12实验十二 化学反应速率与化学平衡（课件）- 《无机化学实验》同步教学（华中科技大学版）

化学反应速率与化学平衡 1 2.熟悉 熟悉浓度、温度对化学平衡移动的影响 3.了解 了解化学热力学与动力学的相关基础知识 掌浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响 1.掌握 一、实验目的 二、实验原理 1. 化学反应速率是指表示化学反应进行的快慢，通常以单位时间内反应物或生成物浓度的变化值来表示。 碘酸钾与亚硫酸氢钠在水溶液中发生如下反应： 若在反应物中预先加入淀粉指示剂，反应所生成的碘单质遇淀粉溶液变为蓝色，则淀粉溶液变色所需的时间t 可以用于指示反应速率的大小。 二、实验原理 2. 温度能显著地影响化学反应速率，从阿伦尼乌斯（S.Arrhenius）公式可以看出，温度对化学反应速率的影响，就是温度对k的影响，对大多数化学反应来说，温度升高，反应速率增大。 二、实验原理 3. 催化剂可显著地影响化学反应速率，催化剂能改变反应途径，降低反应的活化能，从而加快反应速度。 在高锰酸钾和草酸的酸性混合液中，加入Mn2+可增大反应速率，该反应的反应速率可由高锰酸钾溶液的紫红色褪去时间的长短来指示。 二、实验原理 4. 在可逆反应中，当正、逆反应速率相等时即达到化学平衡状态，改变平衡体系的条件如浓度、压力或温度时，平衡就会向着减弱这种改变的方向移动。 例如：FeCl3水溶液中，Fe3+以水合配离子形式存在，[Fe(H2O)6]3+呈黄色，当加入一定量的SCN-后，会发生下列反应： [Fe(SCN)n]3-n为血红色，增加反应物的浓度，会使平衡向正反应方向移动，从而使溶的颜色加深。 二、实验原理 例如：在带有两个玻璃球的气体平衡仪中，装有NO2和N2O4的混合气体，它们之间存在如下平衡： 颜色 加深 颜色 变浅 三、仪器与试剂 1. 仪器：烧杯(100mL、500mL)、量筒、秒表、温度计、内充有NO2和N2O4混合气体的平衡仪。 2. 主要试剂: 试剂名称 浓度（mol/L） 试剂名称 浓度 （mol/L） 试剂名称 浓度 （mol/L） KIO3 0.05 NaHSO3 0.05 H2SO4 3.0 MnSO4 0.1 KMnO4 0.01 H2C2O4 0.05 FeCl3 0.1 KSCN 0.1 四、实验步骤 1．影响化学反应速率的因素 （1）浓度对化学反应速率的影响 分别准确量取10mL 0.05 mol/L的 NaHSO3溶液与35mL蒸馏水一并倒入100mL小烧杯中，搅拌均匀，再用量筒准确量取5mL 0.01 mol/L的KIO3溶液，迅速倒入小烧杯中，立即按下秒表计时，并搅拌溶液记录溶液变为蓝色的时间，并填入表2-12-1。 四、实验步骤 1．影响化学反应速率的因素 （2）温度对化学反应速率的影响 分别准确量取10mL 0.05 mol/L的 NaHSO3溶液与35mL蒸馏水一并倒入试管中，搅拌均匀，在一只试管中加入5mL 0.05 mol/L的KIO3溶液，将两支试管同时放在水浴中，加热至比室温高出约10℃，恒温3～5分钟，将KIO3溶液倒入NaHSO3溶液中，立即按下秒表计时，并搅拌溶液，记录溶液变为蓝色的时间，并填入表2-12-2。 同法，再用冰浴代替热水浴，温度比室温低10℃左右，记录溶液变为蓝色的时间。 四、实验步骤 1．影响化学反应速率的因素 （3）催化剂对化学反应速率的影响 在试管中加入0.1 mol/L的 MnSO4溶液10滴、3.0mol/L的H2SO4溶液1mL、0.05 mol/L的 H2C2O4溶液3mL。在另一只试管中加入3.0 mol/L的 H2SO4溶液1mL、0.05 mol/L的 H2C2O4溶液3mL 、蒸馏水10滴。然后向两只试管中各加入0.01 mol/L的 KMnO4溶液3滴，摇匀，观察并比较两只试管中紫红色褪去的快慢。 四、实验步骤 2．影响化学反应速率的因素 （1）浓度对化学平衡移动的影响 在试管中先加入1mL蒸馏水,然后加入0.01 mol/L的 FeCl3溶液和0.01 mol/L的 KSCN溶液 各2滴观察溶液颜色的变化，并说明浓度对化学平衡的影响。 四、实验步骤 2．影响化学反应速率的因素 （2）温度对化学平衡移动的影响 取一支带有两个玻璃球的气体平衡仪装有NO2和N2O4的混合气体，它们之间存在如下平衡： 四、实验步骤 2．影响化学反应速率的因素 （2）温度对化学平衡移动的影响 上述反应为放热反应，温度的改变会使平衡发生移动。将气体平衡仪的一个玻璃球浸入热