这节课我们要一起来学习影响化学反应速率的因素。
我们都知道不同的化学反应会有不同的速率,这就表明反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等内在因素决定的,外界条件也有很大的影响,比如温度、浓度、压强及催化剂等等。在实验的过程当中,我们可以通过定性观察的方法来比较化学反应速率的大小。除了定性观察之外,也可以通过实验来进行定量的测定。
我们首先来看教材为我们提供的定性和定量研究影响化学反应速率的因素。实验探究的第一部分是一个定性的过程,实验用品和实验方案如图所示。
这里边涉及到的主要方程式如图所示,这是一个非常典型的氧化还原反应,探究的是浓度对化学反应速率的影响。因此我们要在浓度上体现出不同,两支试管中硫酸的浓度不一样。第一支试管的浓度小,第二支试管的浓度大。我们会明显观察到浓度小的这支试管中出现淡黄色的浑浊比较慢,而浓度大的这支试管中出现淡黄色的浑浊会很快。由此我们能够得能够得到这样的结论,其他条件相同的时候,增大反应物浓度,反应速率增大,反之亦然。
第二个实验我们要来探究温度对化学反应速率的影响,实验原理依然是这一个典型的氧化还原反应,只不过是要将等浓度的两支试管分别放于冷水和热水中,那么这些现象也是非常明显的。热水当中出现淡黄色的浑浊很快,冷水中出现淡红色的浑浊比较慢。由此我们能够得到这样的结论,当条件相同的时候,升高温度反应速率增大,降低温度反应速率减小。
第三个定性的探究实验研究的是催化剂对速率的影响,反应原理是过氧化氢的分解,只不过在一只试管中加入了零点一摩尔每升的氯化铁溶液,而另外一支试管当中则没有。那实验现象也是非常显而易见的,加入氯化铁的这只食管产生气泡的速率明显快于另外一只试管,所以我们可以得到这样的结论:加入催化剂化学反应速率加快。大家注意,刚刚我们做的这三个实验,只做了一个实验就得到这样的结论,其实是不太科学的,这是在千千万万个实验的基础之上得到的统一的结论,而教材当中呢只不过是进行了一定的简化。
这个实验探究二研究的是定量测定,并比较影响化学反应速率。如何实现定量的测定呢?我们采用的是两克的锌粒,还有四十毫升,1摩尔每升的硫酸溶液,放入带有刻度的注射器当中,测量并收集十毫升氢气所用的时间。所以每一步都是精很精确的数据,我们可以将测得的数据填入到表格当中,由此得出一定的结论。