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化学反应速率的实验测定在化学反应中，反应速率是指单位时间内反应物消耗的数量或产物生成的数量。
了解反应速率的快慢对于研究反应动力学和控制反应过程具有重要意义。
本文将介绍化学反应速率的实验测定方法。
一、实验原理化学反应速率的实验测定可以通过测量反应物消耗的速度或产物生成的速度来实现。
首先，我们需要选择合适的反应方程式，以及确定测定反应速率的方法和反应条件。
二、反应物消耗的速率测定1. 硬件准备：实验室常见的仪器设备包括反应容器、烧杯、分析天平和计时器等。
根据实验需要，选择不同的仪器进行测定。
2. 实验步骤：(1) 将适量的反应物A和B分别加入反应容器中。
(2) 开始计时，记录反应物A或B的消耗量随时间的变化，可以使用分析天平测量反应前后的质量差来确定反应物的消耗量。
(3) 根据实验数据绘制反应物消耗量与时间的关系曲线，计算反应速率。
三、产物生成的速率测定1. 硬件准备：如前所述，准备相应的实验设备和仪器。
2. 实验步骤：(1) 将适量的反应物A和B加入反应容器中，开始计时。
(2) 通过测量产物C的生成速度来确定反应速率。
可以使用吸光光度计、pH计等仪器监测反应体系中特定物质的浓度变化，或者通过体积的变化来计算产物生成速率。
(3) 根据实验数据绘制产物生成量与时间的关系曲线，计算反应速率。
四、常用的测定方法1. 逐点法：在固定时间间隔内测量反应物消耗量或产物生成量，计算平均速率。
2. 密切观察法：通过观察反应中出现的可见变化（如溶液颜色的变化、气泡的生成等）来判断反应速率的快慢。
3. 密度法：通过延长管等装置测定气体的产生速率。
4. 吸光光度法：利用某些反应物或产物在特定波长下吸光的特性，测定光的透过程度来推测反应速率。
五、实验注意事项1. 实验室操作安全，佩戴个人防护装备。
2. 严格按照实验方案进行操作，控制反应条件（温度、浓度等）的准确性。
3. 保持反应容器的洁净，避免杂质对反应速率的干扰。
4. 根据实验需要选择合适的实验装置和仪器，确保测量结果的准确性和可靠性。
乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定1.引言本实验通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速度常数和活化能。
通过实验研究二级反应的特点，学习二级反应动力学参数的求解方法。
2.实验原理乙酸乙酯皂化反应是二级反应，反应式为：CH3COOC2H5+OH-=CH3COO-+C2H5OH设时间t时生成物的浓度为x，则反应动力学方程式为其中k为反应速度常数。
当a=b时，积分得由实验测得不同t时的x值则可算出不同t时的k值，若k为常数，则证明是二级反应。
通常，以x/(a-x)~t作图，若所得为直线，证明为二级反应，并可从直线斜率求出k。
可由电导法测定不同t时的x值。
根据：对于稀溶液，强电解质的电导率κ与其浓度成正比，溶液的总电导率等于组成溶液的电解质的电导率之和。
在本实验反应物中只有NaOH是强电解质，生成物只有CH3COONa是强电解质，而氢氧根离子的电导率比乙酸根的电导率大得多，因此，随着反应的进行，氢氧根离子的浓度不断减小，溶液的电导率也就随之下降。
假设A1、A2分别为OH-和CH3COO-的浓度和电导关系的比例常数，那么有以下关系式：从（4）-（6）式可以推导得到(7)式代入（3）中得：(其中κ0，κt，κ∞表示反应时间为0，t，∞)。
以κt对(κ0-κt)/t作图，应得一直线，从斜率可以求得k。
根据阿伦尼乌斯方程从两个温度T1，T2下的反应速度常数，可求得反应的表观活化能Ea。
3.实验仪器与药品仪器:DDS—11A型电导率仪一台；无纸记录仪一台；恒温水浴一套；DJS—1型电导电极一只；双管反应器两个大试管一个；100毫升容量瓶一个；20毫升移液管三支；0.5毫升刻度移液管一支。
药品:0.0200MNaOH溶液；分析纯乙酸乙酯；新鲜去离子水或蒸馏水。
4.实验步骤1)熟悉电导率仪的使用。
调节表头零点，将“校正、测量”开关打到校正位置，打开电源，预热数分钟，将电极常数调节旋纽调节到配套电极的相应位置，将“高周、低周”开关打到高周，仪表稳定后，旋动调整旋纽，使指针满刻度，然后将“校正、测量”开关打到测量位置，选择合适的量程，即可用来测定溶液的电导率。
大学实验化学 化学反应速率 难题解析 [TOP]例7-1 HNO 2分解反应机理如下，求总反应的速率方程表示式。
分析 复合反应的每一步都是元反应，反应的速率方程由速率控制步骤决定。
解 )2(HNO O)2(H )2(NO (NO)21c c c c k = ， )2(N O )4O 2(N 22c c k = =)O 2H ()NO ()2HNO ()NO ()2HNO (212123c c c k c c k k k ⨯ v =)O 2H ()NO ()2HNO (222123c c c k k k 例 7-2 证明一级反应完成99.9%所需要的时间近似为半衰期的10倍。
解 t 1/2 = 0.693/ k例 7-3 根据如下的气相反应相关数据T (K) 600 645k (L 2·mol -2m·in -1) 6.62⨯ 105 6.81⨯ 105k’ (L·mol -1·min -1) 8.40 40.8求：（1）两个温度下的平衡常数。
（2）正向反应和逆向反应的活化能。
解 （1）600K 时，451088.740.81062.6'⨯=⨯==k k K 640K 时，451067.18.401081.6'⨯=⨯==k k K （2）正反应的活化 121221ln )(k k T T T RT E a -= = 51062.651081.6ln K )600645(K 645K 600K mol J 314.811⨯⨯-⨯⨯⋅⋅-- =2.02 kJ ·mol -1 逆反应的活化能 122112'''ln )(k k T T T T R E a -= =40.88.40ln K )600645(K 645K 600K mol J 314.811-⨯⨯⋅⋅--=113.0 kJ ·mol -1学生自测题 [TOP] 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题一、判断题（对的打√，错的打×）1．化学反应速率常数k A 与反应物的浓度有关。
大学化学实验教案：化学反应速率的测定一、教学目标1. 了解化学反应速率的概念和测定方法。
2. 学习利用化学演示实验装置测定化学反应速率。
3. 掌握利用表观反应速率计算化学反应速率的方法。
4. 培养学生的实验操作和数据处理能力。
二、教学内容1. 化学反应速率的概念和测定方法。
2. 化学演示实验装置的使用方法。
3. 表观反应速率的计算方法。
4. 化学反应速率与反应条件的关系。
三、教学步骤1. 概念讲解（10分钟）化学反应速率是指反应物消失或生成物产生的速度。
化学反应速率的测量是化学研究的重要工作之一。
2. 实验操作（30分钟）（1）实验器材：稀盐酸、金属锌、瓶塞、氢氧化钠溶液、试管、实验用电子天平、计时器。
（2）实验步骤：①取一定质量的锌片放入试管中，用瓶塞将试管塞好，然后向试管中注入一定量的稀盐酸。
②稀盐酸和锌片反应产生氢气，在反应过程中可以观察到锌片逐渐溶解，反应完全后锌片完全消失，容器中只剩下气体。
③将瓶塞取下，将试管向氢氧化钠溶液中倾斜，测量氢气能够排出的气体体积。
④计算反应速率。
3. 计算表观反应速率（10分钟）（1）表观反应速率的计算公式：表观反应速率 = 体积增加的气体体积 / 反应时间（2）计算方法：假定反应是一级反应，在反应开始时反应物的浓度为C0，反应物的浓度在反应时间t时为Ct，则反应速率v可以表示为：v = -d[C]/dt=-k[C]。
其中，k为反应速率常数，[C]为反应物的浓度。
如果反应物的浓度随着时间的推移而发生了变化，则反应速率v与反应物的浓度C 并不是一个比例关系。
当反应物的浓度随时间呈指数变化时，表观反应速率v总是可求的。
4. 结果分析（10分钟）根据实验的结果，可以得出金属锌和稀盐酸反应的表观反应速率，进一步探讨化学反应速率的影响因素，例如反应物浓度、温度等。
通过不同条件下的实验数据比较，说明不同条件下的反应速率的差别。
四、教学反思通过本次教学，学生了解了化学反应速率的概念，掌握了测定化学反应速率的方法和利用表观反应速率计算化学反应速率的方法。
实验1 化学反应速率和活化能的测定一、实验目的1. 了解浓度、温度和催化剂对反应速度的影响。
2. 加深对反应速率和活化能概念的理解。
3. 测定过二硫酸铵与碘化钾反应的反应速率，并计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。
4. 练习温度、时间和体积的测量及恒温操作。
二、实验原理在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应：4228424243(NH )S O +3KI (NH )SO +K SO +KI =或： 2--2--2843S O +3I 2SO +I = （1）其反应速率根据速率方程可表示为：82--2(S O )(I )m n kc c ν=⋅ （2）式中v 是在此条件下反应的瞬时速率，若2-28[S O ]、-[I ]是起始浓度，则v 表示起始速度，k 是速率常数，m 与n 之和是反应级数。
实验能测定的速率是在一段时间(△t )内反应的平均速率，如果在△c 时间内2-28[S O ]的改变为△2-28[S O ]，则平均速率：2-28(S O )c tν-∆=∆ （3）近似地用平均速率代替起始速率：2-2--2828(S O )(S O )(I )m n c kc c t ν-∆==⋅∆ （4） 为了能够测出反应在△c 时间内2-28[S O ]的改变值，需要在混合(NH 4)2S 2O 8和KI 溶液的同时，注入一定体积已知浓度的Na 2S 2O 3溶液和淀粉溶液，这样在反应（1）进行的同时还进行下面的反应：2--2--233462S O +I =S O +3I （5）这个反应进行得非常快，几乎瞬间完成，而反应（1）比反应（2）慢得多。
因此，由反应（1）生成的-3I 立即与2-23S O 反应，生成无色的2-46S O 和-I 。
所以在反应的开始阶段看不到碘与淀粉反应而显示的特有蓝色。
但是一当Na 2S 2O 3耗尽，反应（1）继续生成的I 3-就与淀粉反应呈现出特有的蓝色。
由于从反应开始到蓝色出现标志看2-23S O 全部耗尽，所以从反应开始到出现蓝色这段时间△t 里，2-23S O 浓度的改变△2-23[S O ]实际上就是Na 2S 2O 3的起始浓度。
大学实验化学 化学反应速率 难题解析例7-1 HNO 2分解反应机理如下，求总反应的速率方程表示式。
分析 复合反应的每一步都是元反应，反应的速率方程由速率控制步骤决定。
解 )2(HNO O)2(H )2(NO (NO)21c c c c k = ， )2(NO )4O 2(N 22c c k = =)O 2H ()NO ()2HNO ()NO ()2HNO (212123c c c k c c k k k ⨯ v =)O 2H ()NO ()2HNO (222123c c c k k k 例 7-2 证明一级反应完成99.9%所需要的时间近似为半衰期的10倍。
解 t 1/2 = 0.693/ k例 7-3 根据如下的气相反应相关数据T (K) 600 645k (L 2·mol -2m·in -1) 6.62⨯ 105 6.81⨯ 105k’ (L·mol -1·min -1) 8.40 40.8求：（1）两个温度下的平衡常数。
（2）正向反应和逆向反应的活化能。
解 （1）600K 时，451088.740.81062.6'⨯=⨯==k k K 640K 时，451067.18.401081.6'⨯=⨯==k k K （2）正反应的活化 121221ln )(k k T T T RT E a -= = 51062.651081.6ln K )600645(K 645K 600K mol J 314.811⨯⨯-⨯⨯⋅⋅-- =2.02 kJ ·mol -1 逆反应的活化能 122112'''ln )(k k T T T T R E a -= =40.88.40ln K )600645(K 645K 600K mol J 314.811-⨯⨯⋅⋅--=113.0 kJ ·mol -1学生自测题一、判断题（对的打√，错的打×）1．化学反应速率常数k A 与反应物的浓度有关。
（ ）2．对于元反应，反应速率常数总是随着温度的升高而增大。
（ ）3．凡速率方程式中各物质浓度的指数等于反应方程式中其化学式前的系数时，此反应为元反应。
（ ）4．质量作用定律仅适用于元反应。
（ ）5．反应N 2（g ）+3H 2（g ）→2NH 3（g ），因N 2、H 2、NH 3都处于同一相中，所以此反应中催化剂的催化作用为均相催化。
（ ）二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出）1．实验测得2ICl （g ）+H 2（g ）→I 2（g ）+2HCl （g ）的反应速率正比于ICl 浓度的一次方和H 2浓度的一次方。
由此可知此反应是 （ ）A ．三分子反应，三级反应B ．双分子反应，二级反应C ．一级反应D ．二级反应E ．三分子反应、二级反应 2．某化学反应：A ﹢2B →Y ，若其速率方程为)B ()A ()A (A c c k dtdc ⋅⋅=-或)B ()A ()B (B c c k dtdc ⋅⋅=-，则k A 与k B 的关系是 （ ） A ．k A = k B B ．k A =2 k B C ．2k A = k B D ．k A =3 k B E ．3k A = k B3．某化学反应，反应物反应掉其87所需时间恰是它反应掉43所需时间的1.5倍，则该化学反应的级数是 （ ）A ．三级反应B ．无法确定C ．二级反应D ．一级反应E ．零级反应4．某一级反应的半衰期t 1/2 是30 min ，则其反应速率常数k 为 （ ）A ．20.8 min －1B ．0.23 min －1C ．0.023 min －1D ．43.3 min －1E ．30 min －15．在某温度下，反应 (g)H 23(g)N 2122+NH 3 (g)的平衡常数K = a 。
上述反应如果改写为2NH 3（g ）N 2（g ）+3H 2（g ），则在相同温度下反应的平衡常数为 （ ）A ．aB ．1/aC ．a 2D ．1/a 2E ．a /2三、填空题1．若反应A ＋2B → C 是基元反应，则其反应的速率方程可以写成=-t c d )A (d （1） ，则其反应分子数是 （2） 。
2．某反应，反应物反应掉了95所需的时间是它反应掉31所需时间的2倍，这个反应是（3） 级反应。
3．反应A ＋B → C 的动力学方程式为)C ()B ()A (d )A (d A c c c k t c ⋅=-，则该反应的总级数是 （4） 级，若浓度以mol·L —1为单位，时间以s 为单位，则速率常数的单位是 （5） 。
四、问答题 1．为什么反应物间所有的碰撞并不是全部都是有效的？ 2．A(g) ＋ B(g) → 产物，总反应一定是二级反应么？ 3．零级反应是否是基元反应？具有简单级数的反应是否一定是基元反应？ 五、计算题 1．某药物溶液的初始含量为5.0 g·L －1，室温下放置20个月后含量降为4.2 g·L －1。
如药物含量降低10%即失效，且其含量降低的反应为一级反应，问：（1）药物的有效期为几个月？（2）半衰期是多少？ 2．已知在660K 时，测得反应2NO + O 22NO 2 实验数据如下： 起始浓度(mol·L –1) 起始速率(mol·L –1·s –1) 2O v 降低速率 0.010 0.010 2.5×10–3 0.0100.020 5.0×10–3 0.030 0.020 4.5×10–2试求：（1）反应速率方程式和反应级数；（2）此温度下的反应速率常数；（3）当)NO (c = 0.015 mol·L –1；)O (2c = 0.025 mol·L –1时的反应速率。
学生自测答案一、判断题1．× 2．√ 3．× 4．√ 5．×二、选择题1．D 2．C 3．D 4．C 5．C三、填空题1．（1）)B ()A (2c c k ⋅⋅ （2）32．（3）一级3．（4）一级 （5）s —1四、问答题 （略）五、计算题1．解：因为该药物的降解为一级反应 303.2lg A A 0t k c c ⋅= 设该药物的有效期为x 个月，则： 2．解：（1） 设速率方程式为 n m k 010.0010.0105.23⨯⨯=⨯- ① n m k 020.0010.0100.53⨯⨯=⨯- ② n m k 020.0030.0105.42⨯⨯=⨯- ③ 由①和②式得： n =1 由②和③式得： m=2 ∴ 速率方程式为 )O ()NO (22c c k v ⋅⋅= 反应级数为三级（2）将表中数据代入速率方程式中得： 3105.2⨯=k L 2·mol –2·s –1（3） )NO (c = 0.015 mol·L –1，)O (2c = 0.025 mol·L –1 时，代入速率方程：222104.1)O ()NO (-⨯=⋅⋅=c c k v mol·L –1·s –1 章后习题答案习题1．解释并理解下例名词(1)反应速率 (2)瞬时速率 (3)元反应 (4)质量作用定律 （5）速率常数 (6) 反应级数（7）半衰期（9）有效碰撞 (9)活化能解（1）反应体系中各物质的数量随时间的变化率（2）反应在每一时刻的真实速率（3）反应物分子直接碰撞一步就能转化为生成物的化学反应（4）当温度一定时，元反应的反应速率与各反应物浓度以化学反应计量方程式中相应的系数为指数的幂之积成正比（5）反应速率方程式中的系数k ，在数值上等于各反应物浓度均为1mol·L -1时的反应速率；与反应的本性及反应温度有关（6）反应速率方程式中各反应物浓度方次之和（7）反应物反应掉一半所需要的时间（8）能发生反应的碰撞（9）活化分子具有的最低能量E’ 与反应物分子的平均能量E 平之差2．反应的速率常数k 的物理意义是什么？当时间单位为h ，浓度单位为mol·L -1，对一级、二级和零级反应，速率常数的单位各是什么？解 在数值上等于各反应物浓度均为1mol·L -1时的反应速率，故k 又称为反应的比速率。
一级反应：h -1; 二级反应：L·mol -1·h -1; 零级反应：mol·L -1·h -1.3．碰撞理论与过渡态理论各如何阐述反应速率的？解 碰撞理论认为活化分子在恰当的取向上碰撞才能发生化学反应，活化能越小，反应越快。
过渡状态理论认为反应物分子需克服一定的活化能，形成不稳定的高能态活化络合物，这一中间物质能转化为产物也可分解成反应物。
反应速率取决于转化为生成物的快慢。
过度状态理论借用碰撞理论中活化能的概念，进一步从反应的微观过程以及反应过程中的能量这两个方面与反应速率联系起来考虑，更直观地揭示反应的过程。
4．温度升高或降低，可逆反应的正、逆向化学反应速率都加快或减慢，为什么化学平衡会移动？ 解 温度对不同反应速率的影响相差很大，可逆反应的E a 和E a ′值不同但均大于零，温度升高时（其他条件不变），速率常数增大，因此正、逆反应速率都增加。
但温度的改变对E a 值大的反应影响显著，所以温度升高正、逆反应速率增加程度不同，化学平衡将移动。
5. 化学反应的等压反应热∆r H m θ与反应的活化能之间有什么关系？解 ∆r H m θ = E a －E a ′6．在相同温度下有如下两个反应：当E a 2 > E a 1时，温度的改变对那一个反应的影响大？请根据Arrhenius 方程说明原因。
解 Arrhenius 方程为：A RTE k a ln ln +-=，对E a 越大的反应，其直线斜率越小（因E a >0），即k 的变化就越大，速率的变化也越大，即表明相同的温度变化对E a 值大的反应影响显著，因此，对反应（2）影响大。
7．在SO 2氧化成SO 3 反应的某一时刻，SO 2的反应速率为13.60 mol·L -1·h -1，试求O 2和SO 3的反应速率各是多少？解 反应为v (SO 2) = 1/2 v (O 2) = v (SO 3)则有 v (O 2) = 2 ⨯ 13.60 mol·L -1·h -1= 27.2mol·L -1·h -1v (SO 3) = 13.60 mol·L -1·h -18．多数农药的水解反应是一级反应，它们的水解速率是杀虫效果的重要参考指标。
