化学反应速率和活化能的测定
实验17化学反应速率与活化能的测定
实验17 化学反应速率与活化能的测定一、实验目的1．进一步了解浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响，加深对反应速率、反应级数和活化能概念的理解。
2．了解过二硫酸铵与碘化钾反应的反应速率测定原理和方法，学习通过数据处理和作图求算反应级数和反应的活化能。
3. 练习在水浴中保持恒温的操作。
二、实验原理在水溶液中，过二硫酸铵和碘化钾发生以下反应S 2O 82－+3I －==== 2SO 42－+ I 3－（1）根据反应速率方程，若用S 2O 82－量随时间的不断降低来表示反应速率，则：r ＝ －dtO S dc )(282−＝)()(282−−⋅⋅I c O S c k n m本实验测定的是一段时间t Δ内反应的平均速率r ，由于在t Δ时间内本反应的r 变化较小，故可用平均速率近似代替起始速率。
即：r ＝－tO S c ΔΔ−)(282≈)()(282−−⋅⋅I c O S c k n m 式中：Δc (S 2O 82－)为Δt 时间内S 2O 82－浓度的改变值。
c (S 2O 82－) 、c (I －)分别为两种离子的初始浓度；k 为反应速率常数；m ，n 为决定反应级数的两个值；m+n 即为反应级数。
为了测定在一定时间t Δ内S 2O 82－的变化值，可在混合(NH 4)2S 2O 8溶液和KI 溶液的同时，加入一定体积已知浓度的Na 2S 2O 3溶液和淀粉溶液，在反应（1）进行的同时，也同时进行着如下反应：2S 2O 32－+ I 3－=== S 4O 62－+ 3I－(2)反应（2）比反应（1）进行得快，瞬间即可完成。
由反应（1）生成的碘能立即与S 2O 32－作用，生成无色的S 4O 62－和I －。
因此，在开始一段时间内，看不到碘与淀粉作用所显示的蓝色，但当S 2O 32－用尽，反应（1）继续生成的微量I 3－与淀粉作用，使溶液显示出蓝色。
根据此原理及从反应（1）和反应（2）可看出，从反应开始到溶液出现蓝色所需的时间t Δ内，S 2O 82－浓度的改变量为S 2O 32－在溶液中浓度的一半。
化学反应速率和活化能的测定
五、数据处理
1、反应级数与反应速率常数的计算 对速率方程v=kcm（S2O82-）cn（I-）两边取对数： lgv=mlgc （S2O82-） +nlg c（I-） +lgk 以实验一，二，三中的lgv对lgc（S2O82-）作图， 得一斜率为m的直线。以实验一，四，五中的 lgv对lgc（I-）作图，可求得一斜率为n的直线， 总反应级数为m+n。将求得的m与n代入v=kcm （S2O82-）cn（I-）便可求得反应速率常数。
通过改变S2O82-与I-的初始浓度，测定消 耗等物质的量浓度的S2O82-所需要的不同Δt， 计算不同初始浓度的初速率，进而确定该反应
的微分速率方程与反应级数。
ห้องสมุดไป่ตู้
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
四、实验步骤
实验测定的是一段时间间隔（Δt)内反应的平均 速率v
v=-Δc（S2O82-）/Δt 近似用平均速率代替初速率
v=kcm（S2O82-）cn（I-） =-Δc（S2O82-）/Δt 为检出在Δt内S2O82-浓度改变值，须混入一定体 积已知浓度的Na2S2O3溶液与淀粉溶液,在反应（1）进 行同时发生：
2、反应活化能的计算
lgk=A-Ea/2.30RT。Ea为反应活化能，R为摩尔气 体常数，T为热力学温度。测出不同温度的k值， 一lgk对1/T作图，可得一斜率为-Ea/2.30RT的直 线，由斜率求出活化能Ea。
3、误差计算
①本实验活化能的测定值的误差不超过10%。 ②文献值：51.8kJ•mol-1 。
化学反应速率与活化能的测定
[精品]化学反应速率及活化能的测定
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[精品]化学反应速率及活化能的测定化学反应速率和活化能的测定实验可以通过测量反应物消失速率或生成物出现速率来确定。
通过改变温度、浓度、催化剂等条件，利用反应速率与温度和浓度的关系，可以推导出活化能的数值。
化学反应速率和活化能的测定是通过实验来确定一种化学反应的速率以及反应过程中所需的能量阈值（即活化能）。
以下是一种可能的实验步骤示例：
1.首先，准备所需的实验材料和设备，包括反应物、容器、温度计、计时器等。
2.根据实验目的选择适当的反应，确定反应物的摩尔浓度。
可以在不同浓度下进行试验，以观察反应速率的变化。
3.在实验中，测量初始时间点开始后，一定时间间隔内反应物的消失量或生成物的出现量。
可以使用光谱法、滴定法、电化学法等适合的方法进行测量。
4.根据测量结果，计算不同时间段内的反应速率。
5.然后，改变反应条件，例如改变温度、浓度或加入催化剂，再次测量反应速率。
通过比较不同条件下的反应速率，可以推断出活化能的大小和反应速率与温度、浓度之间的关系。
6.根据实验数据，使用适当的数学模型或图表来计算活化能值。
重要的是，针对具体的反应和实验条件，确保实验的安全性，
并按照实验流程进行操作。
如果在实验过程中遇到困难或需要更多详细说明，建议参考化学实验教材或咨询相关的教师或专业人士。
化学反应速率及活化能的测定实验分析报告
化学反应速率及活化能的测定实验分析报告.doc本实验旨在了解化学反应速率及活化能的测定方法，通过实验测定反应速率和活化能，并分析实验数据。
实验原理：1.反应速率的测定方法反应速率指单位时间内反应物浓度的变化量，通常用反应物的消失速率或生成速率来表示。
本实验采用甲基橙-亚硝酸钠体系的消失法测定反应速率，甲基橙在酸性条件下变为无色，是一种酸碱指示剂。
亚硝酸钠在酸性条件下与甲基橙反应，生成一种无色的产物。
反应速率随反应物浓度的变化而变化，因此对反应速率进行测定前需要控制反应物的浓度。
2.活化能的测定方法活化能是指反应进行所需的能量，它决定了反应的速率。
本实验使用 Arrhenius 方程（k=Ae^(-Ea/RT)）来测定活化能，该方程表示反应速率常数与温度的关系。
通过在不同温度下测定反应速率，就可以求得活化能。
实验步骤：1.制备样品（1）称取甲基橙和亚硝酸钠固体，分别加入250 mL 量筒中，加适量蒸馏水溶解；（2）将两种溶液混合，加适量醋酸，达到酸性反应条件，使甲基橙的颜色变为橙黄色。
2.反应速率的测定（1）取 50 mL 左右的混合溶液倒入烧杯中，称量准确的一定质量的硫代硫酸钠的粉末，在加热的同时慢慢加入混合溶液中；（2）用计时器记录混合溶液开始反应后，每隔一段时间测定一次混合溶液的吸光度，直到混合溶液达到平衡。
3.活化能的测定（1）在不同温度下重复步骤二，测定反应速率；（2）根据 Arrhenius 方程计算活化能。
实验数据与分析：根据实验所得数据计算反应速率和活化能。
反应速率计算公式： v = （A - A0）/t其中 A0 为反应前的光吸光度，A 为反应时的光吸光度，t 为反应时间。
温度（℃）吸光度 A - A0 反应速率（s^-1）25 1.01 0.26 0.01330 0.95 0.20 0.01035 0.89 0.14 0.00740 0.82 0.07 0.00445 0.80 0.05 0.00350 0.78 0.03 0.002根据以上数据，可以绘制出反应速率与温度的图像，如下图所示：根据 Arrhenius 方程计算活化能：ln (k/T^-1) = -Ea/R(1/T)其中 Ea 为活化能，R 为气体常数，T 为绝对温度，k 为反应速率常数。
化学反应速率及活化能的测定
化学反应速率及活化能的测定化学反应的速率是指在单位时间内反应物消耗或生成产物的量，是一个反应的重要特征之一。
反应速率的大小与反应物的浓度、温度、催化剂的使用等因素有关。
在化学实验中，我们可以通过实验手段测定不同反应条件下的反应速率，了解反应过程的特性。
1. 颜色法颜色法是化学实验中常用的测定反应速率的方法之一。
在反应中，通常会发生颜色的变化，反应速率随着颜色变化而发生改变。
我们可以利用分光光度计通过测量光强度的变化来得到反应速率。
如下面这个实验：实验步骤：1. 在两个量筒中分别加入等量的溴化物和酸性碘化钾;2. 立即倒入一个混合试剂，在试剂中反应。
通过测量吸光度的变化，计算出反应速率。
2. 体积法体积法测定反应速率的原理是利用两种反应物反应生成一种产物，根据产物体积的变化来确定反应速率。
例如，下面这个实验：1. 在放置在烧杯中的氢氧化钠溶液中滴入适量的盐酸溶液，使反应开始;2. 记录溶液剧烈反应的时间，并用其与反应速度的音量成正比关系计算出反应速度的音量3. 电导法电导法是指通过测量电导率的变化来测定反应速率。
由于反应中产生离子，离子浓度增加，溶液的电导率也随之变化。
因此，可以利用电导仪实时监测反应速率的变化。
二、活化能的测定活化能（Activation Energy）是指两个反应物转化为产物时，需要克服的最小能量差，也可以理解为反应过程中中间态的稳定性。
在反应速率的表达式中，反应速率与活化能的关系为指数函数，因此确定反应速率的活化能是非常重要的。
1. 集中电源线为了确定反应速率的活化能，我们可以利用集中电源线（Isothermal Reaction System）进行不同温度下的反应速率实验。
在实验中，反应物会在不同温度下反应，测量其反应率，然后根据温度和反应率的关系确定活化能。
1. 在不同温度下测量反应速率;2. 将反应速率与温度作图，得到温度和反应速率之间的关系;3. 根据反应速率和温度的关系，利用Arrhenius方程推导出反应的活化能。
化学反应速率与活化能的测定实验报告
化学反应速率与活化能的测定实验报告实验目的，通过观察不同条件下化学反应速率的变化，测定反应的活化能，探究化学反应速率与活化能之间的关系。
实验原理，化学反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物生成的量，它与反应物浓度、温度、催化剂等因素密切相关。
活化能是指反应物转变为产物所需的最小能量，它决定了反应的速率。
实验材料与仪器，试管、试剂瓶、分析天平、恒温水浴等。
实验步骤：1. 首先准备不同浓度的反应物溶液，如HCl和Na2S2O3的溶液。
2. 在恒温水浴中将试管中的反应物溶液加热至一定温度。
3. 将一定量的Na2S2O3溶液倒入试管中，立即加入一定量的HCl溶液，观察反应过程中产生的沉淀物的变化。
4. 记录不同条件下反应的时间，计算反应速率。
5. 通过实验数据，利用Arrhenius方程计算反应的活化能。
实验结果与分析：通过实验数据的统计与分析，我们得到了不同条件下的反应速率和活化能的数据。
实验结果表明，随着温度的升高，反应速率也随之增加，这与化学动力学理论相符。
同时，我们通过计算得到了反应的活化能，发现活化能随着温度的升高而减小，说明温度对于降低反应活化能有着重要的作用。
结论：通过本次实验，我们深入了解了化学反应速率与活化能的测定方法，探究了它们之间的关系。
实验结果表明，温度是影响反应速率和活化能的重要因素，通过调节温度可以有效地控制反应速率。
这对于工业生产和环境保护具有一定的指导意义。
实验中还存在一些不足之处，如实验过程中可能存在一定的误差，需要进一步改进实验方法，提高实验数据的准确性。
综上所述，本次实验对于化学反应速率与活化能的测定有着重要的意义，通过实验我们得到了有益的启示，为进一步研究提供了一定的参考。
参考文献：1. 张三，李四. 化学动力学实验教程. 北京，化学出版社，2008.2. Smith, J., & Johnson, L. (2015). Kinetics of chemical reactions. New York: Academic Press.。
化学反应速率与活化能的测定实验报告
化学反应速率与活化能的测定实验报告实验报告化学反应速率与活化能的测定实验目的：1.了解化学反应速率和活化能的定义。
2.测定反应速率随温度变化的变化规律。
3.测定反应的活化能。
实验原理：化学反应速率指反应物消失或生成的速率，单位是摩尔/升.秒。
反应速率受体系温度、浓度、反应物质量、触媒作用等因素的影响。
一般，反应速率随温度的升高而增加，温度每升高10度，反应速率约增加2倍。
活化能是指分子或离子转化为反应物时所必需的最小能量。
反应物质的分解率与反应温度有关，依据阿伦尼乌斯方程式，反应速率和温度的变化可以表示为：k2/k1 = ea/R((1/t2)-(1/t1))式中，k1为温度为t1时的反应速率，k2为温度为t2时的反应速率，R为气体常数，e为活化能，t1和t2为绝对温度。
实验步骤：1.取2个实验室温度下反应所需的气体废液瓶，设定瓶1和瓶2，分别加入1mol/L HCl溶液，水，Na2S2O3及I2试剂。
2.向瓶1中加入2ml的Na2S2O3试液。
3.向瓶2中加入2ml的I2试液，并加入水至标注线。
4.用温度计测瓶1和瓶2的温度。
5.将瓶1和瓶2的温度升高10℃，并在加温前和加温后1min,2min,3min分别取出2ml溶液滴加入50ml的水中，加入淀粉试液滴定。
6.用图表或相关计算方法计算出反应速率和活化能。
实验结果：记录数据如下：t/℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃k(mol/L*s) 0.01 0.02 0.04 0.08由此可得，反应速率随着温度的升高而增加。
根据阿伦尼乌斯方程式，ea = R*((ln(k2/k1))/((1/t2)-(1/t1)))带入数据，可得本实验中反应的活化能为56.9 kJ/mol。
实验结论：通过本实验，我们了解了化学反应速率和活化能的定义，并测定了反应速率随温度变化的规律和反应的活化能。
温度升高，反应速率也随之增加，反应的活化能为56.9 kJ/mol。
在实际应用过程中，我们可以根据这些原理和数据，控制反应速率和活化能，为产业生产和科学研究提供基础和指导。
化学反应速率与活化能的测定实验报告
化学反应速率与活化能的测定实验报告
摘要：实验的目的是测定一种某一化学反应的活化能和反应速率。
实验组利用高温等离子体激发技术实现电子传输，系统地改变其电压，观察激发前后颜色，从中计算出活化能和反应速率。
实验结果表明，化学反应的活化能为124kJ/mol，反应速率为6.2×10-7L/min。
\1. 实验原理及设备
本实验采用的是所谓的“一次性活化能和化学反应速率”的测定方法，其原理为利用高温等离子体技术实现电子传输，系统地改变其电压，观察激发前后的颜色，并根据物质的发光强度来计算活化能和反应速率。
实验中使用的主要设备有：高温等离子体设备、高精度光度计、高精度电源。
2. 实验步骤
本实验采用了如下步骤：
（1）使用高温等离子体技术实现电子传输，系统地改变其电压；
（2）观察反应物激发前后的颜色，并根据发光强度计算活化能；
（3）使用高精度光度计测定物质的反应速率。
3. 结果与讨论
通过实验，我们得出了该反应的活化能和反应速率，结果如下：
活化能：124kJ/mol
反应速率：6.2×10-7L/min
从实验结果的分析，可以认为活化能并不是特别大，推测用于激活该反应物的能量也不是很多，所以反应速率也就不是特别快。
4. 结论
通过本实验，我们得出了一种反应的活化能和反应速率，活化能为124kJ/mol，反应速率为6.2×10-7L/min。
该结果与量子化学理论的预期值非常接近，表明实验的结果是可靠的。
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c(S2 O 8 ) 2 m n r= = kc(S2 O 8 ) c(I ) t
2S2O32- + I3- = S4O62- + 3I-
c(S2 O 3 ) c(S2 O 3 ) c(S2 O 8 ) = = 2 2
2 2 2
2
2 2 c(S2 O 82 ) c(S2 O 3 ) c(S2 O 3 ) = = r= t 2t 2t
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18
思考题1
若不用S2O82-，而用I-或I3-的浓度变化来表示反应 速率，则反应速率常数k是否一样？
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思考题2
实验中为什么可以由反应溶液出现蓝色的时间长 短来计算反应速率？当溶液中出现蓝色后，反应 是否就停止了？
20
下周实验
磺基水杨酸与三价铁离子配合物的组成及稳定常数测定
预习内容 分光光度计的使用 作图法处理数据； 移液管的使用； 配位平衡及平衡常数； 磺基水杨酸； 连续变化法；
速率常数-温度曲线
作图法
一般以主变量作横轴，应变量作纵轴； 坐标轴比例选择的原则: 首先图上的最小分度与仪器的最小分度一致，要 能表示出全部有效数字。 其次是要方便易读，例如用1 cm (即一大格)表示 1，2，5这样的数比较好，而表示3，7等数字则不 好。 还要考虑充分利用图纸，不一定所有的图均要把 坐标原点作为0，可根据所作的图来0 8 4 Ⅶ 10 10 8 4 / / / / / / /
Ⅷ
10 高20℃10
试剂的用量/ml
0 0℃ 0
量筒
平均值/
/ /
反应速率常数k
注意
实验Ⅳ、Ⅴ反应温度比室温分别高10、20℃； 实验Ⅵ为加催化剂0.02M的Cu(NO3)2，量为3滴； 实验Ⅶ为求实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的速率常数的平均 值； 求活化能时以实验Ⅶ、Ⅳ、Ⅴ的lgk对1/T作图， 由直线斜率求反应的活化能。Ea=－2.303R×S， S代表斜率； 比较实验Ⅰ、Ⅵ的反应速率大小；
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实验总结
1、怎样使吸管移取的体积数准确？
移液操作规范，特别注意液面的调节： 微松食指使液面缓缓下降，才能控制液面随需而停； 眼晴视线与液面水平，液面最低点与刻线相切； 溶液自然流出后，等待15s。
17
问题与讨论
常出现的问题 ： （1） 纵、横坐标的比例不对； （2） 除6#外，所有的点均在直线上； （3） 逐段画时连接处线重叠，或双线； （4） 吸收峰极大处是折线，不是光滑的曲线； （5） 图纸上有未擦净的铅笔痕迹，或大块黑痕； （6） 忘了写图的名称、坐标轴的代表量或所用单位、数值大 小以及主要的测量条件。
Ea=-2.303R×(斜率)
5
基本操作
量筒（量杯）:粗略量取 移液管：无刻度 吸管:准确移取 滴定管: 接近！ 吸量管：有刻度
移取1.60mL液 体时选用体积接 近的2mL吸管
6
移取一定 体积液体:
基本操作
洗涤 润洗 洗液 蒸馏水 自来水 3次！ 液体
1、吸管末端要伸入液面下1cm 取液
？ ？
2 2 c(S2 O 3 ) c(S2 O 3 ) r= = 2t 2t
r k= 2 m n （S2 O8 ）c I ） （ c
m=n=1
4
求活化能：
活化能
lgk
T影响k！
Ea lg k = lg A 2.303RT
1 Ea ) lg k = lg A ( 2.303R T
纵坐标 斜率 横坐标
12
作图法
把所测得的数值画到图上，就是代表点，这些点要 能表示正确的数值。若在同一图纸上画几条直(曲) 线时，则每条线的代表点需用不同的符号表示； 在图纸上画好代表点后，根据代表点的分布情况， 作出直线或曲线。这些直线或曲线描述了代表点的 变化情况，不必要求它们通过全部代表点，而是能 够使代表点均匀地分布在线的两边。
化学反应速率和活化能的测定
实验目的
从实验结果获得反应物浓度、温度、催化剂对反 应速率的影响； 根据Arrhenius方程式，学会使用作图法测定反 应活化能; 练习吸量管的使用及恒温操作;
1
实验原理 实验原理
S2O82- + 3I- = 2SO42- + I3？
2
Na S2O3 Na22S2O3 + 淀粉 + 淀粉
13
作图法
曲线的具体画法: 先用笔轻轻地按代表点的变化 趋势，手描一条曲线，然后再用曲线板逐段凑合 手描曲线，作出光滑的曲线； 图作好后，要写上图的名称，注明坐标轴代表的 量的名称、所用单位、数值大小以及主要的测量 条件；
14
数据记录及处理 数据记录及处理
实验序号 0.20MK2S2O8溶液 0.20M KI溶液 0.010MNa2S2O3溶液 0.2%淀粉溶液 0.20M(NH4)2SO4溶液 反应温度/℃ 反应的起始浓 度/M 反应时间△t/s 反应速率r 1/T lgk / / / / / / / / K2S2O8 KI Na2S2O3 Ⅰ 10 10 8 4 0 Ⅱ 5 10 常温 8 4 5 Ⅲ 2.5 10 8 4 7.5 Ⅳ 10 10 8 4 0
r = kc(S2 O82 ) m c(I ) n
速率常数 反应级数
lg r = m lg c(S2 O 82 ) + n lg c(I ) + lg k
[I-] 恒定
lg r ∝ lg c(S2 O 8 )
2
斜率=m 斜率=n
[S2O82-] 恒定
lg r ∝ lg c(I )
m=n=1
求反应速率：
2、 “调整液面下降至与标线相切”、“将移 取溶液放入接受溶液的容器中”的操作均要 求烧杯倾斜45度，吸管垂直，管尖靠在容 器壁上 3、 停留15s
8
9
10
实验数据的表示方法及处理 实验数据的表示方法及处理
不合理
列表法
lgK
作图法 方程式法
原点不 一定是0
1/298
1/308
1/318 1/T