月28日