反应速率常数与活化 能
大学化学结课论文反应速率常数与活化能 院（系） 专业 学生 学号 班号 指导教师 日期 哈尔滨工业大学 2014年12月
反应速率常数与活化能 摘要:反应速率常数与活化能是大学化学的一个重要部分，反应速率常数与活化能的测定的实验通过对和酸性KI的反应的研究与计算，得到了反应的反应速率常数和活化能。本文主要对此实验进行分析，并对反应速率常数和活化能进行简要介绍。 关键词：活化能；反应速率；实验。 Determination of the reaction rate constant and activation energy Abstract: the reaction rate constant and activation energy is an important part of college chemistry, and the determination of reaction rate constant and activation energy of experiment through reaction of H_2 0 _2 and acidic KI research and calculation, get the reaction rate constant and activation energy of the reaction. In this paper, this experiment is analyzed, and the reaction rate constant and activation energy are briefly introduced. Key words: activation energy; The reaction rate. The experiment. 反应速率常数与活化能的测定的实验，利用和酸性KI的反应，通过一系列的实验观察与计算，研究了反应速率的影响因素，计算得到了反应速率常数与活化能。 一、实验简介 1、实验目的： 1）学会测定化学反应速率常数和活化能; 2）了解温度对反应速率的影响。
实验化学反应速率与活 化能 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
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： (NH 4)2S 2O 8 + 3KI === (NH 4)2SO 4 + K 2SO 4 + KI 3 其离子反应为： S 2O 82- + 3I - === SO 42- + I 3- （1） 反应速率方程为： n I m O S c kc r - - ?=28 2 式中r 是瞬时速率。若-28 2O S c 、- I c 是起始浓度，则r 表示初速率(v 0)。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S 2O 82-浓度的改变量，需要在混合(NH 4)2S 2O 8 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，这样在（1）进行的同时还进行着另一反应： 2S 2O 32- + I 3- === S 4O 62- + 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I 3-立即与S 2O 32-反应，生成无色S 4O 62-和I -，而观察不到碘与淀粉呈现的特征蓝色。当S 2O 32-消耗尽，（2）反应不进行，（1）反应还在进行，则生成的I 3-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，S 2O 32-浓度的改变值为：
电导法测定二级反应——乙酸乙酯皂化反应的速率常数 【摘要】本实验使用电导率仪，测量出反应中t 时刻的物质的浓度。根据二级反应的速 率与浓度的关系，求出乙酸乙酯皂化反应在一定温度下的速率常数。学会二级反应的相关计算及图解法求解速率常数，了解电导率仪的使用。 【abstract 】This experiment use the electric conductivity rate machine ,to measure out the degree of the reactive thing in the reaction system at each time t.According to the relation of the reaction rate and the thick degree of the second order reaction, beg out the rate consta nt of the C3COO2H5 and NaOH ‘s reaction at the certain temperature. Learn how to calculate the data of the second order reaction and learn about the calculation of the rate constant by using the graphing method. Master the skill of using the electric conductivity rate machine. 【关键词】反应速率常数，二级反应，电导率， 活化能 【key word 】The reaction rate constant, second order reaction, electrict conductivity rate , ctivation energy, 1. 实验目的 1.1学习测定化学反应动力学参数的分析方法——电导法，了解反应活化能的测定方法 1.2了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。 1.3认识电导测定的应用，掌握电导仪的使用方法 2. 实验原理及方法 2.1反应级数及二级反应： 化学反应的速率方程中各物浓度的指数称为各物的分级数，所有指数的总和称为反应总级数，用n 表示。当n=2时，反应为二级反应。 对于二级反应： A + B → 产物 反应速率表示为： )()(x b x a k dt dx -?-?=。x 为时间t 时反应物浓度的改变量。 当两个物质起始浓度相等时：)()(x a x a k dt dx -?-?= 积分为 常数+?=-t k x a 1 因此，若以x a -1 对t 作图为一条直线。则反应级数为2，直线的斜率为k 。 2.2电导率： 电导率的物理意义是：当l=1m ，A=1m2时的电导。 对一种金属，在一定温度下，Lg 是一定的。对电解质溶液的Lg 不仅与温度有关，而且与溶液中的离子浓度有关。在有多种离子存在的溶液中，Lg 是各种离子迁移作用的总和，它与溶液中离子的数目，离子所带电荷以及离子迁移率有关。
实验名称：化学反应速度与活化能的测定 一、实验目的 1、测定Na2SO3与KIO3反应的速率、反应级数，速率系数和反应的 活化能； 2、了解浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。 二、实验原理 （NH4）2S2O8+3KI=(NH4)2SO4+K2SO4+KI3 S2O3^2-+3I^-=2SO4^2-+I3^- 五、数据结果 1、表3-1 2、表3-2 浓度对化学反应速率的影响 实验编号 1 2 3 4 5 试液的体积V/mL 0.2mol/L(NH4)2S2O8 20 10 5 20 20 0.2mol/LKI 20 20 20 10 5 0.01mol/LNa2S203 8 8 8 8 8 0.2%淀粉 4 4 4 4 4 0.2mol/LKNO3 0 0 0 10 15 0.2mol/L(NH4)2SO4 0 10 15 0 0 反应物的起始浓度c/mol/L (NH4)2S2O8 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 KI 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Na2S2O3 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 反应开始至溶液显蓝色时所需时间 △t/s 76 172 324 178 300 反应的平均速率v/mol/L*S 0.000066 0.000029 0.000015 0.000028 0.000017 反应的速率常数k k=10140 反应级数 m=1 n=1 m+n=2 温度对化学反应速率的影 响 实验编号 反应温度T/℃ 反应时间△t/s 反应速率v/mol/L*S 反应速率常数 k Lgk 1/T 4 18.9 178 0.000028 10140 4.01 0.05 6 29 74 0.000068 22984 4.36 0.03
一级反应速率常数测量 一、 实验原理 1. 蔗糖水解反应是典型的一级，是一个准一级反应而已。 C 12H 22O 11＋H 2O （酸催化）＝ C 6H 12O 6（葡萄糖）＋C 6H 12O 6（果糖） 本是二级反应，由于水是大量的， 成为准一级反应。 －dc/dt ＝k 1c 积分： lnc ＝ k 1t ＋ B 或 lnc 0/c ＝ k 1t 2. 旋光度α与浓度的关系。 20℃时，蔗糖的比旋光度〔α〕＝66.6°；葡萄糖比旋光度〔α〕＝52.5°； 果糖的比旋光度〔α〕＝－91.9° 蔗糖水解反应，开始体系是右旋的角度大，随反应进行，旋光角度减少，变成左旋。旋光角度α与浓度关系式：α＝〔α〕Lc L 是旋光管长度，〔α〕仅与温度有关，当温度，旋光管长度一定，α与浓度c 成正比。可写成 α＝Kc 3 .用α表示的一级反应动力学方程： A ――→ B ＋ D t=0 C 0 α0＝K A C 0 （1） t=t CA C B ＝C 0－C A ； C D ＝C 0－C A αt ＝αA ＋αB ＋αD ＝K A C A ＋（K B ＋K D ） （C B ＋C D ） （2） t=∞ 0 C 0 ； C 0 α∞＝（K B ＋K D ）C 0 （3） (1)－(3)： α0－α∞＝（K A －K B －K D ）C 0 C0＝（α0－α∞）/（K A －K B －K D ） (2)－(3)：α0－αt ＝（K A －K B －K D ）C A C A ＝（α0－αt ）/（K A －K B －K D ） 代入一级反应动力学方程： ∝-∝-==ααααt A c c t k 001ln ln 或 B t k c +-=1ln 得到 ')ln(1B t k t +-=-∝αα 二、仪器药品（略）
实验六 化学反应速率与活化能 【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速率，并计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。 3.测定不同温度下的速率常数并计算反应的活化能； 4.学习数据处理的一般方法及作图法。 【实验原理】 对反应： 反应速率表示 一段时间内的浓度变化即为平均反应速率。 在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应： 其反应的微分速率方程可表示为： ①S2O8 2 - +3 I - ==2 SO4 2- + I3 - (慢) (1) S 2O 8 2 - +3 I - ==2 SO 4 2- + I 3 - (慢) (1) pD qC bB aA +→+t p c t q c t b c t a c r D d d d d d d d d C B A ==-=-=n I m O S c kc r - -=28 2
m+n=反应级数 近似地用平均速率代替初速率： 2S2O3 2- + I3 - = S4 O6 2- + 3I - (快) ② 加入一定体积已知浓度的Na2S2O3 溶液和淀粉溶液，在反应（1）进行的同时 由①②式可得： 蓝色出现（淀粉与过量碘反应）标志着S2O3 2-全部耗尽，由S2O3 2-浓度的改变量可以得到S2O8 2 - 浓度的改变量。 因此两边取对数，得lgr= mlg[s2o82-] + nlg[I-] + lgk [ I-]不变，lgr对lg[s2o82-] 作图，可得一直线，斜率即为m. 同样，保持[s2o82-] 不变，作图可计算n，从而可得反应级数。 通过m和n以及速率计算公式，可以得到速率常数k. 利用阿仑尼乌斯方程： 求得不同温度下的k，以lgk对1/T作图，可以计算反应活化能。 1. 量筒的作用 2. 秒表的使用 3. 作图方法 【基本操作】 实验用品： 仪器:烧杯、大试管、量筒、秒表、温度计 液体药品：KI（0.20mol·L-1），Na2S2O3（0.010mol·L-1 ）淀粉溶液（0.4%），（NH4）2S2O8（0.20mol·L-1）Cu(NO3)2（0.02mol.L-1），KNO3（0.20mol.L-1）(NH4)2SO4（0.20mol.L-1）， 材料：冰 【实验内容】 1、浓度对化学反应速率的影响 用同样方法按表1的用量进行编号I、II、III、V、等的实验。 20.0mL 0.20mol·L-1 KI溶液8.0mL 0.010mol.L-1 Na2S2O3溶液 4.0mL 0.2%淀粉溶液20.0mL 0.20mol·L-1 （NH4）2S2O8 溶液 混合均匀立即计时不断搅动迅速 ①加20.0mL 0.20mol·dm-3 KI溶液 ②加8.0mL 0.010mol·dm-3 Na2S2O3溶液 ③加2.0mL 0.2%淀粉溶液 ④混合均匀 ⑤20.0mL 0.20mol·dm-3（NH4）2S2O8溶液迅速倒入上述混合液中 ⑥同时启动秒表，并不断搅动 ⑦当溶液刚出现蓝色时，立即按停秒表记录反应时间和温度 表5-1 浓度对反应速率的影响室温：
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定 一、实验目的 1.学习电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法； 2.了解二级反应的特点，学会用图解计算法求二级反应的速率常数； 3.熟悉电导仪的使用。 二、实验原理 （1）速率常数的测定 乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应，其反应式为： CH 3COOC 2H 5＋NaOH = CH 3OONa ＋C 2H 5OH t=0 C 0 C 0 0 0 t=t Ct Ct C 0 - Ct C 0 -Ct t=∞ 0 0 C 0 C 0 速率方程式 2kc dt dc =- ，积分并整理得速率常数k 的表达式为： t 0t 0c c c c t 1k -?= 假定此反应在稀溶液中进行，且CH 3COONa 全部电离。则参加导电离子有Na ＋ 、OH －、CH 3COO －,而Na ＋反应前后不变，OH －的迁移率远远大于CH 3COO －，随着反 应的进行， OH － 不断减小，CH 3COO －不断增加，所以体系的电导率不断下降，且体系电导率（κ） 的下降和产物CH 3COO －的浓度成正比。 令0κ、t κ和∞κ分别为0、t 和∞时刻的电导率，则： t=t 时，C 0 –Ct=K （0κ-t κ） K 为比例常数 t→∞时，C 0= K （0κ-∞κ） 联立以上式子，整理得：
∞+-?= κκκκt kc 1t 00t 可见，即已知起始浓度C 0，在恒温条件下，测得0κ和t κ，并以t κ对t t 0κκ-作图，可得一直线，则直线斜率0 kc 1 m = ，从而求得此温度下的反应速率常数k 。 （2）活化能的测定原理： )11(k k ln 2 1a 12T T R E -= 因此只要测出两个不同温度对应的速率常数，就可以算出反应的表观活化能。 三、仪器与试剂 电导率仪 1台 铂黑电极 1支 大试管 5支 恒温槽 1台 移液管 3支 氢氧化钠溶液（0.02mol/L ） 乙酸乙酯溶液（0.02mol/L ） 四、实验步骤 1.标定NaOH 溶液及乙酸乙酯溶液的配制 计算标定0.023/dm mol NaOH 溶液所需的草酸二份，放入锥形瓶中，用少量去离子水溶解之，标定溶液。计算出配制与NaOH 等浓度的乙酸乙酯溶液100mL 所需化学纯乙酸乙酯的质量，根据不同温度下乙酸乙酯的密度计算其体积(乙酸乙酯的取样是通过量取一定量的体积)，于ml 100容量瓶中加入约3/2容积的去离子水，然后用1mL 移液管吸取所需的乙酸乙酯加入容量瓶中，加水至刻度，摇匀。 2.调节恒温水浴调节恒温水浴温度为30℃1.0±℃。 3.电导率0K 的测定 用mL 20移液管量取去离子水及标定过的NaOH 溶液各mL 20，在干燥的100mL 烧杯中混匀，用少量稀释后的NaOH 溶液淋洗电导电极及电极管3次，装入适量的此NaOH 溶液于电极管中，浸入电导电极并置于恒温水浴中恒温。将
第六章习题 一、选择题 1、某反应速率常数单位是mol·l-1·s-1，该反应级数为（） A、3级 B、2级 C、1级 D、0级 2、某反应物反应了3/4所需时间是反应了1/2所需时间的2倍，则该反应级数为（） A、0级 B、1级 C、2级 D、3级 3、某反应在指定温度下，速率常数是k=4.62×10-2min-1，反应物的初始浓度为 0.1mol·l-1，则该反应的半衰期为（） A、15min B、30min C、150min D、不能求解 4、已知某反应的级数是一级，则可确定该反应一定是（） A、简单反应 B、单分子反应 C、复杂反应 D、上述都不对 5、任何化学反应的半衰期与初始浓度c0、速率常数k的关系是（） A、与k、c0均有关 B、与c0有关，与k无关 C、与k有关 D、与c0无关，与k有关 6、某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应的半衰期与反应物初始浓度的关系是（） A、成正比 B、成反比 C、平方成反比 D、无关 7、某复杂反应表观速率常数k与各基元反应速率常数间关系为 k=k2（k1/2k4）1/2 则表观活化能E a与各基元反应活化能E i之间关系是（） A、E a=E2+1/2(E1-2E4) B、E a=E2+1/2(E1-E4) C、E a=E2+ (E1-2E4)1/2 D、E a=E2×1/2(E1/ 2E4) 8、半衰期为10天的某放射性元素净重8克，40天后其净重为（） A、4克 B、2克 C、1克 D、0.5克 9、氢和氧的反应发展为爆炸是因为（） A、大量的引发剂引发 B、直链传递的速率增加 C、自由基被消除 D、生成双自由基，形成支链 10、一个反应的活化能为83.68kJ·mol-1，在室温27℃时，温度每增加1K，反应速率常数增加的百分数（） A、4% B、90% C、11% D、50% 11、在T、V恒定的条件下，基元反应A(g)+B(g)→D(g)，若初始浓度c A,0 >>c B,0，即在反应过程中物质A大量过剩，其反应掉的物质的量浓度与c A,0相比较，完全可以忽略不计。则此反应的级数n=（） A、1 B、2 C、3 D、0
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： (NH 4)2S 2O 8 + 3KI === (NH 4)2SO 4 + K 2SO 4 + KI 3 其离子反应为： S 2O 82- + 3I - === SO 42- + I 3- （1） 反应速率方程为： n I m O S c kc r --?=28 2 式中r 是瞬时速率。若-28 2O S c 、- I c 是起始浓度，则r 表示初速率(v 0)。在实验中只能测定出在一段 时间内反应的平均速率。 t c r O S ??-= -28 2 在此实验中近似地用平均速率代替初速率： t c c kc r O S n I m O S ??-==- --28 228 2 为了能测出反应在△t 时间内S 2O 82-浓度的改变量，需要在混合(NH 4)2S 2O 8 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，这样在（1）进行的同时还进行着另一反应： 2S 2O 32- + I 3- === S 4O 62- + 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I 3-立即与S 2O 32-反应，生成无色S 4O 62-和I -，而观察不到碘与淀粉呈现的特征蓝色。当S 2O 32-消耗尽，（2）反应不进行，（1）反应还在进行，则生成的I 3-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，S 2O 32- 浓度的改变值为： ） O S ） O S ） O S O S c c c c 始始终(((23 223 223 223 2][---- =--=? 再从（1）和（2）反应对比，则得： 2 (23 228 2） O S O S c c 始--=? 通过改变S 2O 82- 和I -的初始浓度，测定消耗等量的S 2O 82- 的物质的量浓度- ?28 2O S c 所需的不同时间 间隔，即计算出反应物不同初始浓度的初速率，确定出速率方程和反应速率常数。 三、实验步骤 1．浓度对化学反应速率的影响 在室温条件下进行编号Ⅰ的实验。用量筒分别量取20.0ml 0.20mol/L KI 溶液，8.0m l0.010mol/LNa2S2O3溶液和2.0ml 0.20mol/L0.4%淀粉溶液，全部注入烧杯中，混合均匀。 然后用另一量筒取20.0ml 0.2mol/L(NH4)2S2O8溶液，迅速倒入上述混合溶液中，同时开动秒表，并不断搅拌，仔细观察。
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（NH 4）2S 2O 8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 （NH 4）2S 2O 8和KI 在水溶液中发生如下反应： S 2O 82-(aq)+ 3I -(aq) ＝ 2SO 42- (aq)+ I 3-(aq) （1） 这个反应的平均反应速率为 v = - 228(S O ) c t - = 228(S O )(I )kc c αβ-- 式中：v ── 反应的平均反应速率； 228(S O )c - ── t 时间内228S O -的浓度变化； 228(S O )c -，(I )c - ── 228S O -，I -的起始浓度； k ── 该反应的速率系数； ,αβ ──反应物228S O -，I -的反应级数，()αβ+为该反应的总级数。 为了测出在一定时间（t ）内S 2O 82-的浓度变化，在混合(NH 4)2S 2O 8和KI 溶液的同时，加入一定体积的已知浓度的Na 2S 2O 3溶液和淀粉，这样在反应（1）进行的同时，还有以下反应发生： 2S 2O 32- (aq) + I 3－(aq) ══ S 4O 62-(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I 3－会立即与S 2O 32-反应生成无色的S 4O 62-和I -。这就是说，在反应开始的一段时间内，溶液呈无色，但当Na 2S 2O 3一旦耗尽，由反应（1）生成的微量I 3－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 S 2O 82- 就要消耗2 mol 的S 2O 32-，即 c （S 2O 82-）= 12 c （S 2O 32-） 由于在t 时间内，S 2O 32-已全部耗尽，所以c （S 2O 32-）实际上就是反应开始时Na 2S 2O 3的浓度，即 －c （S 2O 32-）= 0c （S 2O 32-） 这里的0c （S 2O 32-）为Na 2S 2O 3的起始浓度。在本实验中，由于每份混合液中Na 2S 2O 3的起始浓度都相同，因而c （S 2O 32-）也是相同的，这样，只要记下从反应开始到出现蓝色所需要的时间（t ），就可以算出一定温度下该反应的平均反应速率： v =228() c S O t - - =()2232c S O t -- = ()02232c S O t - 按照初始速率法，从不同浓度下测得的反应速率，即可求出该反应的反应级数α和β，进而求得
化学反应速率 1.在一定条件下，活化能越大，活化分子的百分数越 ，化学反应速率越 。 2.对于 反应，可根据质量作用定律按化学反应方程式直接写出速率方程。 3.反应（果糖）葡萄糖6 12661262112212)(O H C O H C O H O H C +→+为二级反应。若反应系统中122211C H O 浓度很稀时，实际上二级反应可作为 级反应来处理，此时它的动力学反 程式是 。 4.实验表明，在一定温度范围内，反应222NO Cl NOCl +=符合质量作用定律。该反应的速率方程为 ，该反应级数为 。若其他条件不变，将容器的体积增加为原来的2倍，则反应速率为原来的 。 5.对于符合质量作用定律的化学反应aA+bB →dD+gG ，其速率方程为)()(B c A kc v b a =。式中，k 称为 ，c(A )、c(B)分别表示 ，a+b 称为 。 6.反应速率常数与 无关，但受 和 的影响。 7.某反应速率常数311.310k s --=?，则此反应为 级反应，以 对 做图得一直线，直线的斜率为 。 8.催化剂能加快反应速率的机制为 。 9.某药物从血浆中的清除速率为一级反应，测得其1/24t h =，该反应的速率常数k= 。 10.当反应物A 的浓度分别是0.10mol/L 和0.050mol/L 时，测得2A B →反应前后两次反应速率之比为2:1，则该反应级数为 级。 11.反应物A 分解为B 和C 。在某反应条件下A 最后有30﹪分解，现条件不变，使用催化剂，则A 最后分解应 30﹪（大于，等于，小于）。 12.反应C B A +→，若正向反应的活化能为a E ，逆向反应的活化能为'a E 。已知正向反应是吸热反应，则a E 'a E （大于，等于，小于）。 13.欲使反应物单位体积活化分子数增加以加快反应速率，可采取增加浓度、升高温度和
乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定 一、实验目的 1．通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数。 2．求反应的活化能。 3．进一步理解二级反应的特点。 4．掌握电导仪的使用方法。 二、实验原理 反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应为二级反应。其速率方程为 4.1 将速率方程积分可得动力学方程： 4.2 式中为反应物的初始浓度，为时刻反应物的浓度，为二级反应的速率常数。以 对时间作图应为一直线，直线的斜率即为。 对大多数反应，反应速率与温度的关系可用阿仑尼乌斯经验方程来表示： 4.3 式中为阿仑尼乌斯活化能或叫反应活化能，为指前因子，为速率常数。 实验中若测得两个不同温度下的速率常数，由（4.3）式很容易得到： 4.4 由（4.4）式可求活化能。 乙酸乙脂皂化反应是二级反应 ＝ 动力学方程为 4.5 由（4.5）式可以看出，只要测出t时刻的x值，c0为已知的初始浓度，就可以算出速率常数k2。实验中反应物浓度比较低，因此我们可以认为反应是在稀的水溶液中进行，CH3COONa 是全部解离的。在反应过程中Na+的浓度不变，OH-的导电能力比CH3COO-的导电能力大，随着反应的进行，OH-不断减少，CH3COO-不断增加，因此在实验中我们可以用测量溶液的电导（G）来求算速率常数k2。 体系电导值的减少量与产物浓度x的增大成正比： 4.6
4.7 式中为时溶液的电导，为时间时溶液的电导，为反应进行完全（→∞）时溶液的电导。将（4.6）、（4.7）两式代入（4.5）式得： 整理得： 4.8 实验中测出及不同时刻所对应的，用对作图得一直线，由直线的斜率 可求出速率常数。若测得两个不同温度下的速率常数，后，可用（4.4）式求出该反应的活化能。 三、仪器与试剂 1、仪器 电导率仪(附DJS-1型铂黑电极)1台；电导池1只；恒温水浴1套；停表1只；移液管(10ml)3只；磨口三角瓶(200ml)1个。 2、药品 NaOH水溶液(0.0200mol·dm-3)；乙酸乙酯(A.R.)；电导水。 四、实验步骤 1. 配制溶液 配制与NaOH准确浓度(约0.0200mol· L-1)相等的乙酸乙酯溶液。其方法是:找出室温下乙酸乙酯的密度，进而计算出配制250mL0.0200mol· L-1(与NaOH准确浓度相同)的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V，然后用lmL移液管吸取Vml乙酸乙酯注入250ml容量瓶中，稀释至刻度，即为0.0200 mol· L-1的乙酸乙酯水溶液。 2. 调节恒温槽 将恒温槽的温度调至(25.0±0.1)℃［或(30.0±0.1)℃］。 3. 调节电导率仪 4. 溶液起始电导率κ0的测定 在干燥的200ml磨口三角瓶中，用移液管加入50ml 0.0200 mol· L-1的NaOH溶液和同数量的电导水，混合均匀后，倒出少量溶液洗涤电导池和电极，然后将剩余溶液倒入电导池 (盖过电极上沿约2cm)，恒温约15min，并轻轻摇动数次，然后将电极插入溶液，测定溶液电导率，直至不变为止，此数值即为κ0。 5. 反应时电导率κt的测定 用移液管移取50ml 0.0200mol· L-1的CH3COOC2H5，加入干燥的200mL磨口三角瓶中，用另一只移液管取50ml 0.0200 mol· L-1的NaOH，加入另一干燥的200ml磨口三角瓶中。将两个三角瓶置于恒温槽中恒温15min，并摇动数次。同时，将电导池从恒温槽中取出，弃去上次溶液，用电导水洗净。将温好的NaOH溶液迅速倒入盛有CH3COOC2H5的三角瓶中，同时开动停表，作为反应的开始时间，迅速将溶液混合均匀，并用少量溶液洗涤电导池和电极，然后将溶液倒入电导池(溶液高度同前)，测定溶液的电导率kt，在4min、6min、8min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次，记下kt和对应的时间t。 6. 另一温度下κ0和kt的测定 调节恒温槽温度为(35.0±0.1)℃［或(40.0±0.1)℃］。重复上述4、5步骤，测定另一温度下的κo和kt。但在测定κt时，按反应进行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min测其电导率。实验结束后，关闭电源，取出电极，用电导水洗净并置于电导水中保存待用。 五、数据的记录及处理
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 dn B（3-2） 将式（3-2）代入式（3-1）得： J=v-1B dn 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 在水溶液中，（NH4）2S2O8和KI发生以下反应：
活化能与化学反应速率的关系 高考频度：★★★☆☆难易程度：★★☆☆☆ 典例在线 下列说法正确的是 ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应；②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应；③反应物活化能越大，反应越快；④化学反应的实质是原子的重新组合；⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程；⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞。 A．①③④⑤ B．②③⑥ C．④⑤⑥ D．②④⑤ 【参考答案】C 解题必备 1．活化分子与有效碰撞的关系 能够发生有效碰撞的一定是活化分子，但是活化分子不一定发生有效碰撞。并不是反应物分子之间的任何一次直接碰撞都能发生反应，只有那些能量相当高的分子之间的直接碰撞才能发生反应。 2．单位体积内的活化分子数与活化分子百分数 单位体积内的活化分子数就是指单位体积内能量达到一定要求的分子的总数；而活化分子百分数是活化分子数与总分子数的比值，总分子数包含：活化分子数以及普通分子的个数。3．活化能与化学反应速率的关系 活化能大小主要是由反应物自身的性质决定的(改变外界条件也可以改变反应的活化能，如加入催化剂)，即反应物自身的性质影响着化学反应所需的活化能，从而影响化学反应速率的大小。 例如：活化能小→普通分子容易变成活化分子→活化分子百分数大→单位体积内活化分子数多→单位时间、单位体积内有效碰撞次数多→化学反应速率大。 学霸推荐 1．有效碰撞是指
A．反应物分子间的碰撞 B．反应物活化分子间的碰撞 C．反应物分子发生合适取向的碰撞 D．活化分子之间发生合适取向的碰撞 2．下列说法不正确的是 A．反应物分子(或离子)间的每次碰撞是反应的先决条件 B．反应物的分子的每次碰撞都能发生化学反应 C．活化分子具有比普通分子更高的能量 D．活化能是活化分子的平均能量与普通反应物分子平均能量之差，如图所示正反应的活化能为E-E1 3．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝?99 kJ·mol?1。 请回答下列问题： （1）E1表示________；E2表示________。 （2）E1、E2的大小对该反应的反应热________影响。(填“有”或“无”)。 （3）图中ΔH＝________kJ·mol－1。 答案 1．【答案】D 【解析】有效碰撞指活化分子之间发生合适取向的碰撞。 2．【答案】B
实验 化学反应速率与活化能的测定 一、实验目的 1．了解浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响； 2．测定(NH 4)2S 2O 8与KI 反应的速率、反应级数、速率和反应的活化能。 二、实验原理 在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应： S 2O -28+ 3I -===2SO -24 +I - 3（aq ） （1） 这个 反应的平均反应速率为： ）为反应的总级数的反应级数，（，反应物，该反应的速率系数； 的起始浓度； 的浓度变化时间内反应的平均速率； 式中： βαβαννβα+---?-?--?=??-=--------- -- --I o s k I o s I c o s c o s t c I c o s kc t o s c 282282282282282282282 ,)(),( )o s ( ) ()()( 反应速率方程为： n I m O S c kc r --?=28 2 式中r 是瞬时速率。若-28 2 O S c 、-I c 是起始浓度，则r 表示初速率(v 0)。 在实验中只能测定出在一段时间内反应的平均速率。 t c r O S ??-= - 28 2 在此实验中近似地用平均速率代替初速率： t c c kc r O S n I m O S ??-= =- - -28 228 20 为了能测出反应在△t 时间内S 2O 82-浓度的改变量，需要在混合(NH 4)2S 2O 8 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，这样在（1）进行的同时还进行着另一反应： 2S 2O 32- + I 3- === S 4O 62- + 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I 3-立即与S 2O 32-反应，生成无色S 4O 62-和I -，而观察不到碘与淀粉呈现的特征蓝色。当S 2O 32-消耗尽，（2）反应不进行，（1）反应还在进行，则生成的I 3-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，S 2O 32-浓度的改变值为：
大学化学结课论文反应速率常数与活化能 院（系） 专业 学生 学号 班号 指导教师 日期 哈尔滨工业大学 2014年12月
反应速率常数与活化能 摘要:反应速率常数与活化能是大学化学的一个重要部分，反应速率常数与活化能的测定的实验通过对H202和酸性KI的反应的研究与计算，得到了反应的反应速率常数和活化能。 本文主要对此实验进行分析，并对反应速率常数和活化能进行简要介绍。 关键词：活化能；反应速率；实验。 Determination of the reaction rate constant and activation energy Abstract: the reaction rate constant and activation energy is an important part of college chemistry, and the determination of reaction rate constant and activation energy of experiment through reaction of H_2 0 _2 and acidic KI research and calculation, get the reaction rate constant and activation energy of the reaction. In this paper, this experiment is analyzed, and the reaction rate constant and activation energy are briefly introduced. Key words: activation energy; The reaction rate. The experiment. 反应速率常数与活化能的测定的实验，利用H202和酸性KI的反应，通过一系列的实验观察与计算，研究了反应速率的影响因素，计算得到了反应速率常数与活化能。 一、实验简介 1、实验目的： 1）学会测定化学反应速率常数和活化能; 2）了解温度对反应速率的影响。 2、实验原理： 反应方程式 1)I?+H202→I O?+H20 2) I?+IO?+2H+→I2+H20 3) I2+2S2O32?→2I?+S4O62? 4) I2+淀粉→蓝色
化学反应速率与活化能的测定 一、实验目的 1．了解浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响； 2．测定(NH 4)2S 2O 8与KI 反应的速率、反应级数、速率和反应的活化能。 二、实验原理 在水溶液中过二硫酸铵与碘化钾发生如下反应： S 2O -28+ 3I -===2SO - 24 +I -3（aq ） （1） 这个 反应的平均反应速率为： ）为反应的总级数 的反应级数，（，反应物，该反应的速率系数； 的起始浓度； 的浓度变化时间内反应的平均速率； 式中： βαβαννβα+---?-?--?=??-=--------- -- --I o s k I o s I c o s c o s t c I c o s kc t o s c 282282282282282282282 ,)(),( )o s ( ) ()()( 反应速率方程为： n I m O S c kc r -- ?=28 2 式中r 是瞬时速率。若-28 2O S c 、-I c 是起始浓度，则r 表示初速率(v 0)。 在实验中只能测定出在一段时间内反应的平均速率。 t c r O S ??-= - 28 2 在此实验中近似地用平均速率代替初速率： t c c kc r O S n I m O S ??-= =- - -28 2 28 20 为了能测出反应在△t 时间内S 2O 82-浓度的改变量，需要在混合(NH 4)2S 2O 8 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，这样在（1）进行的同时还进行着另一反应： 2S 2O 32- + I 3- === S 4O 62- + 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I 3-立即与S 2O 32-反应，生成无色S 4O 62-和I -，而观察不到碘与淀粉呈现的特征蓝色。当S 2O 32-消耗尽，（2）反应不进行，（1）反应还在进行，则生成的I 3-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，S 2O 32-浓度的改变值为：
重难点三活化能及其对反应速率的影响 1．有效碰撞理论 （1）有效碰撞：使分子间发生反应的碰撞． （2）有效碰撞的条件：①发生碰撞的分子具有较高的能量；②取向正确． （3）活化分子：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子． 注意：发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞．（4）活化能：活化分子高出反应物分子平均能量的那部分 （5）结论：分子运动→相互碰撞→，}→有效碰撞→化学反应。 2．活化能对反应速率的影响 （1）活化能越低，活化分子数越多，活化能越高，活化分子数越少； （2）单位时间内分子间的有效碰撞次数越多，化学反应速率越快； （3）单位体积内活化分子数目越多，有效碰撞次数越多 【重难点指数】★★★ 【重难点考向一】活化能或活化分子相关概念的考查 【例1】下列说法中正确的是( ) ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应 ③活化分子比普通分子具有较高的能量 ④化学反应的实质是原子的重新组合 ⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程
⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞 A．①③④⑤ B．②③⑥ C．③④⑤⑥ D．②④⑤ 【答案】C 【重难点点睛】考查有效碰撞、化学反应的本质等，具体分析：①物质发生化学反应，必须分子间发生有效碰撞，有效碰撞的条件：ⅰ活化分子，ⅱ有合适的取向；②普通分子间的不能发生有效碰撞，不可能发生化学反应；③活化分子的能量普通分子高；④化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，即原子的重新组合；⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程；⑥化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，即活化分子有合适取向时的有效碰撞。 【重难点考向二】活化能对反应速率的影响 【例2】下列说法正确的是( ) A．活化分子之间的碰撞即为有效碰撞 B．使用催化剂能降低活化能，增加活化分子百分数 C．增大压强不能降低活化能，但能增加活化分子百分数 D．活化能的大小决定了反应能否自发进行 【答案】 B 【解析】A．活化分子之间的碰撞发生化学反应时为有效碰撞，否则不是，故A错误；B．催化剂能降低活化能，增大活化分子的百分数，从而加快反应的速率，故B正确；C．增大压强不能增加活化分子的百分数，使反应速率增大原因是活化分子的浓度增大，但百分数不变，故C错误；D．反应能否自发进行取决于反应的焓变和熵变，活化能的大小影响反应速率的大小，故D错误；故选B。 【名师点睛】考查化学能与反应速率的关系，侧重于影响活化能因素的考查，具体分析：A．发生化学反应 的碰撞为有效碰撞；B．催化剂能降低活化能，增大活化分子的百分数；C．增大压强不能增加活化分子的