浓度对化学反应速率影响的定量探究

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1、浓度对化学反应速率影响的定量探究==

2、虞君（宁波市第四中学315016）摘要：教材中浓度对化学反应速率的影响是从定性的角度加以研究，而笔者尝试从定量的角度探究了浓度对反应速率的影响。从而加深了学生对知识的理解并且有效地促进了学生的实验设计能力。关键词：化学反应速率定量浓度一、背景人教版（必修加选修）第二册第二章化学平衡是屮学化学的重要理论z—。本章分为三部分，其中第一部分是化学反应速率的知识，包括化学反应速率的概念，影响化学反应速率的外界条件。在浓度、压强、温度、催化剂等影响化学反应速率的条件中，浓度对化学反应速率的影响是这节内容的重点和难点。教材是通过用大理石与不同浓度的稀盐酸反应来说明浓度

3、对化学反应速率的影响，应该说实验现象明显，学生也能接受。但是笔者认为这个实验只是从定性的角度说明了浓度对化学反应速率的影响，为了培养学生的实验技能，可不可以从定量的角度来论证浓度对化学反应速率的影响呢？在学习这个内容Z前，学生已经学习了化学反应速率的概念及其表达方法，完全有能力从定量的角度来学习。近几年的高考中出现了把教材中的定性实验改成定量实验加以考查的趋势，作为教师完全有必要刈教材中的演示实验加以钻研和拓展。二、课题及过程由于很难找到两块质量和表面积儿乎都相等的大理石，所以笔者改用镁条与盐酸反应。1.课题:根据提供的实验用品，设计一个实验，通过定量分析來比较镁条与不同浓度盐酸反应的速率快慢

4、。实验用品：镁条、lmol/L盐酸、（）.5mol/L盐酸、砂纸、蹑子、100ml锥形瓶（2只）、单孔橡皮塞（带导管、橡皮管）、铁架台（带铁夹）、50mlfi筒、50ml注射器、秒表2.学生的设计思路经过思考，学生的思路基本上都是：测出单位时间内生成的出体积或收集一定体积的出所需的时间。但学生设计的实验装置就出现了多种情况（如图1、图2）,主要原理都采用了排水法测气体的体积。但图1、图2的装置经过学生的讨论后都很快被否定了，因为实验用品中没有提供漏斗、烧杯、双孔橡皮塞。许多学生陷入了沉默，笔者不失时机地进行了质疑：镁和盐酸应该在什么容器中反应？还可以用什么仪器来测量H?的体积？此时学生们豁然开

5、朗，提出用注射器测吐的体积，并形成了如图3所示的装置图。3.学生设计的实验步骤⑴组装好实验装置，检查装置的气密性⑵用量筒量取30mllmol/L的盐酸到入锥形瓶中⑶把用砂纸打磨过的镁带(4cm)投入锥形瓶屮，立刻塞紧橡皮塞⑷每隔10秒读出并记录收集到的盘气体积，到40秒⑸再量収30ml0.5mol/L的盐酸到入另一锥形瓶中，重复上面的实验1.实验过程及数据记录三位学生合作完成了本实验，一位学生读秒表，一位学生读H2的体积，另一位学生及时记录数据。数据如下:时间10秒20秒30秒40秒h2的体积(1mol/L的盐酸)12202733h2的体积(0.5mol/L的盐酸)46785.数据处理及结论从

6、表中的数据完全可以清晰地看出，单位时I'可内浓度大的盐酸与镁反应放出比多，反应速率快。由于化学反应速率常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加來表示，所以笔者请学生计算前30秒内盐酸的平均化学反应速率(假设出的体积是在标准状况下测定的，反应前后溶液的体积未发生变化)。lmol/LHCl的化学反应速率：V(hci>=(27X103LX2)/(22.4L/molX0.03LX30S)二2.7X10*3mol/(L・S)0.5mol/LHCl的化学反应速率：V=(7X10_3LX2)/(22.4L/molX0.03LX30S)=0.7X10_3moV(L・S)从计算的结果得出反应物

7、浓度越大，化学反应速率越快。从而从定量的角度论证了浓度对化学反应速率的影响。2.问题及讨论笔者提出的问题：这个实验的误差较大，主要的原因可能有哪些？学生的意见：①记时与读气体的体积可能未同步。②投入镁条与塞橡皮塞位同步，可能有氢气外逸。③两次实验，产生的氢气温度不同。④镁条表面的氧化膜磨去程度不同。甚至还有学生提出了一些实验改进的建议，如：先把镁条放入锥形瓶，塞上橡皮塞，然后用注射器向锥形瓶内注入盐酸。或者用一根铜丝穿过橡皮塞固定镁条，等塞上橡皮塞后，把铜丝往下压，使镁条与盐酸接触，都可以有效防止氢气外逸。三、教学反思上述实验由教师给出课题和仪器、药品的大致范围，由学生通过分析一讨论一设计一实

8、验的程序，自己从量的角度比较不同浓度的反应物对同一反应的速率影响。在活动的一开始,设计实验装置，学生的思维就打开了，设计出了儿套不同装置，虽然由于实验仪器未提供而放弃，但这并不能否定学生活跃的思维状态。实验步骤的设计、实验过程的操作、数据的处理，有利于培养学生良好的实验素养以及合作精神，特别是学生对本实验提出的一些意见和对实验改进的建议，许多都出乎老师的意料。通过这种探究性实验，培养了学生的实验设