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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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