高中化學(xué)專題四化學(xué)反應(yīng)條件控制課題1硫代硫酸鈉與酸反應(yīng)速率影響因素教學(xué)案高二化學(xué)教學(xué)案

課題一硫代硫酸鈉與酸反響速率的影響要素【學(xué)考報(bào)告】知識(shí)條目

加試要求①硫代硫酸鈉和強(qiáng)酸反響的原理及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

b②濃度、溫度對(duì)硫代硫酸鈉與酸反響速率的影響

c一、化學(xué)反響速率1．化學(xué)反響速率的觀點(diǎn)化學(xué)反響速率是用來權(quán)衡化學(xué)反響進(jìn)行快慢程度的物理量。2．化學(xué)反響速率的表示方法化學(xué)反響速率往常是用單位時(shí)間內(nèi)反響物濃度的減小或生成物濃c度的增添來表示，其數(shù)學(xué)表達(dá)式可表示為v＝t。式中c——某物質(zhì)的濃度變化，常用單位為－1t——時(shí)間，常用單位mol·L。為s、min、h。v——某一物質(zhì)的反響速率，常用單位是mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1等。3．影響化學(xué)反響速率的要素反響物自己的性質(zhì)是決定反響速率的內(nèi)因。外因：反響物濃度、溫度、催化劑等。4．硫代硫酸鈉與酸的反響向Na2S2O3溶液中加入稀硫酸，發(fā)生以下反響：Na2S2O3＋2－＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，反響的離子方程式是S2O3＋2H===SO2↑＋S↓＋H2O。因?yàn)榉错懮刹蝗苡谒腟，使溶液出現(xiàn)污濁現(xiàn)象。依據(jù)出現(xiàn)污濁現(xiàn)象所需時(shí)間的長(zhǎng)短，能夠判斷化學(xué)反響進(jìn)行的快慢。反響進(jìn)行得快，則先出現(xiàn)污濁現(xiàn)象。二、課題方案設(shè)計(jì)1．實(shí)驗(yàn)操作重點(diǎn)為了比較實(shí)驗(yàn)中溶液出現(xiàn)污濁的快慢，能夠先在一張白紙上用黑色記號(hào)筆在適合的地點(diǎn)畫上粗細(xì)、深淺一致的“十”字，襯在反響容器(錐形瓶)的底部。實(shí)驗(yàn)以Na2S2O3和H2SO4兩溶液相混淆時(shí)開始計(jì)時(shí)，到溶液出現(xiàn)的污濁將錐形瓶底部的“十”字完整掩蓋時(shí)結(jié)束。經(jīng)過比較記錄的反響所需時(shí)間，能夠判斷反響速率的大小。2．實(shí)驗(yàn)記錄與結(jié)論研究濃度對(duì)反響速率的影響：①取兩個(gè)50mL錐形瓶，編為1、2號(hào)。向1號(hào)錐形瓶中加入10mL－1溶液，向2號(hào)錐形瓶中加入5mL0.1mol·L0.1mol·LNaSO2231Na2S2O3溶液和5mL蒸餾水。②另取兩支試管，各加入10mL0.1mol·L－1H2SO4溶液，而后同時(shí)將該溶液分別倒入1、2號(hào)錐形瓶中，記錄反響所需的時(shí)間。錐形0.1mol·L－10.1mol·L－1蒸餾反響瓶編Na2S2O3H2SO4結(jié)論水/mL時(shí)間/s號(hào)溶液/mL溶液/mL11001012sNa2S2O3溶液的濃度越大，溶液變污濁越快，2551020s反響速率越快研究溫度對(duì)反響速率的影響：取一個(gè)50mL錐形瓶，編為3號(hào)，向此中加入10mL0.1mol·L－1NaSO溶液，向另一支試管中加入－1H2SO溶10mL0.1mol·L2234液，同時(shí)放入盛有熱水的燒杯中，片晌后將錐形瓶和試管拿出，將H2SO4溶液加到Na2S2O3溶液中，記錄溶液的溫度和反響所需的時(shí)間。錐形0.1mol·L－10.1mol·L－1反響反響瓶編Na2S2O3H2SO4結(jié)論溫度/℃時(shí)間/s號(hào)溶液/mL溶液/mL11010室溫12s反響混淆液溫度越高，溶液變污濁越快，反響3101040℃5s速率越快思慮：在應(yīng)用實(shí)驗(yàn)比較法時(shí)應(yīng)注意什么問題？提示實(shí)驗(yàn)比較法常經(jīng)過平行實(shí)驗(yàn)或先后的系列實(shí)驗(yàn)作察看和對(duì)比，分析影響要素。在比較某一要素對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響時(shí)，一定清除其余要素?cái)_亂，即需要控制好與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的各項(xiàng)反響條件。點(diǎn)撥一、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1．因?yàn)槲蹪岢霈F(xiàn)時(shí)間判據(jù)在實(shí)質(zhì)操作中存在較大的主觀性，如出現(xiàn)什么樣的狀況才算是出現(xiàn)污濁，假如能夠借助在紙片上畫“十”字、“田”字或“王”字，便可能減少偏差，減小主觀要素的影響。為了保證察看的條件盡可能一致，在紙片上畫的“田”字必定要等粗，字體的大小以“田”字框的四個(gè)角恰好到錐形瓶的底邊為最佳。字體的顏色以黑色為好，紅色太亮，所需遮住時(shí)間太長(zhǎng)。“田”字不用畫得太深、太粗，不然實(shí)驗(yàn)時(shí)間太長(zhǎng)。自然，被掩蓋到筆跡看不見為止也是一個(gè)模糊的判據(jù)。2．稀釋H2SO4溶液和稀釋Na2S2O3溶液的成效顯然不一樣，實(shí)驗(yàn)可見此反響速率更大程度上取決于Na2S2O3溶液的濃度，并且它的濃度大小直接影響積淀的顏色。3．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)與酸反響的速率較快，為了便于記錄和比較溶液出現(xiàn)污濁時(shí)間的長(zhǎng)短，控制反響物濃度和反響溫度十分重要。夏天做此實(shí)驗(yàn)和冬天做此實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻x擇不一樣的濃度，冬天室溫較低可采納0.2mol·L－1的濃度，速率快，積淀顏色顯然。夏天則可采納低一點(diǎn)的濃度，0.1mol·L－1比較適合。4．對(duì)于實(shí)驗(yàn)所需要的加熱，采納水浴加熱為好，一則便于控制溫度，二則此實(shí)驗(yàn)溫度也不需要超出50℃。實(shí)驗(yàn)時(shí)注意把量好的兩份液體裝在試管中，分別插入溫度計(jì)，同時(shí)放入熱水，等溫度快升高到所需溫度時(shí)立刻拿出，這時(shí)溫度還會(huì)持續(xù)高升，擱置一段時(shí)間待回落到所需溫度時(shí)立刻倒入錐形瓶開始實(shí)驗(yàn)。注意溫度計(jì)的水銀球不要遇到試管壁和試管底，應(yīng)逗留在溶液中央。5．對(duì)于硫積淀的顏色：0.1mol·L－1Na2S2O3溶液和0.1mol·L－1H2SO4溶液反響后的液體呈乳白色，0.2mol·L－1Na2S2O3溶液和0.2mol·L－1H2SO4溶液反響后的液體呈淺黃色。點(diǎn)撥二、丈量化學(xué)反響速率1．基本思路化學(xué)反響速率是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。因?yàn)榛瘜W(xué)反響中發(fā)生變化的是體系中的化學(xué)物質(zhì)(包含反響物和生成物)，因此與此中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)有關(guān)的性質(zhì)在丈量反響速率時(shí)都能夠加以利用。2．用于化學(xué)反響速率丈量的基天性質(zhì)直接可丈量的性質(zhì)，如開釋出氣體的體積和系統(tǒng)壓強(qiáng)。比如，過氧化氫的分解反響中有氣體生成，能夠丈量在必定溫度和壓強(qiáng)下開釋出來的氣體的體積，再進(jìn)行適合的變換和計(jì)算。依賴物理儀器才能丈量的性質(zhì)．如顏色的深淺、光的汲取、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。在溶液中，當(dāng)反響物或產(chǎn)物自己有比較顯然的顏色時(shí)，經(jīng)常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來追蹤反響的過程和丈量反響速率。3．設(shè)計(jì)“反響速率的影響要素”實(shí)驗(yàn)“反響速率的影響要素”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路①分析可能影響化學(xué)反響快慢的要素，明的確驗(yàn)?zāi)康?；②從所給試劑分析能發(fā)生哪些化學(xué)反響；③分析所給物質(zhì)的濃度、狀態(tài)等的不一樣，分別設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)?！胺错懰俾实挠绊懸亍痹O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案舉例①銅片分別與同濃度的鹽酸在常平和加熱條件下的實(shí)驗(yàn)②鎂條、鐵片分別與同濃度的鹽酸在常溫下的實(shí)驗(yàn)→反響物自己的性質(zhì)是決定反響速率的主要要素。③鐵片分別與不一樣濃度的鹽酸反響的實(shí)驗(yàn)→④塊狀碳酸鈣分別與不一樣濃度的鹽酸的實(shí)驗(yàn)商討反響物的濃度對(duì)反響速率的影響。⑤鐵片分別與同濃度的鹽酸在常平和加熱條件下的實(shí)驗(yàn)―→商討反響溫度對(duì)反響速率的影響。⑥3%過氧化氫溶液加入氯化鐵溶液或二氧化錳條件下的分解實(shí)驗(yàn)―→商討催化劑對(duì)反響速率的影響。⑦塊狀碳酸鈣、碳酸鈣粉末分別與同濃度的鹽酸的實(shí)驗(yàn)―→商討固體反響物的表面積對(duì)反響速率的影響。[典例分析]為了研究溫度、濃度對(duì)化學(xué)反響速率的影響，某同學(xué)做了硫代硫酸鈉與酸反響速率的影響要素的有關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄以下：參加反響的物質(zhì)組號(hào)溫度Na2S2O3H2SO4蒸餾水℃體積濃度體積濃度體積/mLmL（mol·L－1）mL（mol·L－1）A10100.1100.10B1050.1100.15C1050.2100.25D3050.1100.15E30100.250.25該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中主要采納的方法是_____________________________。(2)實(shí)驗(yàn)

A、

B

的探

究目的

是______________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)A、C的研究目的是____________________________________。(4)實(shí)驗(yàn)B、D的研究目的是____________________________________。你以為該同學(xué)設(shè)計(jì)這組實(shí)驗(yàn)的目的是___________________________。分析五組實(shí)驗(yàn)中，三種液體混淆后所得混淆溶液的整體積都是20mL，可估量出混淆溶液中Na2S2O3、H2SO4的濃度值。A、C組中－1c(Na2S2O3)都約為0.05mol·L，B、D組中c(Na2S2O3)都約為0.025mol·L－1，E組中c(Na2S2O3)約為0.1mol·L－1；A、B、D、E組中c(H2SO4)都約為0.05mol·L－1，C組中c(H2SO4)約為0.1mol·L－1。聯(lián)合溫度條件，便可確立實(shí)驗(yàn)A、B中的變化要素是“Na2S2O3的濃度”，實(shí)驗(yàn)

A、C中的變化要素是“H

2SO4的濃度”。整體來看，根據(jù)這組實(shí)驗(yàn)，可研究溫度、濃度對(duì)

Na2S2O3和

H2SO的反響速率的影響狀況。答案(1)比較法溫度都為10℃，為了研究Na2S2O3濃度對(duì)有關(guān)反響速率的影響溫度都為10℃，為了研究H2SO4濃度對(duì)有關(guān)反響速率的影響為了研究溫度對(duì)有關(guān)反響速率的影響為了研究溫度、濃度對(duì)Na2S2O3和H2SO4的反響速率的影響[追蹤訓(xùn)練]下表是稀硫酸與某金屬反響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：溶液實(shí)金金屬c(HSO)/溫度/金屬消驗(yàn)屬24質(zhì)量V(H2SO4)/mL℃失的時(shí)序狀(mol·L－1)/g間/s號(hào)態(tài)反響前反響后10.10絲0.5502034500粉20.100.550203550末30.10絲0.750203625040.10絲0.8502035200粉50.100.850203625末60.10絲1.050203512570.10絲1.05035505080.10絲1.150203410090.10絲1.150304440分析上述數(shù)據(jù)，達(dá)成以下問題：(1)實(shí)驗(yàn)4和5表示________________對(duì)反響速率有影響，________反響速率越快，能表示同一規(guī)律的實(shí)驗(yàn)還有________。(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))僅表示反響物濃度對(duì)反響速率產(chǎn)生影響的實(shí)驗(yàn)有________。(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))本實(shí)驗(yàn)中影響反響速率的其余要素還有________，其實(shí)驗(yàn)序號(hào)是________。(4)實(shí)驗(yàn)中的全部反響，反響前后溶液的溫度變化值

(約

15℃)相近

，

推

測(cè)

其

原

因

：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。分析此題考察影響化學(xué)反響速率的要素，同時(shí)考察分析圖表、解決問題的能力。既要注意表格中金屬的狀