高中化學 專題4 化學反應條件的控制 課題一 硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響因素課件 蘇教選修6

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1、課題一硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響因素課題一硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響因素 【學考報告】【學考報告】知識條目知識條目加試要求加試要求硫代硫酸鈉和強酸反應的原理及實驗現(xiàn)象硫代硫酸鈉和強酸反應的原理及實驗現(xiàn)象濃度、溫度對硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響濃度、溫度對硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響bc一、化學反應速率一、化學反應速率1.化學反應速率的概念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化學反應速率是用來衡量化學反應進行_程度的物理量。程度的物理量。2.化學反應速率的表示方法化學反應速率的表示方法化學反應速率通常是用化學反應速率通常是用_時間內(nèi)反應物濃度的減小或生時間內(nèi)反應物濃度的減小或

2、生成物濃度的增加來表示，其數(shù)學表達式可表示為成物濃度的增加來表示，其數(shù)學表達式可表示為_。式中式中c某物質(zhì)的濃度變化，常用單位為某物質(zhì)的濃度變化，常用單位為_。t時間，常用單位為時間，常用單位為_。v某一物質(zhì)的反應某一物質(zhì)的反應速率，常用單位是速率，常用單位是_等。等。快慢快慢單位單位molL1s、min、hmolL1s1、molL1min13.影響化學反應速率的因素影響化學反應速率的因素(1)反應物反應物_是決定反應速率的內(nèi)因。是決定反應速率的內(nèi)因。(2)外因：外因：_、_、_等。等。4.硫代硫酸鈉與酸的反應硫代硫酸鈉與酸的反應向向Na2S2O3溶液中加入稀硫酸，發(fā)生如下反應：溶液中加入稀硫

3、酸，發(fā)生如下反應：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，反應的離子方程式是，反應的離子方程式是_。由于反應生成不溶于水的由于反應生成不溶于水的S，使溶液出現(xiàn)，使溶液出現(xiàn)_現(xiàn)象。根據(jù)出現(xiàn)象。根據(jù)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象所需時間的長短，可以判斷化學反應進行的快慢。現(xiàn)渾濁現(xiàn)象所需時間的長短，可以判斷化學反應進行的快慢。反應進行得反應進行得_，則先出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。，則先出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。本身的性質(zhì)本身的性質(zhì)反應物濃度反應物濃度溫度溫度催化劑催化劑渾濁渾濁快快二、課題方案設計二、課題方案設計1.實驗操作要點實驗操作要點為了比較實驗中溶液出現(xiàn)渾濁的快慢，可以先在一張白紙上為了比較實驗中溶液出現(xiàn)渾濁的快慢，可

4、以先在一張白紙上用黑色記號筆在合適的位置畫上粗細、深淺一致的用黑色記號筆在合適的位置畫上粗細、深淺一致的“十十”字，字，襯襯在在_的底部。實驗以的底部。實驗以Na2S2O3和和H2SO4兩溶兩溶液相混合時開始計時，到溶液出現(xiàn)的渾濁將錐形瓶底部的液相混合時開始計時，到溶液出現(xiàn)的渾濁將錐形瓶底部的“十十”字完全遮蓋時字完全遮蓋時_。通過比較記錄的。通過比較記錄的_，可以判斷反應速率的大小?？梢耘袛喾磻俾实拇笮?。反反應應容器容器(錐形瓶錐形瓶)結束結束反應所需時間反應所需時間2.實驗記錄與結論實驗記錄與結論(1)探究濃度對反應速率的影響：探究濃度對反應速率的影響：取兩個取兩個50 mL錐形瓶，編為

5、錐形瓶，編為1、2號。向號。向1號錐形瓶中加入號錐形瓶中加入10 mL 0.1 molL1 Na2S2O3溶液，向溶液，向2號錐形瓶中加入號錐形瓶中加入5 mL 0.1 molL1 Na2S2O3溶液和溶液和5 mL蒸餾水。蒸餾水。另取兩支試管，各加入另取兩支試管，各加入10 mL 0.1 molL1 H2SO4溶液，然溶液，然后同時將該溶液分別倒入后同時將該溶液分別倒入1、2號錐形瓶中，記錄反應所需的號錐形瓶中，記錄反應所需的時間。時間。錐形錐形瓶編瓶編號號0.1 molL1Na2S2O3溶液溶液/mL蒸餾蒸餾水水/mL0.1 molL1H2SO4溶液溶液/mL反應反應時間時間/s結論結論1

6、1001012 sNa2S2O3溶液溶液的濃度越大，的濃度越大，溶液變渾濁越溶液變渾濁越快，反應速率快，反應速率越快越快2551020 s(2)探究溫度對反應速率的影響：探究溫度對反應速率的影響：取一個取一個50 mL錐形瓶，編為錐形瓶，編為3號，向其中加入號，向其中加入10 mL 0.1 molL1 Na2S2O3溶液，向另一支試管中加入溶液，向另一支試管中加入10 mL 0.1 molL1 H2SO4溶溶液，同時放入盛有熱水的燒杯中，片刻后將錐形瓶和試管取出，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，將將H2SO4溶液加到溶液加到Na2S2O3溶液中，記錄溶液的溫度和反應所需

7、溶液中，記錄溶液的溫度和反應所需的時間。的時間。錐形錐形瓶編瓶編號號0.1 molL1Na2S2O3溶液溶液/mL0.1 molL1H2SO4溶液溶液/mL反應反應溫度溫度/反應反應時間時間/s結論結論11010室溫室溫12 s反應混合液溫度反應混合液溫度越高，溶液變越高，溶液變渾渾濁濁_，反應反應速率越快速率越快3101040 5 s越快越快思考：思考：在應用實驗比較法時應注意什么問題？在應用實驗比較法時應注意什么問題？提示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(chǎn)生影響時，和對比，分析影響因素

8、。在比較某一因素對實驗產(chǎn)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。應條件。點撥一、實驗注意事項點撥一、實驗注意事項1.由于渾濁出現(xiàn)時間判據(jù)在實際操作中存在較大的主觀性，如由于渾濁出現(xiàn)時間判據(jù)在實際操作中存在較大的主觀性，如出現(xiàn)什么樣的情況才算是出現(xiàn)渾濁，如果能夠借助在紙片上出現(xiàn)什么樣的情況才算是出現(xiàn)渾濁，如果能夠借助在紙片上畫畫“十十”字、字、“田田”字或字或“王王”字，就可能減少誤差，減小字，就可能減少誤差，減小主觀因素的影響。主觀因素的影響。為了保證觀察的條件盡可能一致，在紙片上畫的為了保證觀察的條件盡可能一致

9、，在紙片上畫的“田田”字一字一定要等粗，字體的大小以定要等粗，字體的大小以“田田”字框的四個角剛好到錐形瓶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。住時間太長。“田田”字不必畫得太深、太粗，否則實驗時間字不必畫得太深、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(jù)。太長。當然，被遮蓋到字跡看不見為止也是一個模糊的判據(jù)。2.稀釋稀釋H2SO4溶液和稀釋溶液和稀釋Na2S2O3溶液的效果明顯不同，實驗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可見此反應速率更大程度上

10、取決于Na2S2O3溶液的濃度，而溶液的濃度，而且它的濃度大小直接影響沉淀的顏色。且它的濃度大小直接影響沉淀的顏色。3.硫代硫酸鈉硫代硫酸鈉(Na2S2O3)與酸反應的速率較快，為了便于記錄與酸反應的速率較快，為了便于記錄和比較溶液出現(xiàn)渾濁時間的長短，控制反應物濃度和反應和比較溶液出現(xiàn)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同的濃度，冬季室溫較低可采用0.2 molL1的濃度，速率的濃度，速率快，沉淀顏色明顯。夏季則可采用低一點的濃度，快，沉淀顏色明顯。夏季則可采用低一點

11、的濃度，0.1 molL1比較適合。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溫度，二則此實驗溫度也不需要超過50 。實驗時注意把量。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，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(xù)升等溫度快升高到所需溫度時立即取出，這時溫度還會繼續(xù)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

12、碰到試管壁和試管底，應停實驗。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。留在溶液中央。5.關于硫沉淀的顏色：關于硫沉淀的顏色：0.1 molL1 Na2S2O3溶液和溶液和0.1 molL1 H2SO4溶液反應后的液體呈乳白色，溶液反應后的液體呈乳白色，0.2 molL1 Na2S2O3溶液溶液和和0.2 molL1 H2SO4溶液反應后的液體呈淺黃色。溶液反應后的液體呈淺黃色。點撥二、測量化學反應速率點撥二、測量化學反應速率1.基本思路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(fā)生變化化學反應速率是通過實驗測定的。因為化學反應中發(fā)生變化的是體系中的化學物質(zhì)的是體系

13、中的化學物質(zhì)(包括反應物和生成物包括反應物和生成物)，所以與其中任，所以與其中任何一種化學物質(zhì)的濃度何一種化學物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量或質(zhì)量)相關的性質(zhì)在測量反應速率時相關的性質(zhì)在測量反應速率時都可以加以利用。都可以加以利用。2.用于化學反應速率測量的基本性質(zhì)用于化學反應速率測量的基本性質(zhì)(1)直接可測量的性質(zhì)，如釋放出氣體的體積和體系壓強。直接可測量的性質(zhì)，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?shù)霓D定溫度和壓強下釋放出來的氣體的體積，再進行適當?shù)霓D換和計算。換和

14、計算。(2)依靠物理儀器才能測量的性質(zhì)依靠物理儀器才能測量的性質(zhì).如顏色的深淺、光的吸收、如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導電能力等。光的發(fā)射、導電能力等。(3)在溶液中，當反應物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時，在溶液中，當反應物或產(chǎn)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(zhì)濃度間的正比關系來跟蹤反常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關系來跟蹤反應的過程和測量反應速率。應的過程和測量反應速率。3.設計設計“反應速率的影響因素反應速率的影響因素”實驗實驗(1)“反應速率的影響因素反應速率的影響因素”實驗設計的思路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；分析可能影響

15、化學反應快慢的因素，明確實驗目的；從所給試劑分析能發(fā)生哪些化學反應；從所給試劑分析能發(fā)生哪些化學反應；分析所給物質(zhì)的濃度、狀態(tài)等的不同，分別設計對比分析所給物質(zhì)的濃度、狀態(tài)等的不同，分別設計對比實驗。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。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實驗探討催化劑對反應速率的影響。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塊狀碳酸鈣、碳酸鈣粉末分別與同濃

16、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。探討固體反應物的表面積對反應速率的影響。典例剖析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：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：組號組號參加反應的物質(zhì)參加反應的物質(zhì)Na2S2O3H2SO4蒸餾水蒸餾水體積體積/mLA10100.1100.10B1050.1100.15C1050.2100.25D3050.1100.15E30100.250.25(1)該同學在實驗中主要采用的方法是該同學在實驗中主要采

17、用的方法是_。(2)實驗實驗A、B的探究目的是的探究目的是_。(3)實驗實驗A、C的探究目的是的探究目的是_。(4)實驗實驗B、D的探究目的是的探究目的是_。(5)你認為該同學設計這組實驗的目的是你認為該同學設計這組實驗的目的是_。解析解析五組實驗中，三種液體混合后所得混合溶液的總體積都五組實驗中，三種液體混合后所得混合溶液的總體積都是是20 mL，可估算出混合溶液中，可估算出混合溶液中Na2S2O3、H2SO4的濃度值。的濃度值。A、C組中組中c(Na2S2O3)都約為都約為0.05 molL1，B、D組中組中c(Na2S2O3)都都約為約為0.025 molL1，E組中組中c(Na2S2O

18、3)約為約為0.1 molL1；A、B、D、E組中組中c(H2SO4)都約為都約為0.05 molL1，C組中組中c(H2SO4)約為約為0.1 molL1。結合溫度條件，就可確定實驗。結合溫度條件，就可確定實驗A、B中的變化因素是中的變化因素是“Na2S2O3的濃度的濃度”，實驗，實驗A、C中的變化因素是中的變化因素是“H2SO4的濃的濃度度”?？傮w來看，根據(jù)這組實驗，可探究溫度、濃度對。總體來看，根據(jù)這組實驗，可探究溫度、濃度對Na2S2O3和和H2SO4的反應速率的影響情況。的反應速率的影響情況。答案答案(1)比較法比較法(2)溫度都為溫度都為10 ，為了探究，為了探究Na2S2O3濃度

19、對相關反應速率濃度對相關反應速率的影響的影響(3)溫度都為溫度都為10 ，為了探究，為了探究H2SO4濃度對相關反應速率的濃度對相關反應速率的影響影響(4)為了探究溫度對相關反應速率的影響為了探究溫度對相關反應速率的影響(5)為了探究溫度、濃度對為了探究溫度、濃度對Na2S2O3和和H2SO4的反應速率的影的反應速率的影響響 跟蹤訓練跟蹤訓練下表是稀硫酸與某金屬反應的實驗數(shù)據(jù)：下表是稀硫酸與某金屬反應的實驗數(shù)據(jù)：實驗實驗序號序號金屬金屬質(zhì)量質(zhì)量/g金屬金屬狀態(tài)狀態(tài)c(H2SO4)/(molL1)V(H2SO4)/mL溶液溫度溶液溫度/金屬金屬消失消失的時的時間間/s反應反應前前反應反應后后10

20、.10絲絲0.550203450020.10粉末粉末0.55020355030.10絲絲0.750203625040.10絲絲0.850203520050.10粉末粉末0.85020362560.10絲絲1.050203512570.10絲絲1.05035505080.10絲絲1.150203410090.10絲絲1.150304440分析上述數(shù)據(jù)，完成下列問題：分析上述數(shù)據(jù)，完成下列問題：(1)實驗實驗4和和5表明表明_對反應速率有影響，對反應速率有影響，_反應速率越快，能表明同一規(guī)律的實驗還有反應速率越快，能表明同一規(guī)律的實驗還有_。(填實驗序號填實驗序號)(2)僅表明反應物濃度對反應速率

21、產(chǎn)生影響的實驗有僅表明反應物濃度對反應速率產(chǎn)生影響的實驗有_。(填實驗序號填實驗序號)(3)本實驗中影響反應速率的其他因素還有本實驗中影響反應速率的其他因素還有_，其實驗序，其實驗序號是號是_。(4)實驗中的所有反應，反應前后溶液的溫度變化值實驗中的所有反應，反應前后溶液的溫度變化值(約約15 )相相近，推測其原因：近，推測其原因：_。解析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、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(tài)不同，又要通過解決問題的能力。既要注意表格中金屬的狀態(tài)不同，又要通過對比各種數(shù)據(jù)，綜合分析得出答案。對比各種數(shù)據(jù)，

22、綜合分析得出答案。答案答案(1)固體反應物的表面積表面積越大固體反應物的表面積表面積越大1、2(2)1、3、4、6、8或或2、5(3)反應溫度反應溫度6、7或或8、9(4)因為所有反應中，金屬的質(zhì)量和硫酸溶液體積均相等，并且因為所有反應中，金屬的質(zhì)量和硫酸溶液體積均相等，并且硫酸過量，產(chǎn)生的熱量相等，所以溶液的溫度變化值相近硫酸過量，產(chǎn)生的熱量相等，所以溶液的溫度變化值相近方法技巧方法技巧設計實驗研究影響化學反應速率的因素的核心思路是：只改設計實驗研究影響化學反應速率的因素的核心思路是：只改變一種條件，觀察實驗結果，從而得出該條件對結果的影響。變一種條件，觀察實驗結果，從而得出該條件對結果的影響。這種思路反映的是變量控制的思想。本題考查了通過處理實這種思路反映的是變量控制的思想。本題考查了通過處理實驗數(shù)據(jù)研究化學反應速率的影響因素。驗數(shù)據(jù)研究化學反應速率的影響因素。