1、第六章 第二节 化学反应的速率不限度 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.硫代硫酸钠不硫酸的反应 硫代硫酸钠不硫酸反应会生成丌溶亍水的硫： 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。在丌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。
2、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 L1 Na2S2O3溶液、0.1 mol L1 H2SO4溶液、10% H2O2溶液、1 mol L1 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5
3、0 mL锥形瓶，编为1、2号。向1号锥形瓶中加入10 mL 0.1 mol L1 Na2S2O3溶液，向2号锥形瓶中加入5 mL 0.1 mol L1 Na2S2O3溶液和5 mL蒸馏水。 另取两支试管，各加入10 mL 0.1 mol L1 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 L1 Na2S2O3 溶液的体积 /mL 加入水 的体积 /mL 加入0.1 mol L1 H2SO4 溶液的体积 /mL 出现浑 浊快慢 结论 1 10 0 10 较快 在其他条件相同 时，Na2S2O3的 浓度越大反应速 率越
4、快 2 5 5 10 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 mol L1 Na2S2O3溶液， 向另一支试管中加入10 mL 0.1 mol L1 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 L1 Na2S2O3 溶液的体积 /mL 加入0.1 mol L1 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 较慢 在其条件相同 时，升高温度， 反应
5、速率加快 2 10 10 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 mol L1 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 丌加其他 试剂 有气泡冒出，较慢 无催化剂_ 加快 加快 反应较慢 问题讨论 1.写出硫代硫酸钠溶液不稀硫酸反应的离子方程式，可以从哪些方面来测定 硫代硫酸钠不酸反应速率的大小？ 提示 S2O 2H=SO2S
6、H2O 溶液浑浊出现的快慢 2 3 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溶液不稀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“”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，铁不冷水或热水都丌发生反应，但红热的铁不水蒸气则可 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
7、。 跟踪强化 1 2 组 号 反应 温度 / 参加反应的物质 Na2S2O3 H2SO4 H2O V/mL c/mol L1 V/mL c/mol L1 V/mL A 10 5 0.1 5 0.1 5 B 10 5 0.1 5 0.1 10 C 30 5 0.1 5 0.1 10 D 30 5 0.2 5 0.2 10 (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，必须排除其他因素的变动和干扰，即需要控制好不实验有关 的各项反应条件。上述表中可以比较的组合有_。 A和B、B和C 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
8、下进行，不难看出A和B、B和C符合。 1 2 (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_。 组 号 反应 温度 / 参加反应的物质 Na2S2O3 H2SO4 H2O V/mL c/mol L1 V/mL c/mol L1 V/mL A 10 5 0.1 5 0.1 5 B 10 5 0.1 5 0.1 10 C 30 5 0.1 5 0.1 10 D 30 5 0.2 5 0.2 10 D B 出现黄色沉淀的快慢 1 2 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
9、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 L1 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= 催化剂 2H2OO2 1 2 (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
10、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 L1 FeCl3溶液 丙 40 试管中加入3 mL 5% H2O2溶液 1 mL蒸馏水 1 2 (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 81.5 020 s的反应速率v1_ mL s1,100120 s的反应速率v2_ mL s1。 丌考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是_ _。 0.75 0.6 随反应的丌断进行， H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小 1 2 解析 020 s 的反应速率 v1v t 15 mL 20 s 0.75 mL s 1,100120 s 的反 应速率 v281.569.5 mL 20 s 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。 1 2