影响参考化学反应速率因素的探究.docVIP

影响化学反应速率因素的探究 探究问题的提出 从化学实验和日常的生活经验知：化学反应有的很快，如爆炸；有的相当慢，如铁生锈。决定物质之间能否反应以及化学反应速率快慢的内因是反应物的结构和性质。木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧的旺；这说明反应物的浓度对化学反应速率有影响。夏天，将食品放在冰箱里不容易腐烂；这说明温度对化学反应速率也有影响。那么，温度和浓度是如何影响化学反应速率？ 化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关，因此所有能改够改变内能、运动速率以及碰撞几率的方法，都可以用来改变、控制反应速率。加热、搅拌、增大反应物浓度、使用催化剂等都是较为常用的方法。日常生活中，汽车加大油门，向炉膛鼓风，用煤粉代替煤块，把食物放进冰箱，把高点包装内放置小包除氧剂等等，就是为了改变反应速率而采取的措施。 研究化学反应速率，从其本质（化学反应速率主要取决于反应物的性质）和影响因素（温度压强浓度催化剂等）来研究，使我们能更好的控制化学反应速率，从而使生产生活中的大部分化学反应的速率都尽可能的随着我们的意向改变。 试管内快速产生大量气泡 试管内产生气泡 试管内产生气泡，但速度较慢 从以上的实验图看，可知： ①30%的H2O2溶液产生的气泡比较快，在相同的时间内，气球的膨胀也比较快； ②20%的H2O2溶液产生气泡的速度一般，与30%的H2O2相比，速度明显较慢，相同间时间内，气球的膨胀程度也较小； ③10%的H2O2溶液产生气泡的速度与气体量明显较弱，气球相比于30% H2O2和20% H2O2的气球的膨胀程度，也显得较为干瘪。即 气体的产生速度：30% 20% 10% 气球的膨胀程度：30% 20% 10% 所以由此可知：当其他条件相同时，增大反应物的浓度反应速率增大。 这是因为，对某一反应来说，在其他条件不变时，反应物中的活化分子的百分数是一定的，而单位体积内的活化分子的数目与单位体积内反应物的总数成正比，即与反应物的浓度成正比。所以反应物浓度增大，活化分子数也增多，有效碰撞的几率增加，反应速率也就增大了。 ②温度对反应速率的影响 取四支试管，分别加入5ml 30%H2O2溶液和2滴FeCl3溶液，在试管口套上气球，然后放入分别盛有温度为30℃、40℃、50℃、60℃的水中，观察试管内气泡的产生现象和相同时间内气球的膨胀情况。 从以上的实验图看，可知得出以下结论： ①温度越高，H2O2溶液的分解速率越快，气体的产生速率越快； ②温度越高，H2O2溶液的分解速率越快，相同时间内，产生的气体越多，气球的膨胀程度越大； ③40℃和50℃的气球的膨胀程度的大小区别不明显，原因应该是温度的梯度设置过小，实验应予以改进。 温度越高，反应速率越快，这是因为通过提高温度使分子获得了更高的能量，活化分子的百分数提高了，所以含有较高能量的分子间的碰撞效率也随之提高。 本实验在实验过程中发现，假如实验不加入FeCl3作催化剂，虽然不同温度下H2O2的分解速率有所区别，但是总体速率都很小，气球的膨胀速率也比较慢，原因可能是H2O2不够新鲜，由于开封已久，已经变质，导致实验失败。 ③催化剂对反应速率的影响 a取四支试管，都加入5ml 30%H2O2溶液，然后其中一支不加FeCl3溶液，其他三支分别加入2滴FeCl3溶液，4滴FeCl3溶液，6滴FeCl3溶液，在试管口套上气球，观察试管内气泡的产生现象和相同时间内气球的膨胀情况。 从以上的实验图看，可以观察到： ①没有加入催化剂的试管，H2O2溶液几乎不分解，气球完全干瘪； ②加入2滴FeCl3溶液与加入4滴FeCl3溶液的试管相比，催化剂的量越多，H2O2溶液的分解速率越快，相同时间内，产生的气体越多，气球的膨胀程度越大； ③加入4滴FeCl3溶液与加入6滴FeCl3溶液的试管相比，发现催化剂的量过多，反应速率反而越低，4滴FeCl3溶液对H2O2溶液分解的催化效果最佳。 由此可得出结论：催化剂能加快反应速率。 催化剂能加快反应速率，这是因为催化剂能改变反应的路径，使反应所需的活化能降低，这样体系中含有的活化分子百分数就会提高，有效碰撞的几率增高，反应速率增大。 b为了验证以上结论：4滴FeCl3溶液对H2O2溶液分解的催化效果更佳。我们特设置了下面这个实验。取三支试管，都加入5ml 30%H2O2溶液，然后分别加入3滴FeCl3溶液，4滴FeCl3溶液，5滴FeCl3溶液，在试管口套上气球，观察试管内气泡的产生现象和相同时间内气球的膨胀情况。 从图可知，b实验结论与a相同：4滴FeCl3溶液对H2O2溶液分解的催化效果更佳。 三、分析与讨论 在进行实验过程中发现，H2O2的分解速率都很小，气球的膨