2019-2020年高中化学专题四化学反应条件的控制课题1硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素学案苏教版选修.doc

2019-2020年高中化学专题四化学反应条件的控制课题1硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素学案苏教版选修一、反应速率的影响因素1设计“反应速率的影响因素”实验 (1)“反应速率的影响因素”实验设计的思路分析可能影响化学反应快慢的因素，明确实验目的；从所给试剂分析能发生哪些化学反应；分析所给物质的浓度、状态等的不同，分别设计对比实验。(2)“反应速率的影响因素”设计的实验方案举例铁片分别与同浓度的盐酸在常温和加热条件下反应的实验探讨反应温度对反应速率的影响3%过氧化氢溶液加入氯化铁溶液或二氧化锰条件下的分解实验探讨催化剂对反应速率的影响块状碳酸钙、碳酸钙粉末分别与同浓度的盐酸反应的实验探讨固体反应物的表面积对反应速率的影响2浓度、温度影响反应速率实验注意事项(1) 由于浑浊出现时间判据在实际操作中存在较大的主观性，如出现什么样的情况才算是出现浑浊，如果能够借助在纸片上画“十”字、“田”字或“王”字，就可能减少误差，减小主观因素的影响。(2)稀释硫酸和稀释Na2S2O3溶液的效果明显不同，由实验可见此反应速率更大程度上决定于Na2S2O3溶液的浓度，而且它的浓度大小直接影响沉淀的颜色。(3)硫代硫酸钠(Na2S2O3)与酸反应的速率较大，为了便于记录和比较溶液出现浑浊时间的长短，控制反应物浓度和反应温度十分重要。夏季做此实验和冬季做此实验可以选择不同的浓度，冬季室温较低可采用0.2 molL1的浓度，速度快，沉淀颜色明显。夏季则可采用低一点的浓度，0.1 molL1比较适合。(4)对于实验所需要的加热条件，采用水浴加热较好，一则便于控制温度，二则此实验温度也不需要超过50 。实验时注意把量好的两份液体装在试管中，分别插入温度计，同时放入热水，等温度快升高到所需温度时立即取出，这时温度还会继续升高，放置一段时间待回落到所需温度时马上倒入锥形瓶开始实验。注意温度计的水银球不要碰到试管壁和试管底，应停留在溶液中央。【例1】用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是()A加热B不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸 C增大稀硫酸的用量D不用铁片，改用铁粉解析：本题旨在考查影响化学反应速率的因素。影响化学反应速率的因素有温度、浓度，还有固体的表面积等。温度升高，浓度增大，固体表面积增大，都会使反应速率增大。若把稀硫酸改用98%的浓硫酸，由于浓硫酸使铁钝化而不能产生氢气。选项C虽然增大了稀硫酸的用量，但没有增大硫酸的浓度，故反应速率不变。答案：BC11已知：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各组实验中，反应速率最快的是()组号反应Na2S2O3溶液H2SO4溶液H2OA1050.250.110B1050.150.110C3050.150.110D3050.250.21012把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率可由下图表示。在下列因素中：盐酸的浓度；镁条的表面积；溶液的温度；Cl的浓度。影响反应速率的因素是()A BC D13某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：X(g)Y(g)Z(g)W(s)H0下列叙述正确的是()A加入少量W，逆反应速率增大B当容器中气体压强不变时，反应达到平衡C升高温度，平衡逆向移动D平衡后加入X，上述反应的H增大二、测量化学反应速率1基本思路化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。2用于化学反应速率测量的基本性质(1)直接可测量的性质，如释放出气体的体积和体系压强。例如，过氧化氢的分解反应中有气体生成，可以测量在一定温度和压强下释放出来的气体的体积，再进行适当的转换和计算。(2)依靠物理仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。(3)在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。3化学方法(如测量锌与硫酸反应的速率)实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 molL1的硫酸、4 molL1的硫酸。实验步骤：(1)取一套装置，加入40 mL 1 molL1的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。(2)取另一套装置，加入40 mL 4 molL1的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。实验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体(2)所用时间比(1)所用时间短。实验结果：加入试剂反应时间/min反应速率/molL1min11 molL1 H2SO4长小4 molL1 H2SO4短大实验结论：4 molL1的硫酸与锌反应比1 molL1的硫酸与锌反应快。注意事项：a锌粒的颗粒(即表面积)大小要基本相同。b40 mL的硫酸溶液要迅速加入。c装置气密性要好，且计时要迅速准确。4常用于测定化学反应速率的物理方法有以下几种(1)量气法对于反应2H2O2=2H2OO2，可测定反应中唯一的气体产物氧气在温度、压强一定时的体积变化。(2)比色法由于物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定反应物浓度。例如，在丙酮的溴代反应过程中：CH3COCH3Br2CH3COCH2BrHBr，有色反应物Br2吸收波长为450 nm的光波，因此可用分光光度计测量溶液对该波长光波的吸光度，据此计算化学反应速率。(3)测电导率法根据离子导电能力的差异，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，进而计算化学反应速率。例如，在乙酸乙酯的皂化反应中：CH3COOC2H5OHCH3COOC2H5OH，由于OH的电导率远大于CH3COO的电导率，可以利用电导仪测量出溶液电导率的变化，据此求出OH的浓度变化，进而求得化学反应速率。此外，激光技术也广泛应用于化学反应速率的测定。【例2】下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态溶液温度/金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150304440分析上述数据，回答下列问题。(1)实验4和5表明，_对反应速率有影响，_反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_(填实验序号)；(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有_(填实验序号)；(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_，其实验序号是_；(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 )相近，推测其原因：_。解析：本题考查反应速率知识，主要是反应物的状态、反应物的浓度及催化剂对反应速率的影响。从实验测出的数据，4和5主要是反应物的状态对反应速率的影响，还可推出浓度对反应速率的影响。答案：(1)固体反应物的表面积表面积越大1和2(2)1、3、4、6、8或2、5(3)反应温度6和7；8和9(4)因为所有反应中，金属质量和硫酸溶液体积均相等，且硫酸过量，产生热量相等，所以溶液温度变化值相近21“碘钟”实验中，3IS2O=I2SO的反应速率可以用I与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 进行实验，得到的数据如下表：实验编号c(I)/molL10.0400.0800.080c(S2O)/molL10.0400.0400.080t/s88.044.022.0实验编号c(I)/molL10.1600.120c(S2O)/molL10.0200.040t/s44.0t1回答下列问题。(1)该实验的目的是_。(2)显色时间t1_。(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 下进行编号对应浓度的实验，显色时间t2的范围为_(填字母)。A22.0 sB22.044.0 sC44.0 sD数据不足，无法判断(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是_。22等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是()组别c(HCl)/molL1温度/状态12.025块状22.530块状32.550块状42.530粉末状A4321 B1234C3421 D1243答案：【互动课堂】触类旁通11D解析：本题主要比较温度和浓度对化学反应速率的影响。溶液混合后总体积都相同，从温度方面判断C、D的反应速率大于A、B的反应速率；从浓度方面判断，A、D的反应速率大于B、C的反应速率。所以反应速率最快的为D。12C解析：镁条和盐酸反应产生H2，其反应的实质是：Mg2H=Mg2H2，是镁与H间的置换反应，与Cl无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸的接触面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，反应速率也会加快；随着反应的进行，H的浓度不断减小，反应速率会逐渐减慢。13B解析：W是固体，改变W的量不影响反应速率，A错。方程式两边气体的化学计量数不相等，当容器中压强不变时，反应达到平衡，B正确。H0，说明正反应吸热，升高温度，平衡应正向移动，C错。H与物质性质、反应物计量数有关，与具体参加反应的物质多少无关，D错。21解析：(1)从题干信息和实验数据可知该实验的目的是研究反应物I与S2O的浓度对反应速率的影响。(2)根据组可知t与c(I)成反比，根据组可知t与c(S2O)成反比，可得出tKc(I)1c(S2O)1。将第一组数据代入得K0.140 8，将第组代入得t10.140 80.12010.040129.3。(3)因升高温度反应速率增大，则显色时间t2应小于22.0 s。(4)综合分析上述数据可推出化学反应速率与反应物起始浓度乘积成正比。答案：(1)研究反应物I与S2O的浓度对反应速率的影响(2)29.3(3)A(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度成反比)22AC解析：化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关，实验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最慢；由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3大于实验2；而实验4和实验3虽然浓度相同，但反应的温度不同，物质的状态也不相同，所以不能比较。