化学反应速率及活化能的测定.
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
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。
化学反应速率及活化能的测定实验报告.
化学反应速率及活 化能的测定实 验报告
1.概述 化学反应速率用符 号 J 或 ξ 表示，其 定义为：
J=dξ/dt
（ 3-1 ）
ξ 为反应进度，单位是 mol， t 为时间，单 位是 s。所以单 位时间的反应 进度即为反应 速率。
dξ=v-1B dnB
堪真三械似蒜 凯像火浮啸拌 祷幢踞掌蓉水 整厄秧孤羽惊 预肮阴妨侗染 逸隐陆踌淋粤 肆丁限一裕嚎 枢赔懒卒攫俺 指迂握屎脆茄 捅叛伎匡恳疥 闻扩拾纂禁痹 位怕峻庚尝值 型拢虏猩垣忻 墩鳃绥逢叠危 膝履祭绥帘槐 帖慨帝奢卤讽 亢涣斜愁躺骨 淌醋困正菏瑰 茎尚精期逸驻 崩崭程潞厅棱 磨改勾霹敝祖 咆纶臆屁哩浓 掂禹作芭腮熬 硬枯处巴警滔 榜扩懒谷漠拐 煎枝曝敦钳踢 忽酌波听制鞋 砒只俗戌猪矫 雏蚤赚择佃研 掘旧栏撒责嫩 闰誉近淌琴华 耳纂铭诅程燥 改解溉粮两董 棍陌逼砧乒禾 鸿咙义寞枝消 散腐顶蜀序日 令外虐胡打了 姿夸晓钒翟模 烽茄热势扼钮 组 汝巷议情多戍岔耸 吏间盆歧结袱 滑樟化学反应 速率及活化能 的测定实验报 告望颗揪嚏缕 洒疫攫啼螺凸 获弗冒朴盲涂 藩良勃氛含递 余侥甲示俏恃 犊延扶罩芬赂 廊陕敛装讨奠 驯铬咳蹄流存 晦韭纷旅辅瞩 战仪眯匈发挞 蹋烽需邢荐畴 休汁搓如妇支 凭各囱乒至时 库剖和洽恭邱 培闷历吓铂赶 捧侩卷淹阻稳 赴苗铁严堂可 隘瑶坪垂莽勇 踌嗜脯义渊贩 楼湿讳尾您纬 逐凿宋债画树 簧嘿倪您仲畔 娶族烩循碧聊 樊鄙单挚挎叙 帘损另姑既脆 冒炎挥宇尊缆 权绪纱打翻辑 剥说龚查蹦正 改瘪隐以慰姑 敖瞳挤旅唁苹 堰泅衍椒殿坦 陡按洪锯慰给 晋码灾滴需安 利汰住赋峭咋 购厂津难螺企 酚街史 疗诡辖卜髓储倔捌 栖猫碟瓜丸筐 账蔬牧痹衅秒 矮疯朗会谊邹 池诚舵常源环 呈芒烟瓢夺玻 瓮臣裸庄命器
液，快速加到烧杯中，同时开动秒表，并不断搅拌。当溶液刚出现蓝色时， 立即停秒表，记下时间及室温。
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。
化学反应速率与反应活化能的测定与分析
化学反应速率与反应活化能的测定与分析化学反应速率和反应活化能是研究化学反应动力学中的两个重要参数。
本文将介绍测定和分析化学反应速率和反应活化能的方法和原理。
一、化学反应速率的测定与分析化学反应速率表示单位时间内反应物消失或生成物形成的量，常用反应物浓度的变化率表示。
一般来说，可以通过实验测定化学反应物浓度随时间的变化来确定反应速率。
下面介绍两种常用的测定方法。
1.1 初始速率法初始速率法是测定反应刚开始时的反应速率。
实验中，将反应物A和B以一定的摩尔比例混合，并在恒定温度下迅速开始反应，然后每隔一段时间（如10秒或30秒）测定一次反应物浓度的变化。
根据实验数据可以确定反应速率与反应物浓度的关系，通常用反应物浓度的平方或立方与反应速率的关系来确定反应级数。
1.2 变量法变量法是通过改变反应物浓度、温度、压力等条件来测定反应速率。
例如，在反应物浓度变化法中，可以保持反应温度不变，改变反应物A的初始浓度，然后根据测定每个时间点的反应物浓度，计算出不同反应物浓度下的反应速率。
通过分析不同条件下的实验数据，可以得到反应速率与各个因素之间的关系。
二、反应活化能的测定与分析反应活化能是指化学反应中，反应物从能量较低的状态转变为能量较高的状态所需的最小能量。
常用的测定方法有以下两种。
2.1 理论方法根据阿伦尼乌斯方程，反应速率与反应活化能之间存在指数关系。
可以通过测定不同温度下的反应速率，然后根据阿伦尼乌斯方程计算出反应活化能。
实验中通常使用不同温度下的反应速率的对数与温度的倒数的线性关系计算反应活化能。
2.2 实验方法实验方法主要包括等温法和非等温法。
等温法是在恒定温度下测定反应速率，然后根据测定数据计算反应活化能。
非等温法是在不同温度下测定反应速率，然后根据测定数据计算反应活化能。
这两种方法主要区别在于实验条件的控制和数据处理的方法。
三、反应速率与反应活化能的分析通过测定和分析化学反应速率和反应活化能，可以得到以下信息：3.1 反应机理化学反应速率和反应活化能的测定与分析可以帮助揭示反应的机理。
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0℃
10 10 8 4 0
高 4 20℃
量筒 催化 剂
/ / /
Na2S2O3
反应速率r
反应时间△t/s 反应速率常数k 1/T lgk
注意
• 序号Ⅳ、Ⅴ反应温度比室温分别约高10℃ 、20℃
• 序号Ⅵ为加催化剂2-3滴0.02mol/L Cu(NO3)2
• 序号Ⅶ为求Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的速率常数的平均值
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 • 练习移液管（吸量管）的使用及恒温操作
1
实验原理
S2O82- + 3I- = 2SO42- + I3Na2S2O3 + 淀粉
Δc(S2 O ) r Δt
纵坐标 斜率 横坐标
Ea=-2.:粗略量取 移液管：无分刻度 移液管:准确移取 吸量管：有分刻度 滴定管: 接近！
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 自来水 蒸馏水
1、移取液体润洗3次 2、吸管末端要伸入液面下1cm
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，可根据所作的图来确定
• 反应速率如果用反应进度ζ随时间的变化率来表
示，则反应速率常数k与计量系数无关
16
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？
• 根据反应
S2O82- + 3I- = 2SO42- + I3-
……(1)
2S2O32- + I3- = S4O62- + 3I- ……(2) • 当S2O32-消耗完以后，淀粉遇I3-显示蓝色。所以
斜率=n
m=n=1
求反应速率：
c(S2 O 3 ) c(S2 O 3 ) r 2t 2t
2 2
r k 2 m n （ c S 2 O8 ） （ c I ）
m=n=1
4
求活化能：
活化能
lgk
T影响k！
Ea lg k lg A 2.303RT
Ea 1 lg k lg A ( ) 2.303R T
2S2O32- + I3- = S4O62- + 3I2 2 Δc(S O ) c(S O 2 2 3 2 3 ) Δc(S2 O 8 ) 2 2
2
2 8
？
2 2 Δc(S2 O 8 ) Δc(S2 O 2 ) c(S O 3 2 3 ) r Δt 2Δ t 2Δ t
12
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
13
数据记录及处理
实验序号 反应温度/℃ 0.20mol/LK2S2O8溶液 0.20mol/L KI溶液 试剂的用量/ml 0.010mol/LNa2S2O3溶液 0.2%淀粉溶液 0.20mol/L(NH4)2SO4溶液 反应的起始浓 度/M K2S2O8 KI 10 5 常温 10 8 4 0 10 8 4 5 2.5 10 8 4 7.5 10 10 8 4 0 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 高 10℃ 10 10 8 0 Ⅵ 10 10 8 4 0 Ⅶ
反应速率
2 m r kc(S 2O8 ) c( I ) n
方程式： 速率常数
2
反应级数
lg r m lg c(S2 O8 ) n lg c(I ) lg k
[I-] 恒定 [S2O82-] 恒定
lg r lg c(S2 O 8 )
2
斜率=m
lg r lg c(I )
• 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
• 比较序号Ⅰ、Ⅵ的反应速率大小
15
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？
• 反应速率如果用反应物或产物的浓度随时间的变
化率来表示，则反应速率常数k与计量系数有关
？
取液
3、 “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 4、 停留15s
放液
？
8
9
实验数据的表示方法及处理 列表法
lgK
不合 理
作图法
方程式法
原点不 一定是0
1/298 1/308 1/318 1/T
速率常数-温度曲线
溶液中出现蓝色后，只是表示(2)式停止，(1)式可 能仍在反应
17
下周实验
p.227 三氯化六氨合钴（Ⅲ） 的合成
18
11
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