1、实验活动7化学反应速率的影响因素实验目的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：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O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。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
2、架、胶头滴管、温度计、药匙、秒表。0.1 molL1 Na2S2O3溶液、0.1 molL1 H2SO4溶液、10% H2O2溶液、1 molL1 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
3、 0.1 molL1 Na2S2O3溶液，向2号锥形瓶中加入5 mL 0.1 molL1 Na2S2O3溶液和5 mL蒸馏水。另取两支试管，各加入10 mL 0.1 molL1 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 molL1 Na2S2O3溶液的体积/mL加入水的体积/mL加入0.1 molL1 H2SO4溶液的体积/mL出现浑浊快慢结论110010较快在其他条件相同时，Na2S2O3的浓度越大反应速率越快25510较慢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 molL1
4、Na2S2O3溶液，向另一支试管中加入10 mL 0.1 molL1 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 molL1 Na2S2O3溶液的体积/mL加入0.1 molL1 H2SO4溶液的体积/mL反应温度出现浑浊的快慢结论11010室温较慢在其条件相同时，升高温度，反应速率加快21010热水较快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 molL1 FeCl3
5、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能加快反应速率加入FeCl3气泡冒出速率增大FeCl3能加快反应速率不加其他试剂有气泡冒出，较慢无催化剂反应较慢问题讨论1.写出硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的离子方程式，可以从哪些方面来测定硫代硫酸钠与酸反应速率的大小？提示S2O2H=SO2SH2O溶液浑浊出现的快慢2.实验中如何表征浑浊出现的快慢？提示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“”字，衬在反应容器(锥形瓶)的底部。实验以Na2S2O3溶液与稀H2SO4两溶液相混合时开始计时，到溶
6、液出现的浑浊将锥形瓶底部的“”字完全遮盖时结束。通过比较记录的反应所需时间，来表征浑浊出现的快慢。3.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。提示反应条件影响反应的方向及产物。1.结合以下表中信息，回答有关问题。组号反应温度/参加反应的物质Na2S2O3H2SO4H2OV/mLc/molL1V/mLc/molL1V/mLA1050.150.15B1050.150.110C3050.150.110D3050.250.210(1)实验比较法是人们研究各类问题常用的方法，但在比较某一因素对实验产生的影响时，
7、必须排除其他因素的变动和干扰，即需要控制好与实验有关的各项反应条件。上述表中可以比较的组合有_。(2)上述反应速率最快的是_，最慢的是_。(3)判断上述反应速率快慢的实验现象可以是_。答案(1)A和B、B和C(2)DB(3)出现黄色沉淀的快慢解析实验比较法在比较某一因素对实验产生的影响时，必须是在其他条件不变的情况下进行，不难看出A和B、B和C符合。2.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.
8、1 molL1 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_。(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_。(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/s20406080100120气体体积/mL实验乙15.029.543.556.569.581.5020 s的反应速率v1_ mLs1,100120 s的反应速率v2_mLs1。不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是_。答案(1)2H2O22H2OO2(2)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(3)0.750.6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(2)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。(3)020 s的反应速率v10.75 mLs1,100120 s的反应速率v20.6 mLs1，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。