化学反应速率与活化能的测定实验报告

姓名    班级     试验时间      

第  室   号位 指导教师      

实验目的

1．    了解浓度、温度及催化剂对化学反应速率的影响。

2．    测定（NH₄）₂S₂O₈与KI反应的速率、反应级数、速率系数和反应的活化能。

实验原理

（NH₄）₂S₂O₈和KI在水溶液中发生如下反应：

S₂O₈^2-(aq)+ 3I^-(aq) ＝  2SO₄^2- (aq)+ I₃^-(aq)     （1）

这个反应的平均反应速率为

= -  =

式中： ── 反应的平均反应速率；

 ── 时间内的浓度变化；

， ── ，的起始浓度；

 ── 该反应的速率系数；

 ──反应物，的反应级数，为该反应的总级数。

为了测出在一定时间（）内S₂O₈^2-的浓度变化，在混合(NH₄)₂S₂O₈和KI溶液的同时，加入一定体积的已知浓度的Na₂S₂O₃溶液和淀粉，这样在反应（1）进行的同时，还有以下反应发生：

2S₂O₃^2- (aq) + I₃^－(aq)══ S₄O₆^2-(aq) + 3I^-(aq)          （2）

由于反应（2）的速率比反应（1）的大得多，由反应（1）生成的I₃^－会立即与S₂O₃^2-反应生成无色的S₄O₆^2-和I^-。这就是说，在反应开始的一段时间内，溶液呈无色，但当Na₂S₂O₃一旦耗尽，由反应（1）生成的微量I₃^－就会立即与淀粉作用，使溶液呈蓝色。

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实验六化学反应速率和活化能的测定——Chemlab软件模拟

一、实验目的

1、 了解虚拟化学实验室Corel Chemlab软件的功能和使用。

2、 模拟氧化-还原反应过程，推导反应速率方程并计算反应的活化能，研究浓度和温度对化学反应速率的影响。

二、实验原理

Corel ChemLab是一款免费软件，在化学实验中主要有以下功能：

（1）提供30多个预设实验；（2）提供化学活动课的基本实验和气体实验平台；（3）可做自主设计性、探究性的实验；（4）提供常见化学分子的三维演示；（5）提供各化学元素的基本信息。

双击Corel ChemLab可执行文件图标，进入Corel ChemLab虚拟化学实验室界面，图1为实验室界面，包含以下主要内容：

图1  Corel ChemLab实验界面

（1）实验操作台。中间是实验操作台，台上有烧杯、酸度计、滴定管和水龙头；台下面有四个实验柜，里面放有备用烧杯和一些化学药品。当鼠标移动到这些器具上，指针变成手形状时，点击便可使用它们。使用烧杯时，右键点击烧杯会出现一个菜单，上面有“装料”、“显示体积”、“快流”或 “慢流”等操作，可装入溶液、显示溶液体积和控制溶液的倒出速度。

（2）壁橱。右后方墙壁上有一个四层壁橱，从上向下依次放有电炉和电子称；实验指导书、防护眼镜和滴管；五瓶酸碱指示剂，分别是酚酞，百里酚蓝，甲基橙，甲基紫和溴酚蓝；放射物检测仪。用鼠标点击或者拖拽可以使用它们或者将它们移动到实验台上。

（3）其他内容。墙壁上还有温度计和元素周期表；地上有废液回收瓶和冰浴槽；最左边有“退出”按钮，最右边有“菜单”按钮和“气体实验室”按钮。用鼠标点击就起作用，操作非常方便。

化学动力学主要研究化学反应的速率，研究反应条件（例如浓度、压力、温度、催化剂等）与反应速率的关系，揭示反应机理，是化学学科的重要组成。动力学实验需要严格监测反应时间和反应过程，由于观察反应终点和手动计时的误差较大，实验结果不理想。采用计算机模拟不仅能提高准确度，还能通过数据处理获得更直观的动力学相关参数。本实验利用Corel chemlab软件模拟氧化-还原反应体系的反应过程，研究反应速率的影响因素、计算反应速率常数和活化能等参数。通过实例分析该软件在化学动力学实验中的应用特点，为其在化学信息化方面的应用提供理论依据。

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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^-1_Bdn_B　　　　　 （3-2）

将式（3-2）代入式（3-1）得：

J=v^-1_Bdn_B/dt

式中n_B为物质B的物质的量，dn_B/dt是物质B的物质的量对时间的变化率，v_B为物质B的化学计量数（对反应物v_B取负值，产物v_B取正值）。反应速率J总为正值。J的单位是mol·s^-1。

 

根据质量作用定律，若A与B按下式反应：

aA＋bB→cC＋dD

其反应速率方程为：

J=kc_a（A）c_b（B）

k为反应速率常数。

a＋b=n

n为反应级数。n=1称为一级反应，n=2为二级反应，三级反应较少。反应级数有时不能从方程式判定，如：

2HI→I₂＋H₂

看起来是二级反应。实际上是一级反应，因为

HI→H＋I（慢）

HI＋H→H₂＋I（快）

I＋I→I₂（快）

反应决定于第一步慢反应，是一级反应。从上述可知，反应级数应由实验测定。

反应速率的测定

测定反应速率的方法很多，可直接分析反应物或产物浓度的变化，也可利用反应前后颜色的改变、导电性的变化等来测定，如：

 

可通过分析溶液中Cl^-离子浓度的增加，确定反应速率，也可利用反应物和产物颜色不同，所导致的光学性质的差异进行测定。从上式还可以看到，反应前后离子个数和离子电荷数都有所改变，溶液的导电性有变化，所以也可用导电性的改变测定反应速率。概括地说，任何性质只要它与反应物（或产物）的浓度有函数关系，便可用来测定反应速率。但对于反应速率很快的

 

本实验测定（NH₄）₂S₂O₈（过二硫酸铵）和KI反应的速率是利用一个

 

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实验7 化学反应速率与活化能

一、实验目的

1.了解实验原理，测定过二硫酸铵与碘化钾反应的反应速率，计算反应级数、反应速率常数及反应的活化能；

2.掌握浓度、温度及催化剂对化学反应速率的影响；

3.学习实验数据的处理方法。

二、实验原理

在水溶液中，(NH₄)₂S₂O₈和KI发生以下反应：

S₂O₈^2- + 3I^- → 2SO₄^2-+ I₃^-                                    (1)

这个反应的平均反应速率可用下式表示:

式中Δc(S₂O₈^2-)为Δt时间内S₂O₈^2-浓度的变化,a、b为反应级数，k为反应速率常数。为了测定(NH₄)₂S₂O₈（过二硫酸铵）和KI反应的速率，也就是测定一定时间间隔Δt内S₂O₈^2-浓度的变化Δc(S₂O₈^2-)，可以利用 “记时反应”来实现。在将(NH₄)₂S₂O₈溶液和KI溶液混合时，同时加入一定体积的已知浓度的Na₂S₂O₃溶液和淀粉溶液。当S₂O₈^2-离子与I^-离子反应产生I₃^-离子时，它立即与S₂O₃^2-反应：

2S₂O₃^2- + I₃^- → 2S₄O₆^2-+ 3I^-                                    (2)

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实验  化学反应速率与活化能

一、实验目的

1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。

2.测定过二硫酸铵与碘化钾反应的速率，并计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。

二、实验原理：

在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾反应为：

        (NH₄)₂S₂O₈ + 3KI === (NH₄)₂SO₄ + K₂SO₄ + KI₃

其离子反应为：     S₂O₈^2- + 3I^- === SO₄^2- + I₃^-         （1）

反应速率方程为：   

式中r是瞬时速率。若、是起始浓度，则r表示初速率(v₀)。在实验中只能测定出在一段时间内反应的平均速率。

在此实验中近似地用平均速率代替初速率：

为了能测出反应在△t时间内S₂O₈^2-浓度的改变量，需要在混合(NH₄)₂S₂O₈ 和KI溶液的同时，加入一定体积已知浓度的Na₂S₂O₃溶液和淀粉溶液，这样在（1）进行的同时还进行着另一反应：

2S₂O₃^2- + I₃^- === S₄O₆^2- + 3I^-            （2）

此反应几乎是瞬间完成，（1）反应比（2）反应慢得多。因此，反应（1）生成的I₃^-立即与S₂O₃^2-反应，生成无色S₄O₆^2-和I^-，而观察不到碘与淀粉呈现的特征蓝色。当S₂O₃^2-消耗尽，（2）反应不进行，（1）反应还在进行，则生成的I₃^-遇淀粉呈蓝色。

从反应开始到溶液出现蓝色这一段时间△t里，S₂O₃^2-浓度的改变值为：

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  《工程化学实验》教案

化学反应速率与活化能的测定

实验目的

1．      了解浓度、温度及催化剂对化学反应速率的影响。

2．      测定（NH₄）₂S₂O₈与KI反应的速率、反应级数、速率系数和反应的活化能。

实验原理

（NH₄）₂S₂O₈和KI在水溶液中发生如下反应：

S₂O₈^2-(aq)+ 3I^-(aq) ＝  2SO₄^2- (aq)+ I₃^-(aq)     （1）

这个反应的平均反应速率为

= -  =

式中： ── 反应的平均反应速率；

 ── 时间内的浓度变化；

， ── ，的起始浓度；

 ── 该反应的速率系数；

 ──反应物，的反应级数，为该反应的总级数。

为了测出在一定时间（）内S₂O₈^2-的浓度变化，在混合(NH₄)₂S₂O₈和KI溶液的同时，加入一定体积的已知浓度的Na₂S₂O₃溶液和淀粉，这样在反应（1）进行的同时，还有以下反应发生：

2S₂O₃^2- (aq) + I₃^－(aq) ══ S₄O₆^2-(aq) + 3I^-(aq)          （2）

由于反应（2）的速率比反应（1）的大得多，由反应（1）生成的I₃^－会立即与S₂O₃^2-反应生成无色的S₄O₆^2-和I^-。这就是说，在反应开始的一段时间内，溶液呈无色，但当Na₂S₂O₃一旦耗尽，由反应（1）生成的微量I₃^－就会立即与淀粉作用，使溶液呈蓝色。

由反应（1）和（2）的关系可以看出，每消耗1mol S₂O₈^2- 就要消耗2 mol 的S₂O₃^2-，即

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实验七  化学反应速率、活化能的测定

实验目的

1.了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。

2.练习恒温水浴操作。

实验原理

水溶液中(NH₄)₂S₂O₈ 和KI的氧化还原反应为复合反应：

从不同浓度下测得反应速率，就可计算出该反应的反应级数m和n。

实验内容

1.浓度对反应速率影响，求反应级数（m=? 和n=?）

2．温度对反应速率的影响求活化能

实验纪录

1.浓度对反应速率影响，求反应级数。

 2．温度对反应速率的影响求活化能

实验思考

1.由反应方程式能否确定反应级数？为什么？试用本实验结果说明之。

2.对Na₂S₂O₃用量过多或过少对实验结果有何影响？

3.2和3号中添加不同量的(NH₄)₂SO₄溶液，在实验4和5中添加不同量KNO₃溶液用意何在？如何选择添加试剂？

4.若不用S₂O₈^2- 而改用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？

5.下列操作情况对反应结果有何影响？

(1)先加(NH₄)₂S₂O₈溶液，后加KI溶液。  (2)慢慢加入(NH₄)₂S₂O₈溶液。

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