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多媒体课堂

无机化 学 实验 多 媒 体 教 学. 多媒体课堂. 基础实验教学中心化学实验室制作. 多媒体课堂. 实验七、化学反应速率与活化能. 实 验 目 的. 实验内容. 实 验 原理. 实验数据. 实 验 用品. 实 验 习题. 多媒体课堂. 实验目的. 了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。 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。. 多媒体课堂. 实验原理.

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Presentation Transcript

  1. 无机化 学 实验 多 媒 体 教 学 多媒体课堂 基础实验教学中心化学实验室制作

  2. 多媒体课堂 实验七、化学反应速率与活化能 实 验 目 的 实验内容 实 验 原理 实验数据 实 验 用品 实 验 习题

  3. 多媒体课堂 实验目的 • 了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。 • 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。

  4. 多媒体课堂 实验原理 • 任何物质只要它与反应物或产物的浓度有函数关系,即可用来测定反应速率. • 化学反应的快慢可由活化能的大小来判断. • 在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应: • 离子反应方程式为： • 慢反应 • 快反应 • 反应式(2)是快反应,瞬间完成。

  5. 多媒体课堂 硫代硫酸钠与溶液中的I3-发生快反应: 因此,由反应(1)生成的I3-立即与S2O32-反应,生成无色的S4O62-和I-. 所以在反应的开始阶段看不到碘与淀粉反应的特有蓝色.但是一但Na2S2O3耗尽,反应(1)生成的I3-就与淀粉反应而呈现出特有的蓝色. • 从反应式（1）和（2）可以看出： • 当S2O82－消耗的量为S2O32-减少量的一半， • 所以S2O82－在△t时间内减少的量可以从下式求得: • △C S2O82－ = C S2O32－/2

  6. 多媒体课堂 实验中,通过改变反应物S2O82－和I－的初始浓度测定: • 消耗等量的S2O82－的物质的量浓度△C S2O82－所需要的不同的时间间隔(△t），计算可得到反应物不同初始浓度的初速率，进而确定该反应的微分速率方程和反应速率常数。起始速度 。K是反应速率常数,（m+n）是反应级数。 • 实验测定在△t时间内[S2O82－]△t △ [S2O82－] • 反应的平均速率 • 在t时间反应速度V变化很小： V≈V’

  7. 多媒体课堂 活化能的计算 • 反应速率常数k与反应温度T有以下关系：lgK = - Ea/2.303RT + A • 测得不同温度下的一系列速率常数(K)值, • 以lgK对 1/T作图, • 直线的斜率为: - Ea/2.30R • 直线的截距为:A • R为气体常数(8.314J.K.mol-1) • 计算活化能:Ea

  8. 多媒体课堂 实验用品 仪器、材料 液体药品

  9. 多媒体课堂 1 .仪器和材料 • 仪器：烧杯、大试管、量筒、秒表、温度计 • 材料：冰 返回

  10. 多媒体课堂 2.液体药品 • aq1.(NH4)2 S2O8（0.20mol·L－1） • aq2.KI（0.20mol·L－1） • aq3.Na2S2O3（0.010mol·L－1） • aq4.淀粉溶液（0.4 %） • aq5.KNO3（0.20mol·L－1） • aq6.(NH4）2 SO4（0.20mol·L－1） • aq7.Cu（NO3）2（0.20mol·L－1） 返回

  11. 多媒体课堂 实验内容 基本操作 课堂练习

  12. 多媒体课堂 基本操作 量筒的使用 秒表的使用

  13. 多媒体课堂 秒表简介（操作演示） 分针 • 秒表是准确测量时间的仪器. • 计数: • 1.秒针(长针)转一周为60(或30)s, • 2.分针(短针)转一周为30（或15)min. • 3.柄头作用旋紧发条, • 控制表的起动和停止. • 4.可读准到0.01s. 秒针 返回

  14. 多媒体课堂 实验内容 C-V T-V 催化剂-V

  15. 多媒体课堂 一、浓度对化学反应速率的影响(试剂用量减半) 实验内容（2人一组） • 取两支量筒贴上标签专用。 • 在室温条件下进行表中编号I的实验。 • 分别准确量取: 10.0mL 0.20mol·L－1 KI溶液 • 4.0mL 0.010mol·L－1 Na2S2O3溶液 • 1.0mL 0.4 % 淀粉溶液 • 全部加入小烧杯中，混合均匀。 • 另一支量筒量取:10.0mL 0.20mol·L－1（NH4）2 S2O8溶液迅速倒入上述混合液中，同时启动秒表，并不断搅动，仔细观察。当溶液刚出现蓝色时，立即按停秒表，记录反应时间和室温。

  16. 多媒体课堂 表1．浓度对反应速率的影响

  17. 多媒体课堂 浓度对反应速率的影响I • 试剂 • (NH4)2 S2O8（0.20mol·L－1） • KI（0.20mol·L－1） • Na2S2O3（0.010mol·L－1） • 淀粉溶液（0.4 %） • KNO3（0.20mol·L－1） • (NH4）2 SO4（0.20mol·L－1）

  18. 多媒体课堂 浓度对反应速率的影响II • 试剂 (同上) • 实验试剂用量为II号. （21.5s） 返回

  19. 多媒体课堂 二、温度对化学反应速率的影响 • 实验编号 ：Ⅵ。 • 按表1实验Ⅳ中的药品用量， • 将装有碘化钾、硫代硫酸钠、硝酸钾和淀粉混合溶液的烧杯和装有过二硫酸铵溶液的小烧杯，放入水浴中保持恒温， • 测定室温、低于室温10℃和高于室温10℃时，操作同浓度实验,记录反应时间。

  20. 多媒体课堂 温度(低于室温10℃\冰浴)对化学反应速率的影响I • 试剂(同上)

  21. 多媒体课堂 温度(室温\高于室温10 ℃热水浴)对化学反应速率的影响II • 试剂 (同上)

  22. 多媒体课堂 将实验Ⅵ、Ⅶ和实验Ⅳ的数据记入表2中进行比较。 • 表2．温度对化学反应速率的影响 返回

  23. 多媒体课堂 实验内容三、催化剂对化学反应速率的影响 • 按表1实验Ⅳ的用量，把碘化钾、硫代硫酸钠、硝酸钾和淀粉溶液加到小烧杯中，分别加入2d,4d0.020mol·L－1 Cu（NO3）2溶液，搅匀，然后迅速加入过二硫酸铵溶液，搅动、记时。实验数据记录在表3. • 将此实验的反应速率与表1中实验Ⅳ的反应速率定性地进行比较可得到什么结论。

  24. 多媒体课堂 实验内容三、催化剂对化学反应速率的影响 • 表3．催化剂对化学反应速率的影响 返回

  25. 多媒体课堂 数据处理 • 1．反应级数和反应速率常数的计算 • lgυ= mlgC S2O82－ + nlgC I－ + lgk • 当C I－不变时（即实验I、Ⅱ、Ⅲ），以lgυ对lgC S2O82－作图，可得一直线，斜率即为m。 • 同理，当C S2O82－不变时（即实验I、Ⅳ、V），以lgυ对lgC I作图，可求得n. • 此反应的级数则为m + n 。 • 将求得的m和n 代入υ= k Cm S2O82CnI即可求得反应速率常数k。

  26. 多媒体课堂 2．反应活化能的计算 • 反应速率常数k与反应温度T一般有以下关系：lgK = - Ea/2.303RT + A • 式中Ea为反应的活化能，R为摩尔气体常数，T为热力学温度。测出不同温度时的k值，以lgk对1/T作图，可得一直线，由直线斜率（等于－Ea/2.30R）可求得反应的活化能Ea。 返回

  27. 实 验 习题 完成实验教材中思考题与实验习题.

  28. 多媒体课堂 再　见！

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