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《化学反应速率(第二课时)》

思考

为什么反应条件对化学反应速率有影响?

【实验原理】

Na₂S₂O₃(硫代硫酸钠)溶液与H₂SO₄溶液反应如下：

Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂个+S↓+H₂O

【实验用品】

0.1mol/LNa₂S₂0₃溶液、0.1mol/LH₂SO₄溶液、

20℃水、70℃热水、试管、烧杯等。

任务一探究温度对化学反应速率的影响

编号

水浴温度/℃

0.1mol/LNa₂S₂O₃溶液 的体积/mL

0.1mol/LH₂SO₄溶液的体积/mL

出现浑浊的时间/s

①

20

2

2

②

70

2

2

【实验】

任务一探究温度对化学反应速率的影响

编号

水浴温度/℃

0.1mol/L

Na₂S₂O₃溶液的体积/mL

0.1mol/LH₂SO₄溶液

的体积/mL

出现浑浊的时间/s

①

20

2

2

87

②

70

2

2

16

当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大，

降低温度，化学反应速率减小。

【实验结论】

思考

如何解释温度对化学反应速率的影响呢?

1918年，路易斯提出了化学反应速率的简单

碰撞理论。该理论认为，反应物分子间的碰撞是化学反应的先决条件。反应物分子间有效碰撞的频率越高，化学反应速率越大。

简单碰撞理论

基元反应

基元反应：通过碰撞一步直接转化为产物的反应。例如：NO₂+CO=NO+CO₂

反应历程(反应机理)

更多的化学反应过程分为多步进行例如：

2HI=H₂+I₂

第一步：2HI→21·+H₂

第二步：21·→I₂

气体分子的碰撞频率

任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。气体的浓度为1mol/L时，在每立方厘米、每秒内反应物分子的碰撞可达1028次，如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应，反应只需10-5s就可以完成。任何气体的反应均可瞬间完成。但实际并非如此。

碰撞时能量

碰撞时取向

有足够的能量

不合适

和合适的取向

有效碰撞

活化分子

E₂

△H

能量4

反应的活化能

反应物分子平均能量

生成物

反应过程

E

反应物

活化能和活化分子

其他条件相同时，升高温度→单位体积内活化分子数

目增多→单位体积内活化分子百分数增多→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。

任务二简单碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响

●-活化分子

简单碰撞理论解释反应条件

对化学反应速率的影响

其他条件相同时，改变某一反应条件→单位体积内活化分子数目增多(或减少)→单位时间内有效碰撞次数增多(或减少)→化学反应速率增大(或减小)。

任务三探究浓度对化学反应速率的影响

【实验目的】

探究一定条件下反应物浓度对Na₂S₂O₃与硫酸化学反应速率的影响。

【实验原理】

Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂+S+H₂O

NaS₂0(硫代硫酸钠)溶液与H₂SO₄溶液反应如下：

【实验装置】

浊度计用于测量溶液浑浊度的变化。产生的沉

淀越多，浑浊度(单位为NTU)值越大。

槽孔

变量控制测定化学反应速率的方法

【方案设计】

变量：Na₂S₂0₃或H₂SO₄浓度

控制变量：其他组分浓度、温度等

选取观测量：溶液达到相同浑浊度的过程中，

浑浊度随时间的变化

识别变量

实验编号

Na₂S₂O₃溶液

H₂SO₄溶液

蒸馏水

c/(mol·L-1)

V/mL

c/(mol·L-1)

V/mL

V/mL

①

0.1

1.5

0.1

3.5

10

②

0.1

2.5

0.1

3.5

9

③

0.1

3.5

0.1

3.5

8

④

0.1

3.5

0.1

2.5

9

⑤

0.1

3.5

0.1

1.5

10

【实验过程】

1.其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大。

2.反应物浓度等倍数改变，对化学反应速率影响不同。

0100200300

时间/s

③④⑤②①

【实验结论】

400

300

200

100

浑浊度/NIU

400500

实验编号

Na₂S₂O₃溶液

H₂SO₄溶液

蒸馏

水

c/(mol·L-1)

V/mL

c/(mol·L-1)

V/mL

V/mL

①

0.1

1.5

0.1

3.5

10

③

0.1

3.5

0.1