化學(xué)實驗和日常生活中,我們經(jīng)常觀察到這樣一種現(xiàn)象:有的化學(xué)反應(yīng)進行得快,有的化學(xué)反應(yīng)進行得慢。為此我們用化學(xué)反應(yīng)速率來表示化學(xué)反應(yīng)進行的快與慢?;瘜W(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。
不同的化學(xué)反應(yīng),具有不同的反應(yīng)速率,這就說明參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素。我們可以設(shè)計這樣一個實驗1來證明這個結(jié)論:
實驗1. 取2支大小相同的試管,裝入2mL-3mL的稀鹽酸(其濃度約為0.5tmol/L),將用砂子打磨好的鎂帶和鋁片同時投入這2支試管中,觀察反應(yīng)現(xiàn)象并進行對比就可以驗證了。
此實驗操作簡便,現(xiàn)象明顯,是一個很好說明問題的實驗。
受其他因素的影響,同一個反應(yīng)在不同條件下可能會有不同的化學(xué)反應(yīng)速率。所以我們可以通過改變反應(yīng)條件來改變化學(xué)反應(yīng)速率。
課本上設(shè)計了兩個實驗來探討條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,它是這樣設(shè)計的:
實驗2-5. 在2支大小相同的試管中,裝入2mL-3mL約5%的HO溶液,分別滴人1-2滴1mol/LFeCl溶液。待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時,將其中一支試管放入盛有5℃左右的冷水的燒杯中;另一支試管放入盛有40℃左右的熱水的燒杯中,觀察現(xiàn)象并進行對比。待放入熱水燒杯中的試管里出現(xiàn)大量氣泡時,用帶火星的火柴梗檢驗放出的氣體。
這是用于說明溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的,升高溫度,HO的分解速率增大;降低溫度,HO的分解速率減小。從而得出這樣的結(jié)論:可以采用調(diào)控溫度的方法來控制化學(xué)反應(yīng)速率。
實驗2-6. 在3支大小相同的試管中裝入2mL-3mL約5%的HO溶液,再向其中2支試管中分別加入少量MnO粉末、滴入1-2滴1mol/LFeCl溶液。對比觀察到的現(xiàn)象。
這個實驗是用以證明MnO、FeCl可以加快化學(xué)反應(yīng)的分解速率,起了催化劑的作用。
課本上的這兩個實驗其實在操作過程中不太好觀察現(xiàn)象,學(xué)生會因?qū)嶒灛F(xiàn)象的觀察不到位而難以掌握外界條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率影響這一知識的理解,為此我作了比這更簡單且現(xiàn)象更明顯的實驗使學(xué)生很快就理解了和掌握了這一知識。
實驗2. 取2支大小相同的試管,分別加入濃度為1mol/L和0.1mol/L的稀鹽酸2mL-3mL,然后將用砂子打磨了表面氧化膜的鎂帶同時投入試管中,觀察現(xiàn)象并進行對比。
這個實驗是為了驗證反應(yīng)物的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,補充了課本上沒做這個實驗的知識。這個實驗現(xiàn)象非常明顯,使學(xué)生很快就掌握了外界條件——反應(yīng)物濃度改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響可設(shè)計一個更簡單和實驗現(xiàn)象很明顯的實驗:
實驗3. 取2支大小相同的試管分別加入相同濃度0.1mol/L的稀鹽酸2mL-3mL,然后將其中1支試管浸到用燒杯盛裝的熱水中2-3分鐘后取出來,將用砂子打磨了表面氧化膜的鎂帶分別投入2支試管中。觀察現(xiàn)象并進行對比。
催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響可作以下實驗改進,就可使學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的觀察來理解課本知識。
實驗4. 取2支大小相同的試管,分別取2mL-3mL約5%的HO溶液和3滴洗滌劑,讓同學(xué)先觀察現(xiàn)象,然后在其中一支試管里加入少量MnO粉末,對比2支試管里的現(xiàn)象。
實踐證明,通過上述幾個實驗的設(shè)計和改進,學(xué)生很快就掌握和理解了課本內(nèi)容。相信只要廣大同仁勤于探究、勇于實踐,化學(xué)實驗教學(xué)一定能取得事半功倍的效果。
作者單位:江西省龍南