1、丙酮碘化反應思考題答案【篇一：丙酮碘化反應】3-29t=286.15k p=85.02kpa一、實驗目的1.根據實驗原理由同學設計實驗方案，包括儀器、藥品、實驗步驟等2.測定反應常數k、反應級數n、活化能ea 3.通過實驗加深對復雜反應的理解二、實驗原理丙酮碘化反應是一個復雜反應，其反應式為：實驗測定表明，反應速率在酸性溶液中隨氫離子濃度的增大而增大。反應式中包含產物，故本反應是自催化反應，其動力學方程式為：22式中 c 為各物質濃度（mol/l ） ,k 為反應速率常數或反應比速，指數為反應級數n 。 丙酮碘化反應的反應機理可分為兩步：第一步為丙酮烯醇化反應，其速率常數較小，第二部是烯醇碘化

2、反應，它是一個快速的且能進行到底的反應。用穩態近似法處理，可以推導證明，當k2ch+k3ci 時，反應機理與實驗證明的反應級數相符。2丙酮碘化反應對碘的反應級數是零級，級碘的濃度對反應速率沒有影響，原來的速率方程可寫成22+似視為常數，積分上式的：2ci 以對 t 作圖應為直線。與直線的斜率可求得反應速率常數k 及反應級數n 。2在某一指定的溫度下，進行兩次實驗，固定氫離子的濃度不變，改變丙酮的濃度，使其為ca=mca ，根據212若測得兩次反應的反應速率，即求得反應級數p。用同樣的方法，改變氫離子的濃度，固定丙酮的濃度不變，也可以得到對氫離子的反應級數r。若已經證明：p=r=1 ， q=0

3、，反應速率方程可寫為：-dci/dt=kcach+在大量外加酸存在下及反應進程不大的條件2下，反應過程的氫離子可視為不變，因此，反應表現為準一級反應或假一級反應：-dci/dt=kca 式中 k=k ch+ ，2k 為與氫離子濃度有關的準反應比速。設丙酮及碘的初始濃度為ca0 、 ci0. 側有： ca= ci0- ( ci0- ci )由數學推導最終可得：2222ci= - ca0 kt+ ca0c+ ci022若在不同的時刻t,測得一系列ci,將其對t作圖，得一直線，斜率為 - ca0 k ，即可求得k 的值。在不同的氫離2子濃度下，k值不同。分光光度法，在550 nm 跟蹤 i2 隨時間

4、變化率來確定反應速率。三、儀器及藥品721 分光光度計1 套丙酮標準液(2.000mol*l-1)秒表 1 塊 hcl 標準液 (1.000mol*l-1) 碘瓶( 50ml ) 6 個 i2 標準液(0.01mol*l-1) 刻度移液管(20ml ) 5 支四、實驗步驟1 .儀器準備：實驗前先打開光度計預熱。2 . 標準曲線法測定摩爾吸光系數。(每組配一種濃度，共5 個濃度，在一臺儀器上測出吸光度，數據共享)3. 丙酮碘化過程中吸光度的測定：迅速混合，每隔1 分鐘記錄光度計讀數，記錄至少15 分鐘。記住先加丙酮、碘，最后加鹽酸！注意事項：比色皿的拿法和清洗；測量碘溶液標準曲線由低到高；移液管

5、的使用：不要吹掉最后一滴；標準曲線法測定摩爾吸光系數，(每組配一種濃度，共5 個濃度，在一臺儀器上測出吸光度，數據共享)；錐形瓶上的體積是粗刻度，要以移液管所取的體積為準；溶液數目多，制備溶液時防止加錯體積。五、實驗數據處理摩爾吸光系數的測定r1=3.226e-5mol*l-1*min-1， r2=2.899 e-5 mol*l-1*min-1r3=5.840e-5mol*l-1*min-1， r4=2.940e-5 mol*l-1*min-1r=-dca/dt=-dci/dt=kca1.013 ci0.86ch+0.022222同初始濃度的反應速率常數，求其平均值2k1= 8.065 e-4

6、dm3*mol-1*min-1 ， k2=7.248e-4dm3*mol-1*min-1 k3=7.300e-4dm3*mol-1*min-1， k4=7.35 e-4dm3*mol-1*min-1k(average)=7.491 e-4dm3*mol-1*min-1六、思考題1.動力學實驗中，正確計算時間是很重要的實驗關鍵。本實驗中，將丙酮溶液加入盛有i2 和 hcl 溶液的碘瓶中時，反應即開始，而反應時間卻以溶液混合均勻并注入比色皿中才開始計時，這樣做對實驗結果有無影響，為什么？理論上有影響，但實際上幾乎沒有影響，理論系統誤差小于千分之一。而且反應剛開始會有很多不確定因素 反應液是否完全混

7、勻、生成中間體濃度需要多長時間達到穩態近似法處理的條件dm/dt=0 等。2. 本實驗對于丙酮溶液和hcl 的初始濃度相對于i2 的初始濃度有何要求？為什么？2chci2 及反應進程不大的條件下進行實驗，可認為ca、 ci 是不變的，反應速率恒定，i2 濃度過高可能發生多+2元碘化。3. 本實驗結果表明碘的濃度對反應速率有何影響？據此推測反應機理。在碘的濃度不是低到不能發生反應或高到引起其他效應的的情況下，碘的濃度對反應速率影響可以忽略，酸催化反應機理：七、實驗討論1. 反應產物對反應速率有加快作用的反應稱為自催化反應。在自催化反應中，反應速率既受反應物濃度的影響，又受反應產物濃度的影響。在此

8、反應中酸是反應的催化劑，通常不加酸，因為只要反應一開始，就產生酸hi ，此酸就可自動發生催化反應，因此反應還沒有開始時，有一個誘導階段，一但有一點酸產生，反應就很快進行。自催化作用的特點是：1 反應開始進行得很慢(稱誘導期)，隨著起催化作用的產物的積累反應速度迅速加快，而后因反應物的消耗反應速度下降；2 自催化反應必須加入微量產物才能啟動；3 自催化反應必然會有一個最大反應速率出現。2. 反應第一步為丙酮烯醇化反應，其速率常數較小，第二步是烯醇碘化反應，它是一個快速的且能進行到底的反應。烯醇碘化反應是整個反應的驅動力，使得反應可以順利進行到底，而丙酮的烯醇化反應是決速步驟。3. 丙酮一元碘化后

9、，由于引入的i 的 -i 效應，使羰基氧上電子云密度降低，在質子化形成烯醇比未碘化時要困難一些，在ca ci 及反應不是太快的條件下反應只會生成一元碘代丙酮。若是堿催化反應，一元碘化后，24. 在鏈反應或其它連續反應中，由于自由基等中間產物極活潑，濃度低，壽命又短，可以近似地認為在反應達到穩定狀態后，它們的濃度基本上不隨時間而變化，即dm/dt= 0 (m 表示中間產物)，這樣的處理方法叫做穩態近似法，實驗中反應的中間體為烯醇負離子。反應速率常數與溫度的依賴關系為k = aexp ( - ea/ rt) ，由arrhenius 公式可近似計算實驗溫度下的反應活化能ea。k(13 )= 7.49

10、1 e-4dm3*mol-1*min-1 根據經驗溫度上升10反應速率約增加一倍 1, k(23 C) Ql.49-3dm3*mol-1*min-1 由In(k1/k2)=ea(t2-t1)/t1t2r可以粗算得 ea100kj*mol -16. 從實驗中測得的吸光度第一個值在碘濃度一樣的情況下的下降趨勢說明，丙酮和碘在不加酸的條件下就開始反應，粗算得未加酸時的反應速率r=5.6e-6 mol*l-1*min-1 , 約為加酸后反應速率的十分之一。9. 本實驗的理論系統誤差很小，可以忽略不計，導致實驗結果偏離理論值的原因主要是實驗的偶然誤差：分光光度計沒有恒溫裝置，實驗時間近一小時，無法消除環

11、境溫度變化對反應速率的影響；儀器不穩定等。【篇二：丙酮碘化反應】一、實驗目的（ 1 ）通過實驗加深對復雜反應特征的理解。（ 2）測定酸催化時丙酮碘化反應的速率常數、活化能。（ 3）掌握722 型可見分光光度計的使用方法。二、實驗原理不同的化學反應其反應機理是不相同的。按反應機理的復雜程度之不同可以將反應分為基元反應（簡單反應）和復雜反應兩種類型。簡單反應是由反應物粒子經碰撞一步就直接生成產物的反應。復雜反應不是經過簡單的一步就能完成的，而是要通過生成中間產物的許多步驟來完成的，其中每一步都是一個基元反應。常見的復雜反應有對峙反應（或稱可逆反應，與熱力學中的可逆過程的含義完全不同）。平行反應和連

12、續反應等。丙酮碘化反應是一復雜反應，反應方程式為：h+是催化劑，由于反應本身能生成h+,所以，這是一個自動催化反應。一般認為該反應的反應機理包括下列兩步：這是一個連續反應。反應（1 ）是丙酮的烯醇化反應，它是一個可逆反應，進行得很慢。反應（2）是烯醇的碘化反應，它是一個快速且能進行到底的反應。由于反應（1 ）速率很慢，而反應（2）的速率又很快，中間產物烯醇一旦生成又馬上消耗掉了。根據連續反應的特點，該反應的總反應速率由反應（1 ）所決定，其反應的速率方程可表示為：式中 ca 為丙酮的濃度；cd 為產物碘化丙酮的濃度；ch+ 為氫離子的濃度；k 為丙酮碘化反應的總的速率常數。由反應（2）可知，如

13、果測得反應過程中各時間碘的濃度，就可以求出。由于碘在可見光區有一個比較寬的吸收帶，所以本實驗可采用分光光度法來測定不同時刻反應物的濃度。-3-3按朗怕-比耳定律，若指定波長的光通過碘溶液后光強為 i,通過蒸儲水后的光強為i0,則透光率可表示為：并且透光率與碘的濃度有如下關系：式中，l為比色皿光徑長度；k,是取10為底的對數時的吸收系數。又因積分后可得：將式（5）、（6）代入式（4）中整理后得：或：式中， kl “可通過測定一已知濃度的碘溶液的透光率 t 代入式（5）而求得。當ca 與， ch+ 濃度已知時，只要測出不同時刻反應物的透光率，就可利用（8）式求出丙酮碘化反應的速率常數k。三、儀器和

14、藥品1 、帶恒溫裝置的722 型可見分光光度計；2、超級恒溫槽；3、秒表；4、 100ml 磨口錐形瓶1 個；5、 50ml 容量瓶 2 個；6、 5ml 移液管3 支。7、 0.01mol/l 碘溶液 （kio3 + 5ki + 6hci = 3i2 + 6kci + 3h2o）：準確稱取kio3 0.1427g, 在 50ml 燒杯中加入少量水微熱溶解,加入ki1.1g 加熱溶解, 再加入 2ml 的鹽酸 10ml 混和,倒入100ml 容量瓶中,稀釋至刻度。8 、 2mol/l 丙酮9 、 1mol/l 鹽酸四、實驗步驟（ 1 ）將超級恒溫槽的溫度調至20。（ 2）調整分光光度計：1.

15、在使用儀器前，應該對儀器進行檢查，電源接線應牢固，通地要良好。各個調節旋鈕的起始位置應該正確，然后再接通電源開關。2. 將靈敏度旋鈕調置“ 1”檔（放大倍率最小）。3. 開啟電源，指示燈亮，選擇開關置于波長調到560nm的位置上，然后將比色架（帶有恒溫水套）放入暗箱中蓋好箱蓋）儀器預熱 20min 。4. 打開試樣室蓋（光門自動關閉），調節“ 0”旋鈕，使數字顯示為“ 00.0。蓋上試樣室蓋，將裝有蒸餾水的比色皿（光徑長為”2cm ）放到比色架上，使之處在光路中。調節透光率“ 100 ”旋鈕，使數字顯示為 “ 100.0”。如果顯示不到 “ 100.0”，則可適當增加微電流放大器的倍率檔數，但

16、盡可能使用低檔，這樣儀器將有更高的穩定性。改變倍率后，必須重新校正“ 0”和 “ 100 ”。（ 3）求kl 值：取另一比色皿，注入已知濃度的碘溶液、放到比色皿架的另一檔位置上，測其透光率t （注意刻度盤上讀出的透光率”，相當于公式讀，當 i0=100 時的 i 值，所以透光率t=ix0.01 ），利用（5）式求出 kl 值。（ 4）測定丙酮碘化反應的速度常數k：在一洗凈的50ml 容量瓶中，用移液管移入5mol 2mol/l 丙酮溶液，加入少量蒸餾水（為什么？）。取另一洗凈的50ml 容量瓶，用移液管移入 5ml 實驗用碘溶液。再用另一支移液管移入5mlhcl 溶液，于100ml 磨口帶蓋錐

17、形瓶中注入蒸餾水。三瓶各自蓋好塞子，一起放入恒溫槽中恒溫。待達到恒溫后（10min 左右），將丙酮溶液倒入鹽酸和碘溶液容量瓶中，用恒溫的蒸儲水洗丙酮瓶34次，洗滌液倒入混合液瓶中，用恒溫蒸餾水稀釋至刻度。此步驟在恒溫槽小孔口中進行。取出此容量瓶，搖勻后迅速倒入比色皿中，用擦鏡紙擦于玻璃外壁，放入比色皿架上。以下與步驟（3）相同，測其透光率to每隔3min量一次，直至24min左右。在測量過程中，需經常檢查檢流計零點和蒸餾水空白的透光率。（ 5）分別升溫至25、30，35 ，測以上各溫度時透光率t。五、數據處理1. 利用（5）式，求出kl 。2. 由 lgt 對時間 t 作圖，應得一直線，求此直

18、線斜率，再由斜率m求出 k 總。（注意ca , ch+應取值若干？）3. 求活化能：由阿累尼烏斯公式以 lgk 對 1/t 作圖，由斜率m 求 en。六、思考題1. 動力學實驗中，正確計量時間是實驗的關鍵。本實驗將反應開始混合，到起算反應時間，中間有一段不算很短的操作時間。這對實驗有無影響？為什么？2. 丙酮的鹵化反應是復雜反應，為什么？【篇三：丙酮碘化反應的速率方程實驗報告+（2）】班級： 2010 級化一學號：20105051117 姓名：楊美玲成績：一、實驗目的1 、掌握用孤立法確定反應級數的方法；2、測定酸催化作用下丙酮碘化反應的速率常數；3、通過本實驗加深對復雜反應特征的理解。二、實

19、驗原理大多數化學反應都是由若干個基本反應組成的。以實驗方法測定反應速率和反應活度的計量關系，是研究反應動力學的一個重要內容。孤立法是動力學研究中常用的一種方法。設計一系列溶液，其中只有某一種物質的濃度不同，而其他物質的濃度均相同，借此可以求得反應對該物質的級數。同樣亦可得到各種作用物的級數，從而確立速率方程。丙酮碘化是一個復雜反應，其反應式為：och3cch3+i2+ch3occh2i+h+i-設丙酮碘化反應速率方程式為：-積分可得：dc 碘 dt=kc 丙酮c 碘 = -kc 丙酮 t(1)式中 k 為反應速率常數。碘在可見光區有很寬的吸收帶，可用分光光度計測定反應過程中碘濃度隨時間變化的關系。按照比爾定律可得：a= -lgt = -lg(i)=?lc 碘 (2) i0式中 a 為吸光度，t 為透光率，i 和 i0 分別為某一特定波長的光線通過待測溶液和空白溶液后的光強，?為吸光系數，l 為樣品池