高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第一單元 化學(xué)反應(yīng)速率 2 化學(xué)反應(yīng)速率的測量學(xué)案 蘇教版選修4.doc
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化學(xué)反應(yīng)速率的測量【考點(diǎn)精講】定量測量鋅跟硫酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)原理:利用產(chǎn)生10 mL H2所需要的時(shí)間確定化學(xué)反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)用品:錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導(dǎo)氣管、50 mL注射器、鐵架臺、秒表、鋅粒、1 mol/L的硫酸、4 mol/L的硫酸。實(shí)驗(yàn)裝置:實(shí)驗(yàn)步驟:(1)取一套裝置,加入40 mL 1mol/L的硫酸,測量收集10 mL H2所用的時(shí)間。(2)取另一套裝置,加入40 mL 4mol/L的硫酸,測量收集10 mL H2所用的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:鋅跟硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,收集10 mL氣體。所用的時(shí)間比所用的時(shí)間短。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:加入試劑反應(yīng)時(shí)間(min)反應(yīng)速率mol/(Lmin)1mol/L H2SO4長小4mol/L H2SO4短大實(shí)驗(yàn)結(jié)論:4mol/L的硫酸與鋅粒反應(yīng)的速率比1mol/L的硫酸與鋅粒反應(yīng)的速率快。注意事項(xiàng):1. 鋅粒的顆粒(即表面積)大小基本相同。2. 40mL的硫酸溶液要迅速加入。3. 裝置氣密性要好,且計(jì)時(shí)要迅速準(zhǔn)確。思考與交流:鋅跟硫酸反應(yīng)的離子方程式為Zn+2H=Zn2+H2,還可以采用什么方法測量該反應(yīng)的速率?可用的方法:可利用相同質(zhì)量的鋅完全溶解所用時(shí)間的不同、稀硫酸濃度的變化、單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積或產(chǎn)生相同體積氣體所需要的時(shí)間等方法來測量化學(xué)反應(yīng)速率?!镜淅觥坷}1影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探究。他們利用Cu、Fe、Mg和不同濃度的硫酸(0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。A:甲同學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下表:實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象結(jié)論分別取等體積的2mol/L的硫酸于試管中反應(yīng)速率:鎂鐵,銅不反應(yīng)金屬的性質(zhì)越活潑,反應(yīng)速率越快(1)甲同學(xué)表中實(shí)驗(yàn)步驟為。(2)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?;要得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,還需控制的實(shí)驗(yàn)條件是。B:乙同學(xué)為了更精確的研究濃度對反應(yīng)速率的影響,利用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(3)乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該測定的數(shù)據(jù)是。(4)乙同學(xué)完成該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)藥品是。該實(shí)驗(yàn)中不選用某濃度的硫酸,理由是。思路導(dǎo)航:(1)要比較不同的金屬與硫酸反應(yīng)的快慢時(shí),三種金屬的大小、形狀應(yīng)該是相同的,即答案應(yīng)該是分別投入大小、形狀相同的銅、鐵、鎂。(2)由于三種金屬是不同的,所以實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯拷饘俦旧淼男再|(zhì)與反應(yīng)速率的關(guān)系。比較不同的金屬與硫酸反應(yīng)的快慢時(shí),除控制硫酸的濃度、固體的表面積相同以外,溶液的溫度也應(yīng)該是相同的。(3)要比較濃度不同的硫酸與同一種金屬反應(yīng)的反應(yīng)速率的快慢,可以通過測量一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積(或產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時(shí)間)。(4)由于是比較不同濃度的硫酸與金屬反應(yīng)的快慢,所以選擇的金屬和試劑應(yīng)該是鎂(或鐵)和0.5mol/L H2SO4、2mol/L H2SO4。由于常溫下,鎂與18.4mol/L H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生SO2,可使對比實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理不同,而18.4mol/L H2SO4可使鐵鈍化,所以不能選擇濃硫酸。答案:(1)分別投入大小、形狀相同的銅、鐵、鎂(2)研究金屬本身的性質(zhì)與反應(yīng)速率的關(guān)系溫度相同(3)一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積(或產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時(shí)間)(4)鎂(或鐵)和0.5mol/L H2SO4、2mol/L H2SO4常溫下,鎂與18.4mol/L H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生SO2,18.4mol/L H2SO4可使鐵鈍化,使對比實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理不同。例題2 碘在科研與生活中有重要的應(yīng)用。某興趣小組用0.50molL1KI、0.2淀粉溶液、0.20molL1K2S2O8、0.10molL1 Na2S2O3等試劑,探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。已知S2O82+2I=2SO42+I2(慢)、I2 +2S2O32=2I+S4O62(快)(1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,當(dāng)溶液中(寫離子符號)耗盡后,溶液顏色將由無色變?yōu)樗{(lán)色,為確保能觀察到藍(lán)色,S2O32與S2O82初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為n(S2O32)n(S2O82)。(2)為探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表:實(shí)驗(yàn)序號體積/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0VX4.04.02.0表中VX=mL,理由是。思路導(dǎo)航:(1)溶液顏色將由無色變?yōu)樗{(lán)色,說明溶液中有單質(zhì)碘生成。所以根據(jù)反應(yīng)S2O82+2I=2SO42+I2(慢)和I2 +2S2O32=2I+S4O62(快)可知,此時(shí)S2O32已經(jīng)消耗完畢。根據(jù)方程式可知,恰好完全反應(yīng)時(shí)n(S2O32)n(S2O82)21,所以要能觀察到藍(lán)色,則n(S2O32)要不足,即n(S2O32)n(S2O82)21。(2)要探究濃度對反應(yīng)速率的影響,則溶液的體積必須相同。根據(jù)可知,溶液的體積都是20mL,唯一不同的是S2O82的物質(zhì)的量,所以VX=2.0mL。答案:(1)S2O32、2:1(2)2.0、保持溶液總體積不變,僅改變S2O82的濃度而其他物質(zhì)的濃度不變【總結(jié)提升】1. 測定化學(xué)反應(yīng)速率的基本思路測定化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)鍵是測定某一時(shí)間間隔內(nèi)反應(yīng)體系中某物質(zhì)濃度的變化。由于物質(zhì)的某些物理性質(zhì)(如壓強(qiáng)、體積、吸光度、電導(dǎo)率等)與其物質(zhì)的量或濃度之間存在函數(shù)關(guān)系,因此人們常用物理方法準(zhǔn)確而快速地測定反應(yīng)物或生成物濃度的變化來確定化學(xué)反應(yīng)速率。2. 可能用到的基本性質(zhì)(1)直接可觀察的性質(zhì),如釋放氣體的體積。(2)在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時(shí),常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測量反應(yīng)速率。(3)可以依靠科學(xué)儀器來測量某些性質(zhì),如顏色的深淺、光的吸收和發(fā)射、導(dǎo)電能力等。例題某化學(xué)小組為了研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)原理2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4=K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄實(shí)驗(yàn)編號室溫下,試管中所加試劑及其用量 / mL室溫下溶液顏色褪至無色所需時(shí)間 / min0.6 mol/LH2C2O4溶液H2O0.2mol/L KMnO4溶液3 mol/L稀硫酸13.02.03.02.04.023.03.02.02.05.233.04.01.02.06.4請回答:(1)根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是。(2)利用實(shí)驗(yàn)1中數(shù)據(jù)計(jì)算,該反應(yīng)的反應(yīng)速率為:(KMnO4)=。思路導(dǎo)航:(1)根據(jù)反應(yīng)中改變的條件及褪色時(shí)間長短,可以得出的結(jié)論是其他條件相同時(shí),增大KMnO4濃度(或反應(yīng)物濃度),反應(yīng)速率增大。(2)高錳酸鉀溶液的濃度變化量是0.2mol/L3/100.06mol/L,所以其反應(yīng)速率是0.06mol/L4min1.5102mol/(Lmin)。答案:(1)其他條件相同時(shí),增大KMnO4濃度(或反應(yīng)物濃度),反應(yīng)速率增大。(2)1.5102mol/(Lmin)- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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