課題一硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響因素 學考報告 一 化學反應速率1 化學反應速率的概念化學反應速率是用來衡量化學反應進行 程度的物理量 2 化學反應速率的表示方法化學反應速率通常是用 時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示 其數學表達式可表示為 式中 c 某物質的濃度變化 常用單位為 t 時間 常用單位為 v 某一物質的反應速率 常用單位是 等 快慢 單位 mol l 1 s min h mol l 1 s 1 mol l 1 min 1 3 影響化學反應速率的因素 1 反應物 是決定反應速率的內因 2 外因 等 4 硫代硫酸鈉與酸的反應向na2s2o3溶液中加入稀硫酸 發生如下反應 na2s2o3 h2so4 na2so4 so2 s h2o 反應的離子方程式是 由于反應生成不溶于水的s 使溶液出現 現象 根據出現渾濁現象所需時間的長短 可以判斷化學反應進行的快慢 反應進行得 則先出現渾濁現象 本身的性質 反應物濃度 溫度 催化劑 渾濁 快 二 課題方案設計1 實驗操作要點為了比較實驗中溶液出現渾濁的快慢 可以先在一張白紙上用黑色記號筆在合適的位置畫上粗細 深淺一致的 十 字 襯在 的底部 實驗以na2s2o3和h2so4兩溶液相混合時開始計時 到溶液出現的渾濁將錐形瓶底部的 十 字完全遮蓋時 通過比較記錄的 可以判斷反應速率的大小 反應容器 錐形瓶 結束 反應所需時間 2 實驗記錄與結論 1 探究濃度對反應速率的影響 取兩個50ml錐形瓶 編為1 2號 向1號錐形瓶中加入10ml0 1mol l 1na2s2o3溶液 向2號錐形瓶中加入5ml0 1mol l 1na2s2o3溶液和5ml蒸餾水 另取兩支試管 各加入10ml0 1mol l 1h2so4溶液 然后同時將該溶液分別倒入1 2號錐形瓶中 記錄反應所需的時間 2 探究溫度對反應速率的影響 取一個50ml錐形瓶 編為3號 向其中加入10ml0 1mol l 1na2s2o3溶液 向另一支試管中加入10ml0 1mol l 1h2so4溶液 同時放入盛有熱水的燒杯中 片刻后將錐形瓶和試管取出 將h2so4溶液加到na2s2o3溶液中 記錄溶液的溫度和反應所需的時間 越快 思考 在應用實驗比較法時應注意什么問題 提示實驗比較法常通過平行實驗或先后的系列實驗作觀察和對比 分析影響因素 在比較某一因素對實驗產生影響時 必須排除其他因素干擾 即需要控制好與實驗有關的各項反應條件 點撥一 實驗注意事項1 由于渾濁出現時間判據在實際操作中存在較大的主觀性 如出現什么樣的情況才算是出現渾濁 如果能夠借助在紙片上畫 十 字 田 字或 王 字 就可能減少誤差 減小主觀因素的影響 為了保證觀察的條件盡可能一致 在紙片上畫的 田 字一定要等粗 字體的大小以 田 字框的四個角剛好到錐形瓶的底邊為最佳 字體的顏色以黑色為好 紅色太亮 所需遮住時間太長 田 字不必畫得太深 太粗 否則實驗時間太長 當然 被遮蓋到字跡看不見為止也是一個模糊的判據 2 稀釋h2so4溶液和稀釋na2s2o3溶液的效果明顯不同 實驗可見此反應速率更大程度上取決于na2s2o3溶液的濃度 而且它的濃度大小直接影響沉淀的顏色 3 硫代硫酸鈉 na2s2o3 與酸反應的速率較快 為了便于記錄和比較溶液出現渾濁時間的長短 控制反應物濃度和反應溫度十分重要 夏季做此實驗和冬季做此實驗可以選擇不同的濃度 冬季室溫較低可采用0 2mol l 1的濃度 速率快 沉淀顏色明顯 夏季則可采用低一點的濃度 0 1mol l 1比較適合 4 對于實驗所需要的加熱 采用水浴加熱為好 一則便于控制溫度 二則此實驗溫度也不需要超過50 實驗時注意把量好的兩份液體裝在試管中 分別插入溫度計 同時放入熱水 等溫度快升高到所需溫度時立即取出 這時溫度還會繼續升高 放置一段時間待回落到所需溫度時馬上倒入錐形瓶開始實驗 注意溫度計的水銀球不要碰到試管壁和試管底 應停留在溶液中央 5 關于硫沉淀的顏色 0 1mol l 1na2s2o3溶液和0 1mol l 1h2so4溶液反應后的液體呈乳白色 0 2mol l 1na2s2o3溶液和0 2mol l 1h2so4溶液反應后的液體呈淺黃色 點撥二 測量化學反應速率1 基本思路化學反應速率是通過實驗測定的 因為化學反應中發生變化的是體系中的化學物質 包括反應物和生成物 所以與其中任何一種化學物質的濃度 或質量 相關的性質在測量反應速率時都可以加以利用 2 用于化學反應速率測量的基本性質 1 直接可測量的性質 如釋放出氣體的體積和體系壓強 例如 過氧化氫的分解反應中有氣體生成 可以測量在一定溫度和壓強下釋放出來的氣體的體積 再進行適當的轉換和計算 2 依靠物理儀器才能測量的性質 如顏色的深淺 光的吸收 光的發射 導電能力等 3 在溶液中 當反應物或產物本身有比較明顯的顏色時 常常利用顏色深淺和顯色物質濃度間的正比關系來跟蹤反應的過程和測量反應速率 3 設計 反應速率的影響因素 實驗 1 反應速率的影響因素 實驗設計的思路 分析可能影響化學反應快慢的因素 明確實驗目的 從所給試劑分析能發生哪些化學反應 分析所給物質的濃度 狀態等的不同 分別設計對比實驗 鐵片分別與同濃度的鹽酸在常溫和加熱條件下的實驗 探討反應溫度對反應速率的影響 3 過氧化氫溶液加入氯化鐵溶液或二氧化錳條件下的分解實驗 探討催化劑對反應速率的影響 塊狀碳酸鈣 碳酸鈣粉末分別與同濃度的鹽酸的實驗 探討固體反應物的表面積對反應速率的影響 典例剖析 為了研究溫度 濃度對化學反應速率的影響 某同學做了硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響因素的相關實驗 實驗記錄如下 1 該同學在實驗中主要采用的方法是 2 實驗a b的探究目的是 3 實驗a c的探究目的是 4 實驗b d的探究目的是 5 你認為該同學設計這組實驗的目的是 解析五組實驗中 三種液體混合后所得混合溶液的總體積都是20ml 可估算出混合溶液中na2s2o3 h2so4的濃度值 a c組中c na2s2o3 都約為0 05mol l 1 b d組中c na2s2o3 都約為0 025mol l 1 e組中c na2s2o3 約為0 1mol l 1 a b d e組中c h2so4 都約為0 05mol l 1 c組中c h2so4 約為0 1mol l 1 結合溫度條件 就可確定實驗a b中的變化因素是 na2s2o3的濃度 實驗a c中的變化因素是 h2so4的濃度 總體來看 根據這組實驗 可探究溫度 濃度對na2s2o3和h2so4的反應速率的影響情況 答案 1 比較法 2 溫度都為10 為了探究na2s2o3濃度對相關反應速率的影響 3 溫度都為10 為了探究h2so4濃度對相關反應速率的影響 4 為了探究溫度對相關反應速率的影響 5 為了探究溫度 濃度對na2s2o3和h2so4的反應速率的影響 跟蹤訓練 下表是稀硫酸與某金屬反應的實驗數據 分析上述數據 完成下列問題 1 實驗4和5表明 對反應速率有影響 反應速率越快 能表明同一規律的實驗還有 填實驗序號 2 僅表明反應物濃度對反應速率產生影響的實驗有 填實驗序號 3 本實驗中影響反應速率的其他因素還有 其實驗序號是 4 實驗中的所有反應 反應前后溶液的溫度變化值 約15 相近 推測其原因 解析本題考查影響化學反應速率的因素 同時考查分析圖表 解決問題的能力 既要注意表格中金屬的狀態不同 又要通過對比各種數據 綜合分析得出答案 答案 1 固體反應物的表面積表面積越大1 2 2 1 3 4 6 8或2 5 3