資源簡介

(共21張PPT)
化學反應速率的影響因素
實驗活動7　
一、實驗目的
1.體驗濃度、溫度和催化劑對化學反應速率的影響。
2.理解改變反應條件可以調控化學反應的速率。
二、實驗用品
1.試劑:0.1 mol/L Na2S2O3溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、10%H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、MnO2粉末、蒸餾水。
2.儀器:燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計、藥匙、秒表。
三、實驗方案設計
1.硫代硫酸鈉與硫酸的反應中,設計在硫酸溶液的濃度、體積均相同時,加入等體積、不同濃度的硫代硫酸鈉溶液,探究濃度對反應速率的影響;濃度、體積均相同的硫代硫酸鈉溶液與硫酸溶液,分別置于不同溫度下反應,探究溫度對反應速率的影響。
2.探究不同催化劑或不使用催化劑對H2O2分解反應速率的影響。
四、實驗方案實施
1.濃度對化學反應速率的影響
取兩支大小相同的試管,分別加入2 mL和1 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液,向盛有1 mL Na2S2O3溶液的試管中加入1 mL蒸餾水,搖勻。再同時向上述兩支試管中加入2 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液,振蕩。觀察、比較兩支試管中溶液出現渾濁的快慢。
實驗 編號 加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液的 體積/mL 加入蒸餾 水的體積/mL 加入0.1 mol/L H2SO4溶液的 體積/mL 實驗 現象 實驗結論
① 2 0 2 出現渾濁較快 在其他條件相同時,Na2S2O3的濃度越大,反應速率越大
② 1 1 2 出現渾濁較慢 2.溫度對化學反應速率的影響
取兩支大小相同的試管,各加入2 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液,分別放入盛有冷水和熱水的兩個燒杯中。再同時向上述兩支試管中加入2 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液,振蕩。觀察、比較兩支試管中溶液出現渾濁的快慢。
實驗 編號 加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液 的體積/mL 加入0.1 mol/L H2SO4溶液的 體積/mL 水浴條件 出現現象 實驗結論
① 2 2 冷水 出現渾濁較慢 在其他條件相同時,升高溫度,反應速率增大
② 2 2 熱水 出現渾濁較快 3.催化劑對化學反應速率的影響
向三支大小相同的試管中各加入2 mL 10%H2O2溶液,再向其中的兩支試管中分別加入少量MnO2粉末和2滴1 mol/L FeCl3溶液。觀察、比較三支試管中氣泡出現的快慢。
催化劑 實驗現象 實驗結論
加入MnO2 氣泡冒出速率增大 MnO2能增大反應速率
加入FeCl3溶液 氣泡冒出速率增大 FeCl3能增大反應速率
不加其他試劑 有氣泡冒出,較慢 無催化劑反應較慢
五、問題和討論
1.完成該實驗應注意哪些問題
提示:①保證在只有一個變量的條件下進行實驗,如探究硫代硫酸鈉濃度對反應速率的影響時,保證溶液總體積相同;②所設計的實驗現象明顯,便于觀察,利于得出實驗結論。
2.寫出硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應的離子方程式,可以從哪些方面來測定硫代硫酸鈉與酸反應速率的大小
3.通過以上實驗可得出外界條件改變對化學反應速率有怎樣的影響
提示:①相同條件下,增大反應物濃度,能增大反應速率;②相同條件下,升高溫度能增大反應速率;③相同條件下,使用催化劑能增大反應速率。
4.在通常情況下,鐵與冷水或熱水都不發生反應,但紅熱的鐵與水蒸氣可發生反應,生成Fe3O4和H2。試從反應條件的角度思考并解釋這一事實。
提示:反應條件影響反應的方向及產物。
『鏈接高考』
(2021·浙江1月選考)取50 mL過氧化氫水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O2 2H2O+O2↑。在一定溫度下,測得O2的放出量,轉換成H2O2濃度(c)如下表:
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列說法不正確的是( 　)
A.反應20 min時,測得O2體積為224 mL(標準狀況)
B.20～40 min,消耗H2O2的平均速率為 0.010 mol·L-1·min-1
C.第30 min時的瞬時速率小于第50 min時的瞬時速率
D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解
C
『實驗專練』
1.下列事實能說明影響化學反應速率的決定性因素是反應物本身性質的是(　 　)
A.Cu與濃硝酸劇烈反應,與稀硝酸緩慢反應
B.H2和F2在低溫時就可發生爆炸,而和I2在加熱條件下才能反應
C.H2、O2混合氣體在常溫、常壓下無明顯現象,點燃或放電時可劇烈反應
D.H2O2可緩慢分解放出無色氣泡,加入FeCl3溶液后無色氣泡生成速率會明顯增大
B
解析:硝酸的濃度不同,反應速率不同,濃度為外因,故A不符合題意;F的非金屬性比I的強,所以H2和F2反應較容易,即反應物本身性質決定反應速率,故B符合題意;點燃或放電為反應條件,是外因,故C不符合題意;加入FeCl3溶液,FeCl3作為催化劑增大反應速率,為外因,故D不符合題意。
2.下列四支試管中,分別盛有等量的鋅、酸溶液,其中生成H2的反應速率最大的是(　 　)
C
選項 試管 酸及濃度 溫度 鋅的狀態
A ① 1 mol/L H2SO4溶液 20 ℃ 粉末狀
B ② 3 mol/L HNO3溶液 40 ℃ 粉末狀
C ③ 2 mol/L H2SO4溶液 40 ℃ 粉末狀
D ④ 2 mol/L HCl溶液 40 ℃ 大塊狀
解析:HNO3具有強氧化性,②中3 mol/L HNO3溶液與Zn反應不生成H2;①③④比較,③試管中所用酸溶液中c(H+)最大、溫度最高且鋅是粉末狀,其他條件相同時,增大反應物的接觸面積,反應速率增大,則③中生成H2的反應速率最大。
A.25 ℃時,10～30 min內,R的分解平均速率為0.030 mol·L-1·min-1
B.對比30 ℃和10 ℃曲線,在同一時刻,能說明R的分解速率隨溫度升高而增大
C.對比30 ℃和25 ℃曲線,在0～50 min內,能說明R的分解平均速率隨溫度升高而增大
D.對比30 ℃和10 ℃曲線,在50 min時,R的分解率相等
3.為研究某溶液中溶質R的分解速率的影響因素,分別用三份不同初始濃度R溶液在不同溫度下進行實驗,c(R)隨時間變化如圖所示。下列說法錯誤的是(　 　)
B
4.為研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響,某同學設計了如下一系列的實驗:將表中所給的混合溶液分別加入6個盛有過量鋅粒的容器中,收集產生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需的時間。
物質 A B C D E F
4 mol/L H2SO4 溶液/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
飽和CuSO4 溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
(1)請完成此實驗設計,其中V1=　　　　,V6=　　　　。
解析:(1)要研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響,H2SO4溶液的用量需是定值,所以V1、V2、V3、V4、V5都是30;通過F組數據可以看出,溶液的總體積是50 mL,要保證H+濃度相同,所有溶液的總體積都應是50 mL,故V6=10。
30
10
(2)該同學最后得出結論:當加入少量飽和CuSO4溶液時,生成氫氣
的速率會大大提高,但當加入的飽和CuSO4溶液超過一定量時,生成氫氣的速率反而會減小。請分析氫氣生成速率減小的主要原因:


　 。
由于Zn+Cu2+ Zn2++Cu,當加入飽和CuSO4溶液時,生成的Cu附著在鋅粒上,形成原電池,會增大反應速率,但超過一定量時,生成的Cu覆蓋Zn的表面積增大,Zn與H2SO4的接觸面積減小,反應速率減小
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