实验活动7《化学反应速率的影响因素》课件(共26张PPT)

(共26张PPT)
实验活动7 化学反应速率的影响因素
第六章
化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度
选择性必修一
2st
【实验目的】
1．体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。
2．理解改变反应条件可以调控化学反应的速率。
【实验原理】
1．硫代硫酸钠与硫酸的反应
硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫：Na2S2O3＋H2SO4===
Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊，比较浑浊现象出现所需时间的长短，可以判断该反应进行的快慢。在不同浓度和温度条件下分别进行上述反应，并比较其反应快慢，可以看出反应物浓度和温度对该反应速率的影响。
【实验原理】
2．过氧化氢分解会产生氧气，在有或无催化剂存在下进行对比实验，通过观察氧气产生的快慢可以看出催化剂对该反应速率的影响。
【实验用品】
烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、药匙、秒表。
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、蒸馏水。
方法指导
为了比较实验中溶液出现浑浊的快慢，可以先在一张白纸上用黑色记号笔在合适的位置画上粗细、深浅一致的“十”字，衬在反应容器(锥形瓶)的底部。实验以Na2S2O3和H2SO4两溶液相混合时开始计时，到溶液出现的浑浊将锥形瓶底部的“十”字完全遮盖时结束(如图)。通过比较记录反应所需时间，可以判断反应速率的大小。
实验步骤
1.探究浓度对反应速率的影响
取两个50 mL锥形瓶，编为1、2号。向1号锥形瓶中加入10 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，向2号锥形瓶中加入5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和5 mL蒸馏水。
另取两支试管，各加入10 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，然后同时将该溶液分别倒入1、2号锥形瓶中，记录反应所需的时间。
记录与结论
实验 编号 加入0.1 mol· L－1 Na2S2O3 溶液的体积 /mL 加入水 的体积 /mL 加入0.1 mol· L－1 H2SO4 溶液的体积 /mL 出现浑 浊快慢 结论
1 10 0 10
2 5 5 10 较快
较慢
在其他条件相同时，Na2S2O3的浓度越大反应速率越快
实验步骤
2.探究温度对反应速率的影响
取一个50 mL锥形瓶，编为3号，向其中加入10 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，向另一支试管中加入10 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，同时放入盛有热水的烧杯中，片刻后将锥形瓶和试管取出，将H2SO4溶液加到Na2S2O3溶液中，记录溶液的温度和反应所需的时间。
记录与结论
实验 编号 加入0.1 mol· L－1 Na2S2O3 溶液的体积 /mL 加入0.1 mol· L－1 H2SO4 溶液的体积 /mL 反应 温度 出现浑浊的快慢 结论
1 10 10 室温
2 10 10 热水 较慢
较快
在其条件相同时，升高温度，反应速率加快。
实验步骤
3.催化剂对化学反应速率的影响
向三支大小相同的试管中各加入2 mL 10% H2O2溶液，再向其中的两支试管中分别加入少量MnO2粉末和2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢。
记录与结论
现象 结论
加入MnO2 气泡冒出速率增大 MnO2能　　 反应速率
加入FeCl3 气泡冒出速率增大 FeCl3能 反应速率
不加其他 试剂 有气泡冒出，较慢 无催化剂_________
加快
加快
反应较慢
实验结论
1．其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小。
2．其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。
3．催化剂可以改变化学反应速率。
【实验注意事项】
1.做对比实验时除了要对比的因素不同外,其他能影响实验结果的因素应该完全相同。
2.本实验所需要的过氧化氢的浓度不能太大,原因是浓度太大,反应太剧烈,影响现象的观察。
【问题和讨论】
提示：红热的铁和水蒸气具有较高的温度，温度越高，化学反应速率越快，反应越容易发生。
在通常情况下，铁与冷水或热水都不发生反应，但红热的铁与水蒸气则可发生反应，生成Fe3O4和H2。试从反应条件的角度思考并解释这一事实。
【巩固练习】
1．在不同浓度(c )、温度(T )条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v )如下表。下列判断不正确的是(　　)
A．a＝ 6.00
B．同时改变反应温度和蔗糖
的浓度，v可能不变
C．b< 318.2
D．不同温度时，蔗糖浓度减
少一半所需的时间相同
D
【巩固练习】
A项，分析题表中数据可知，在同一温度下，反应的瞬时速率与浓度在数值上成正比，当T＝328.2 K时，v＝15c，故a＝15×0.400＝6.00，正确。
B项，分析题表中数据可知升高温度，水解速率增大，增大浓度，水解速率也增大，若同时增大(减小)反应物的浓度和降低(升高)反应的温度，则对反应速率的影响因素相互抵消，反应速率可能不变，正确。
C项，在物质的浓度不变时，升高温度，水解速率增大，降低温度，水解速率减小，由于在物质的浓度为0.600 mol·L－1时，温度由318.2 K变为b，反应速率减小，则b＜318.2，正确。
D项，不同温度时，反应速率不相同，则蔗糖浓度减少一半所需的时间不同，错误。
【巩固练习】
2．探究温度和浓度对反应速率的影响
实验原理及方案：在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘，反应原理是2IO－＋5SO2－＋2H＋===I2＋5SO2－＋H2O，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
3
3
实验序号 0.01 mol·L－1 KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL 0.01 mol·L－1 Na2SO3溶液的体积/mL 水的体积/mL 实验温度/℃ 出现蓝色的时间/s
① 5 5 V1 0
② 5 5 40 25
③ 5 V2 35 25
则V1＝________mL、V2＝________mL。
40
10
【巩固练习】
解析
①和②温度不同，应该是探究温度对反应速率的影响，因此浓度需相同，即溶液的总体积相同，则V1＋5＋5＝5＋5＋40，得V1＝40；②和③温度相同，应该是探究浓度对反应速率的影响，表中KIO3酸性溶液的体积相同，可知亚硫酸钠的浓度应不同，溶液的总体积相同，5＋V2＋35＝5＋5＋40，得V2＝10。
【巩固练习】
【巩固练习】
3.某实验小组学习化学反应速率后，联想到H2O2分解制备氧气，设计如下实验方案探究外界条件对反应速率的影响。
编号 温度 反应物 催化剂
甲 25 ℃ 试管中加入3 mL 5% H2O2溶液 1 mL蒸馏水
乙 25 ℃ 试管中加入3 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
丙 40 ℃ 试管中加入3 mL 5% H2O2溶液 1 mL蒸馏水
(1)实验乙中发生反应的化学方程式为________________________________。
2H2O2 ====== 2H2O＋O2↑
催化剂
【巩固练习】
(2) 实验甲和实验乙的实验目的是________________________________。
实验甲和实验丙的实验目的是________________________________。
探究催化剂对反应速率的影响
探究温度对反应速率的影响
解析　由表可知实验甲和实验乙除催化剂不同外其他条件都相同，所以实验甲和实验乙是探究催化剂对反应速率的影响；实验甲和实验丙除温度不同外其他条件均相同，则实验甲和实验丙是探究温度对反应速率的影响。
编号 温度 反应物 催化剂
甲 25 ℃ 试管中加入3 mL 5% H2O2溶液 1 mL蒸馏水
乙 25 ℃ 试管中加入3 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
丙 40 ℃ 试管中加入3 mL 5% H2O2溶液 1 mL蒸馏水
【巩固练习】
(3)实验过程中该同学对实验乙中产生的气体进行收集，并在2 min内6个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如下表。
时间/s 20 40 60 80 100 120
气体体积/mL 实验乙 15.0 29.5 43.5 56.5 69.5 81.5
0～20 s的反应速率v1＝_____ mL·s－1,100～120 s的反应速率v2＝____ mL·s－1。
不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是_____________________
__________________________________________。
0.75
0.6
随反应的不断进行，
H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小
解析
【巩固练习】
0～20 s的反应速率v1=0.75 mL·s－1,100～120 s的反应速率v2＝0.6 mL·s－1，速率减小的原因是随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小。
向奋斗在一线的老师致敬
课堂小结
感谢您的观看
选择性必修一
THS