选择性必修1 化学 影响化学反应速率的因素 逐字稿-3,492字
师:同学们,今天我们一起学习人教版选择性必修一第二章第一节化学反应速率的第二课时——影响化学反应速率的因素。通过本堂课的学习,我们要达成两个目标:一是认识影响化学反应速率的因素,了解浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率影响的一般规律;二是学会应用变量控制的方法,通过实验探究浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响。接下来,我们观察金属锂、钠、钾与水的反应。
我们选取三个大小相等的集气瓶,装入等量的水,并滴入两滴酚酞溶液,然后向集气瓶中放入大小基本相等的金属锂、钠、钾。
先将金属锂投入集气瓶中,我们看到锂安静地与水反应,发出“呲呲”的声音,并且水逐渐变为红色,这说明生成了碱性物质。再取一个集气瓶,将金属钠投入其中,看到钠熔成小球,与水迅速反应,水也变成了红色,同样说明生成了碱性物质。最后取一个集气瓶,将金属钾投入,看到钾与水激烈反应,并且产生了薰衣草色的紫色光芒,水也变为红色。
通过这个实验,我们观察到在金属锂、钠、钾与水的反应中,锂与水反应最为缓慢,钾与水反应最为迅速。在实验中,我们保证了其他条件均相同,由此得出影响锂、钠、钾与水反应速率的主要因素是金属本身的性质,也就是内因。我们知道,影响化学反应速率的因素除了内因以外,外界条件对化学反应速率也有一定的影响。
那么,化学反应速率的外界条件有哪些呢?我们又如何在实验中进行探究呢?接下来,我们设计实验并确定探究实验的流程。首先,我们需要明确影响实验探究结果的因素可能有哪些,也就是确定变量。在本次实验中,我们确定的变量有催化剂、浓度、温度、压强。接下来,根据实验目的搞清控制变量的数目。在探究中,我们要先确定其他因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系。确定一种因素的影响结果以后,再确定另一种因素的影响结果。通过分析每个主要因素与所研究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系,也就是“定多变一”。最后,注意选择数据或者设置实验要有效,并且变量统一,否则无法做出正确的判断,也就是说要对实验结果进行分析。按照这样的步骤,我们接下来完成任务。
任务一:探究催化剂对化学反应速率的影响。实验目的是探究二氧化锰、氯化铁对双氧水分解的影响。实验用品有5%的双氧水溶液、1摩尔每升的氯化铁溶液、二氧化锰粉末、胶头滴管、试管、量筒等。我们如何设计探究催化剂对化学反应速率的影响呢?首先确定变量为催化剂,也就是探究用不用催化剂以及使用何种催化剂对化学反应速率的影响。因此,我们设计了三组平行实验:第一组不加催化剂;第二组加入二氧化锰粉末;第三组加入氯化铁溶液。我们选取等量的3毫升5%的双氧水溶液,将其分别装入试管中,通过对比观察这三组实验现象有何不同。
主要实验用品有试管、二氧化锰、三氯化铁溶液、5%的过氧化氢溶液等。取3支小试管,各装入3毫升5%的过氧化氢溶液,向中间一支试管中加入少量二氧化锰,我们看到加入二氧化锰粉末的试管中有大量气泡产生;向右边一支试管中加入1 - 2滴三氯化铁溶液,加入三氯化铁溶液的试管中也有气泡产生;而只装有过氧化氢溶液的试管中几乎没有气泡产生。
通过实验可知,当其他条件相同时,加入二氧化锰、氯化铁对双氧水分解起加快作用,即催化剂的使用可以加快化学反应速率。
任务二:探究温度对化学反应速率的影响。实验目的是探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水的反应的影响。实验用品有浊度传感器、0.1摩尔每升硫酸、比色皿、计算机软件、热水、胶头滴管、0.1摩尔每升硫酸试管、烧杯等。实验中提供了浊度传感器,它用于测定溶液浑浊度的变化,产生的沉淀越多,浊度越大。
接下来一起探究温度对化学反应速率的影响。在该实验中,我们需要控制的变量是温度,所以要保证其他条件相同时仅变化温度。我们设计两组平行实验,通过观察实验中出现浑浊所需时间的不同,来比较化学反应速率的快慢。在实验中,我们选取等量的三滴管0.1摩尔每升硫代硫酸钠溶液和1摩尔每升硫酸溶液10滴,进行两组平行实验,分别控制反应温度为15摄氏度、35摄氏度,运用浊度传感器进行测定。
所用设备为浊度传感器、比色皿、计算机软件。向比色皿中加三滴管0.1摩尔每升硫代硫酸钠,置于浊度传感器中,建立时间与浊度曲线。向比色皿中加10滴0.1摩尔每升稀硫酸,开始采集数据。开始一段时间,浊度为0,温度由15度升至35度,产生硫沉淀的时间由108秒缩短为76秒。