苏教版选修6 专题四课题1 硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素 课件（60张）.ppt

课题1硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素 1 认识硫代硫酸钠和强酸反应的离子方程式和实验过程中产生的现象 2 学会用对比的实验方法探究影响硫代硫酸钠与酸反应速率的因素 3 体验观察和分析实验现象在化学实验研究中的重要作用 4 能分析影响某个具体的化学反应的因素 并能设计简单的实验方案加以证实 一 化学反应速率1 表示 以单位时间内反应物 或生成物 浓度的变化来表示 计算公式 c t 2 测定方法 3 影响因素 1 内因 主要因素 反应物的性质 2 外因 注意 压强只是影响有气体参加的反应的化学反应速率 二 本实验涉及的原理及方法1 原理 在 2h so2 s h2o的反应中 通过控制温度或反应物的浓度观察出现浑浊的快慢来研究化学反应速率和这些因素的关系 2 方法 实验比较法 比较 是人们研究各类问题时的常用方法 找出事物之间的相同点和不同点 进行对比分析 1 设置平行实验或先后的系列实验 2 观察 对比 分析影响因素和产生的现象 得出结论 3 在探究某一因素的影响时 必须排除其他因素的变动和干扰 实验用品 仪器 50ml锥形瓶 3个 烧杯 试管 温度计 白纸 计时器 试剂 0 1mol l 1na2s2o3溶液 0 1mol l 1h2so4溶液 蒸馏水 热水 方案设计 思路分析 实验过程 1 探究浓度对化学反应速率的影响 na2s2o3溶液的浓 度越大 反应速 率越快 2 探究温度对化学反应速率的影响 温度越高 反应速率越快 合作探究 1 2号锥形瓶中 在加入5ml0 1mol l 1的na2s2o3溶液后又加入了5ml蒸馏水 这样做的目的是什么 能不能不加蒸馏水 提示 该实验在比较反应速率时 必须得考虑 单一因素 本实验中若不加5ml蒸馏水 则1 2两锥形瓶中h2so4和na2s2o3的浓度都不同 不符合 单一因素 所以2号锥形瓶必须加5ml蒸馏水才能保证两锥形瓶中的稀硫酸的浓度相同 而na2s2o3的浓度不同 2 做3号瓶的实验时要先将na2s2o3和h2so4分别水浴加热后再混合 为什么不混合后再水浴加热 提示 因为两溶液混合后即发生反应 在水浴加热过程中 温度是变化的 无法作准确计算 3 第二个实验中 取1 3两锥形瓶做对比实验 为什么不取2 3两锥形瓶做对比实验 提示 1 3两锥形瓶其他条件相同仅反应温度不相同 而2 3两锥形瓶除温度不同外 na2s2o3的浓度也不相同 故不符合条件 不能做此对比实验 4 在一定温度下 某浓度的na2s2o3溶液与一定量稀硫酸反应时 其反应速率自始至终都保持不变吗 为什么 提示 不是 随反应的不断进行 反应物逐渐消耗 其浓度逐渐降低 故反应速率也随之减慢 拓展课题4 1 蓝瓶子 实验 方案设计 1 实验原理 亚甲基蓝 氧化型 蓝色 亚甲基蓝 还原型 无色 实验中颜色变化的快慢受溶液的酸碱性 反应物的浓度和温度的影响显著 通过控制条件观察颜色的变化来探究外界条件对反应速率的影响 2 实验步骤 1 取四只250ml的锥形瓶分别编号为1 2 3 4 分别加入100ml水 2 在各锥形瓶中按下表要求的用量加入葡萄糖和naoh固体 搅拌溶解 3 各加入3 5滴0 2 的亚甲基蓝溶液 然后塞上橡胶塞 静置 观察现象 静置一段时间后再振荡 观察现象 3 记录实验现象 4 实验结论 分别比较1与2 1与3 2与4的实验现象 并得出实验结论 问题释疑 1 蓝瓶子 实验中 naoh的用量对溶液颜色变化快慢的影响原理 蓝瓶子 实验中 氧化剂是氧气 还原剂是葡萄糖 总反应方程式表示为 2c6h12o6 葡萄糖 o22c6h12o7 葡萄糖酸 其中还原剂葡萄糖的还原能力受碱的影响 加碱可以提高葡萄糖的还原能力 所以naoh的用量会影响溶液中颜色变化的快慢 2 锥形瓶中颜色变化停止的原因 该反应颜色变化的原因是亚甲基蓝可被葡萄糖还原为无色物质 而氧气又可把该无色物质氧化为蓝色物质 故当溶液中的葡萄糖或瓶中的氧气被耗尽之后 锥形瓶中的颜色变化就会停止 类型一温度对化学反应速率的影响 典例1 nahso3溶液在不同温度下均可被过量kio3氧化 当nahso3完全消耗即有i2析出 依据i2析出所需时间可以求得nahso3的反应速率 将浓度均为0 020mol l 1的nahso3溶液 含少量淀粉 10 0ml kio3 过量 酸性溶液40 0ml混合 记录10 55 溶液变蓝时间 55 时未观察到溶液变蓝 实验结果如图 据图分析 下列判断不正确的是 a 40 之前与40 之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反b 图中b c两点对应的nahso3反应速率相等c 图中a点对应的nahso3反应速率为5 0 10 5mol l 1 s 1d 温度高于40 时 淀粉不宜用作该实验的指示剂 思路点拨 解答本题时应注意以下两点 1 认真审题 找到解题依据 nahso3溶液在不同温度下均可被过量kio3氧化 当nahso3完全消耗即有i2析出 2 掌握化学反应速率的计算方法 尤其应注意反应前后浓度的变化 解析 选b 根据图象可以看出40 之前温度越高变蓝的时间越短 40 之后温度越高变蓝的时间越长 变化趋势相反 a项正确 化学反应一般温度越高化学反应速率越快 b点温度为25 c点温度为47 根据反应温度判断c点速率应该更快 但图象表明b点 c点溶液变蓝的时间相同 结合40 之后温度越高变蓝的时间越长 55 时未观察到溶液变蓝 说明高于 40 后淀粉已经不适合作该实验的指示剂了 所以尽管变蓝时间相同但c点速率更快 b项错误 d项正确 利用化学反应速率的计算公式v c t计算nahso3反应速率时应注意由于将0 020mol l 1的nahso3溶液10 0ml与40 0ml的kio3溶液混合后nahso3的浓度变成了0 004mol l 1 反应时间为80s 所以速率为5 0 10 5mol l 1 s 1 c项正确 变式训练 某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵 nh2coonh4 水解反应速率的测定 已知 nh2coonh4 2h2onh4hco3 nh3 h2o 该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率 得到c nh2coo 随时间变化趋势如图所示 1 25 时 0 6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率为 2 根据图中信息 如何说明水解反应速率随温度的升高而增大 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 计算化学反应速率时注意时间和浓度差的对应关系 2 曲线斜率越大 平均反应速率越快 解析 1 由图中数据可知 开始时c nh2coo 的浓度为2 2mol l 1 6min末时浓度减小至1 9mol l 1 则v mol l 1 min 1 0 05mol l 1 min 1 2 同理可以求出15 时 0 6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率v 2 4mol l 1 2 25mol l 1 6min 0 025mol l 1 min 1 因此虽然25 时反应物的起始浓度较15 反应物的起始浓度小 但0 6min的平均反应速率 曲线斜率 仍比15 的快 答案 1 0 05mol l 1 min 1 2 25 时反应物的起始浓度较15 反应物的起始浓度小 但0 6min的平均反应速率 曲线斜率 仍比15 的快 类型二浓度对化学反应速率的影响 典例2 地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题 文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程 利用铁粉和kno3溶液反应 探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响 1 实验前 先用0 1mol l 1h2so4洗涤铁粉 其目的是 然后用蒸馏水洗涤至中性 将kno3溶液的ph调至2 5 为防止空气中的o2对脱氮的影响 应向kno3溶液中通入 写化学式 2 如图表示足量铁粉还原上述kno3溶液的过程中测出的溶液中相关离子浓度 ph随时间的变化关系 部分副反应产物曲线略去 请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式 t1时刻后 该反应仍在进行 溶液中的浓度在增大 fe2 的浓度却没有增大 可能的原因是 3 该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设 请你完成假设二和假设三 假设一 溶液的ph 假设二 假设三 4 请你设计实验验证上述假设一 写出实验步骤及结论 已知 溶液中的浓度可用离子色谱仪测定 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 要紧紧抓住fe与在酸性环境下发生的氧化还原反应 2 浓度 温度 颗粒大小等都会影响反应速率 解析 本题将元素化合物知识 化学实验以及化学反应速率等相关知识放在一起进行探究 1 为实验前的准备 用稀硫酸除去铁粉表面的铁锈 用n2赶走空气防止fe2 被氧化 2 为实验过程 在反应过程中 浓度减小的h 和是反应物 浓度增大的fe2 和是生成物 即有fe被氧化为fe2 被还原为 有h 参加反应 生成h2o 3 探究影响化学反应速率的因素 如温度 浓度 催化剂 ph和固体表面积等 4 为设计实验方案 如何探究溶液的ph是否影响其反应速率 控制变量至关重要 该小问为开放性试题 灵活且难度较大 答案 1 去除铁粉表面的氧化物等杂质n2 2 4fe 10h 4fe2 3h2o生成的fe2 水解 或和溶液中的oh 结合 3 温度铁粉颗粒大小 合理即可 4 实验步骤及结论 分别取等体积 等浓度的kno3溶液于不同的试管中 调节溶液呈酸性且ph各不相同 并通入n2 分别向上述溶液中加入足量等质量的同种铁粉 用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中的浓度 若ph不同的kno3溶液中 测出的浓度不同 表明ph对脱氮速率有影响 否则无影响 延伸探究 1 若改用等浓度的稀盐酸来洗涤铁粉 效果相同吗 提示 不同 改用稀盐酸时 溶液中h 浓度仅为等浓度的稀硫酸的一半 反应速率会减慢 用时会增加 效果会差一些 2 为什么t1时刻前后ph变化趋势存在较大差异 提示 t1时刻前 铁粉还原时消耗h 因此溶液ph增大 t1时刻后 由于fe2 水解生成h 因此ph变化趋势减缓 补偿训练 2016 丽水高二检测 下列判断正确的是 a 0 1mol l 1盐酸和0 1mol l 1醋酸分别与2mol l 1naoh反应的速率相同b 0 1mol l 1盐酸和0 1mol l 1hno3分别与大小相同的大理石反应的速率相同 c mg和fe与0 1mol l 1盐酸反应速率相同d 大理石与大理石粉分别与0 1mol l 1盐酸反应的速率相同 解析 选b 影响化学反应速率的因素有内因与外因之分 内因指的是反应物本身的结构性质 例如 在完全相同的外界条件下 mg fe由于自身金属活泼性的不同 反应