时间:2023-06-30 15:46:49
序论:在您撰写化学反应速率的意义时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
一、教学设计思路分析
(一)教材分析
本节课的地位和作用:本节教材探讨人类面对具体的化学反应要考虑的两个基本问题:外界条件对化学反应速率和反应的限度的影响。教材从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手,引出反应速率的概念。在此基础上又通过实验探究,总结影响化学反应速率的因素。这部分内容是后面学习化学反应限度概念的基础。
教学重点:化学反应速率的概念;影响化学反应速率的因素。
教学难点:控制变量的对比实验思想在科学探究实验中的综合运用。
(二)学情分析
在此之前学生已经储备了一定的相关知识,诸如了解催化剂对化学反应速率有影响等,积累了一些化学反应及方程式,掌握了最基本的实验技能。
本节内容的教学目标重点不是在知识的深度上,而是让学生通过实验探究和问题解决过程,培养学生的分析问题能力和实践能力,体会到化学学习的乐趣,并真正做到学以致用。因此,如何引导学生进行合理探究是本节课的关键所在。
二、教学方案设计
(一)教学目标
知识与技能:掌握化学反应速率的概念;了解影响化学反应速率的内因、外因。
过程与方法:能够设计简单实验方法测定并比较化学反应速率的因素,体会由定性到定量,由简单到复杂的科学探究过程;通过实验的过程强化控制变量这一思想在科学探究中的作用。
情感态度与价值观:培养科学探究意识和实事求是的精神,并将化学知识应用于生产生活实际,关注与化学有关的热点问题。
(二)教学方法
采用演示与实验设计探究相结合的多功能式教学,体会学生在教学中的主体地位和教师的主导作用。
(三)教学过程
【展示图片】炸药爆炸、离子反应、食物腐败、塑料老化、石油形成、溶洞形成。
【引入】同学们思考过这样一个问题没有,为什么炸药爆炸和离子反应几乎在一瞬间就完成反应,食物腐败在半天或者几天内完成反应,塑料老化在几个月中就完成反应,而石油形成和溶洞形成却需要成千上万年以上的时间?
【过渡】试想,生活中化学反应无处不在,有的化学反应我们需要它进行得快,有的化学反应我们需要它进行得慢,这就需要人为控制。可是人为控制一个具体化学反应的进行的依据是什么呢?因此我们首先需要知道的就是对这个化学反应快慢的影响因素有哪些。请同学们根据学习和生活经验思考一下,影响化学反应快速率的因素有哪些?
【板书】
影响化学反应速率的因素。
【引导】到底影响化学反应速率的因素有哪些呢?首先请同学们回忆已经学习过的相关知识思考。
【问题】
1.为什么向同一硫酸溶液中加入Zn片和碳棒,Zn片会产生反应,而碳棒则完全没有变化?
2.为什么同样是金属,Na遇水剧烈反应,金却在任何条件下保持光亮如初?
由此我们可以判断出:决定化学反应速率的首要和主要的因素是物质本质属性――内因。
【板书】
一、内因
物质本身(决定性作用)
【过渡】物质能否发生化学反应,化学反应速率的快慢看来与物质本身固有性质是紧密相连的。虽然物质本身的属性决定了它能否发生反应,但是对于生活中,化学实验中,乃至于生产实际中,对于能发生的化学反应我们也在设法控制他们的反应,所以影响化学反应速率的因素还有一类――外因。
【板书】
二、外因
【引导】从上述各类生活和实验室实例中你能总结出外因可能有哪些吗?
【板书】
1.鼓入更多的空气――浓度
2.吃消食片――催化
3.酒精灯加热――温度
4.采取不断震荡搅拌――扩大接触面
【分组探究实验】请同学们按照分小组,根据PPT上面的提示要求,带着下列问题做好记录,并对实验结果进行分析得出你们的判断结论。
【提示】
1.注意速率快慢的观察点是什么?
2.注意实验操作员、观察员和记录的同步。
【问题】每组实验完成后从以下角度进行思考总结:
1.本组实验是在保持哪几个外因不变的情况下研究的?
2.本组研究化学反应速率是从哪个外因角度进行研究的?
3.按照下表填写研究过程与研究结果后你们对本次本外因的研究结论是什么?
【分组实验探究】:课本30页【活动与探究】。
【教师组织】请第一小组代表发言,将本组实验结果和你们的结论作陈述,其他成员补充。
【副板书】
【板书】
1.温度――升高温度可以加快化学反应速率
【教师组织】请第二小组代表发言,将本组实验结果和你们的结论作陈述,其他成员补充。
【副板书】
【板书】
2.催化剂――加入催化剂可以加快化学反应速率。
【教师组织】请第三小组代表发言,将本组实验结果和你们的结论作陈述,其他成员补充。
【副板书】
【教师小结】块状与粉末相比,块状的接触表面积比粉末小,因此反应慢一些。说明反应时,接触面积越大,反应越快。
【板书】
3.接触面积――接触面积越大,反应越快。
【教师组织】请第四小组代表发言,将本组实验结果和你们的结论作陈述,其他成员补充。
【副板书】
【教师小结】当原来的反应进行到差不多完全时,向其中增加反应物,反应继续进行,这实际上是变相增大了反应物的浓度,因此可以得出增大反应物浓度,有利于反应继续进行。
【板书】
4.浓度――增大反应物浓度,有利于反应继续进行。
【总结】首先肯定同学们在设计实验、完成实验、观察实验现象、记录实验数据和得出实验结论时表现出来的认真表现。在实验之后得出的结论和同学们的实验猜想是一样的,并且更加具体地知道具体哪个因素究竟是怎样影响化学反应的进行。
【总结、布置作业】本堂课我们着重是从实验中探究得出具体的因素是怎样影响化学反应速率的,接下来请同学们思考书上31页【问题解决】的问题,并且带着这几个问题完成书33页练习与实践1-3题。
(四)板书设计
影响化学反应速率的因素
一、内因
物质本质属性(决定性作用)
二、外因
1.温度――升高温度可以加快化学反应速率
2.催化剂――加入催化剂可以加快化学反应速率。
一、压强对化学反应速率的影响
其适用范围是有气体存在的可逆反应或非可逆反应。分析压强改变对化学反应速率的影响时,要严抓气体反应物浓度是否有变化,再分析速率变化。常见有以下三种情况:
1.压强改变,浓度改变,则反应速率改变
当温度一定时,一定量气体的体积与其所受的压强成反比。增大压强,体积减小,就是增加单位体积里反应物和生成物的量,即增大了浓度,因而可以增大化学反应速率。相反,减小压强,气体的体积就扩大,浓度减小,因而化学反应速率也减小。
特别要注意,改变压强的含义在此指的是由体积变化引起的压强变化,通常所说的改变压强即是此种情况,如压强增大即是指压缩加压。若不是由体积变化引起的压强改变,则规律不一定成立。
2.压强改变,但浓度不变,则反应速率不变
对于气体反应体系,反应容器体积不变,向其中充入“惰气”(不与容器内物质反应),容器内气体总物质的量增加,总压强增加,但原来的物质的分压不变,即据,浓度未变,所以反应速率不变。
3.总压强不变,但浓度改变,则反应速率改变
对于气体反应体系,保持体系压强不变,向其中充入“惰气”,气体体积与气体总物质的量成正比,体积增大,据c=nV,原来各物质的浓度减小,则反应速率减小。
例1.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是:
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积增大
解析:A项中C是固体,对反应速率无影响。B项其实是通常所说的加压,体积缩小,则浓度增大,速率增大。C项中N2不与体系中的物质反应,且原各物质浓度不变,则速率不变。D项中物质各浓度减小,速率均减小。因此答案是A、C
二、压强对化学平衡的影响
其适用范围是密闭容器中有气体参与或生成的可逆反应。分析压强对化学平移动的影响时,要紧抓速率变化与否及是否相等。一般有四种情况:
1.压强改变,浓度改变,速率改变,若V正≠V逆,则平衡移动
对于反应前后气体体积有变化的反应,当其它条件不变时,增大压强,则平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。注意:这里的改变压强,即通常所说的由体积变化引起的压强变化。
如N2(g)+3H2(G) 2NH3(g),在其它条件不变时,体积缩小1倍,压强增大1倍,各物质的浓度均增大一倍,正、逆反应速率都增大,但增大的幅度不同,V正增大的幅度大,从而导致V正> V逆,使平衡正向移动。
2.压强改变,浓度改变,速率改变,但V正=V逆,则平衡不移动
对于反应前后气体体积不变的反应,其它条件不变时,改变压强,平衡不移动。这里的改变压强,即通常所说的由体积变化引起的压强变化。如H2(g)+I2(g) 2HI(g)达平衡后,其它条件不变时,体积缩小1倍,压强增大1倍,各物质浓度均增大1倍,正、逆反应速率都增大且增大幅度相同,即V正=V逆,因此平衡不移动。
3.压强改变,但浓度不变,速率不变,V正=V逆,则平衡不移动
恒温恒容条件下,向已达平衡的可逆反应体系中充入“惰气”,则平衡不移动。注意:这里压强改变,不是通常所说的由体积变化引起。
如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达平衡后,当温度、体积不变时,充入一定量He气,气体总压增大,但N2、H2、NH3分压(即浓度)未变,所以速率不变,即V正=V逆,平衡不移动。
4.总压强不变,但浓度改变,则速率改变,且V正≠V逆,则平衡移动
对于气体反应体系,保持体系压强不变,向其中充入“惰气”,原来各气体物质的浓度减小,则反应速率减小。此时,判断平衡向哪一方移动,可直接利用压强变化来判断。即相当于减压,平衡向气体体积增大的方向移动。
例2.一定温度和压强下合成氨反应已达平衡状态,如下操作,平衡不发生移动的是
A.恒温恒压下,充入NH3 B.恒温恒容下,充入N2
C.恒温恒压下,充入NeD.恒温恒容下,充入Ne
解析:A项中增大了NH3的浓度,平衡左移。B项中增加了反应物氮气的浓度,所以平衡右移。C项中体积增大,各物质的浓度减小,相当于减压,平衡左移。D项中总压增大,但物质各浓度不变,速率不变,平衡不移动。所以答案为D
链接练习:
1.CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g),达平衡后将容器体积扩大10倍,此时:
A.混合气体颜色变浅
B.平衡向正反应方向移动
C.容器内颜色变深
D.化学反应速率不变。
2.当下列反应达到平衡时,保持温度不变,向容器中通入氩气,则化学平衡一定不移动的是:
3.反应,在一定温度下达到平衡。下列各种情况下,不能使平衡发生移动的是:
A.温度、容积不变时,通入SO2气体
B.移走一部分NH4HS固体
C.容积不变,充入氮气
D.充入氮气,保持压强不变
【摘要】 目的 了解内毒素休克后血管反应性的变化规律及器官差异。方法 家兔48只,随机分为6组,依次为正常对照组、给内毒素(LPS)后0.5、1、2、4、6小时组,分别测定各组肠系膜上动脉(SMA)、腹腔动脉(CA)和左肾动脉(LRA)离体血管环对去甲肾上腺素(NE)、乙酰胆碱(Ach)的收缩和舒张反应性。结果 内毒素休克后SMA对NE的收缩反应性早期轻度升高,晚期显著下降,对Ach的舒张反应性早期显著升高,晚期显著下降;CA对NE的收缩反应性早期显著升高,晚期显著下降,对Ach反应性呈持续高反应,峰值在早期;LRA对NE的收缩反应性早期显著升高,晚期显著下降,对Ach的反应性早期显著升高,晚期无明显变化。结论 内毒素休克血管反应性呈现一定器官差异,这种差异可能与内毒素休克血流动力学改变及血液重分布有关。
【关键词】 内毒素休克;血管反应性;器官差异
Abstract: Objective To explore the changes and organ persity of vascular reactivity following endotoxic shock.Methods Fortyeight rabbits were pided into 6 groups as follows: normal control group,and 0.5h,1h,2h,4h,6h group following LPS injection.The superior mesenteric artery(SMA),celiac artery(CA) and left renal artery(LRA) from each group were adopted to assay the vascular contraction and relaxation reactivity to NE and Ach.Results SMA reactivity to NE slightly increased in the early period,but decreased obviously in the late period;their reactivity to Ach increased significantly in the early period,but showed significant hyporeactivity in the late period.CA reactivity to NE increased in the early period,and then decreased obviously;their activity to Ach sustained hyperreactivity,the peak appeared in the early period.LRA reactivity to NE increased quickly in the early period,and then decreased obviously;their activity to Ach increased quickly in the early period,while had no significant change in the late period.Conclusion There is organ persity of vascular reactivity following endotoxic shock,which may be related to the changes of hemodynamics and blood redistribution.
Key words:endotoxic shock;vascular reactivity;organ persity
内毒素休克是严重创伤患者及临床危重病患者的一种常见并发症。研究表明,内毒素休克失代偿期存在血管低反应性[1,2],而血管低反应性的存在严重影响休克复苏的效果。但是内毒素休克后血管反应性的变化规律及各器官血管反应性之间差异如何,目前尚不清楚。为了阐明这一问题,本实验采用家兔静注内毒素休克模型,研究了给内毒素(LPS)前后各时相点肠系膜上动脉(SMA)、左肾动脉(LRA)和腹腔动脉(CA)对去甲肾上腺素(NE)、乙酰胆碱(Ach)的反应性。材料与方法
1 主要试剂及仪器
内毒素(LPS O111B4,美国Sigma公司),乙酰胆碱(Ach,美国Sigma公司),重酒石酸去甲肾上腺素(NE,上海禾丰制药有限公司),恒温离体器官灌流槽(西班牙Letica公司), 张力传感器、八道生理记录仪(澳大利亚ADInstruments公司)。
2 动物模型及分组
普通级家兔(第三军医大学大坪医院野战外科研究所动物中心)48只,雌雄不拘,体重2.5~2.8kg,分为正常对照组及给LPS后0.5、1、2、4、6小时组,每组8只。所有家兔均于实验前12小时禁食,可自由饮水。内毒素休克模型通过经耳缘静脉注射LPS 1.0mg/kg复制。正常组麻醉固定后不做任何处理,直接处死后取SMA、LRA、CA主干,清除周围结缔组织,制成2~3mm长血管环待测;其余组直接经耳缘静脉注射LPS1.0mg/kg,分别于给LPS后0.5、1、2、4、6小时麻醉处死,留取以上标本待测。
3 离体血管反应性测定
将SMA、CA、LRA血管环挂于注有10ml Krebs-Henseleit液(NaCl 118mmol/L、KCl 4.7mmol/L、NaHCO325mmol/L、KH2PO41.03mmol/L、MgSO4·7H2O 0.45mmol/L、葡萄糖11.1mmol/L、CaCl22.5mmol/L、pH7.4)的离体器官灌流槽浴槽中,持续充入95%的O2和5%的CO2混合气体,分别给予SMA、LRA、CA血管环初张力3.0、2.0、2.0g,37℃恒温孵育100分钟左右,每20分钟换液1次,待张力曲线平稳后,测定血管环对梯度浓度NE(10-9~10-5、5×10-5mol/L)的收缩性及对梯度浓度Ach(10-9~10-5mol/L)的舒张性,以张力/血管环重量(g/mg)为量化标准制作浓度-张力曲线,用血管环对NE的最大收缩反应和对Ach的最大舒张反应及浓度-张力曲线评价血管反应性。
4 统计学处理
数据用±s表示,采用SPSS11.0软件进行统计学处理,组间各时相点比较采用t检验。P
1 内毒素休克家兔SMA离体动脉环对NE、Ach的反应性的变化规律(图1)
SMA对NE的反应性在注射LPS后2小时内轻度升高,6小时显著下降(P
2 内毒素休克家兔CA离体动脉环对NE、Ach的反应性的变化规律(图2)
CA对NE的反应性在2小时显著上升(P
3 内毒素休克家兔LRA离体动脉环对NE、Ach的反应性的变化规律(图3)
LRA对NE的反应性在早期(1小时)显著升高(P
a.给LPS后不同时相点家兔SMA对NE的反应性;b.对Ach的反应性;c.不同时相点SMA对NE、Ach的Emax变化(N、0小时代表正常对照,0.5、1、2、4、6小时分别代表给LPS后0.5、1、2、4、6小时,Emax为最大收缩/舒张力),与正常组比较:*P
图1 内毒素休克家兔SMA离体动脉环对NE、Ach的反应性的变化规律
a.给LPS后不同时相点家兔CA对NE的反应性;b.对Ach的反应性;c.不同时相点CA对NE、Ach的Emax变化(N、0小时代表正常对照,0.5、1、2、4、6小时分别代表给LPS后0.5、1、2、4、6小时,Emax为最大收缩/舒张力),与正常组比较:*P
图2 内毒素休克家兔CA离体动脉环对NE、Ach的反应性的变化规律
a.给LPS后不同时相点家兔LRA对NE的反应性;b.对Ach的反应性;c.不同时相点LRA对NE、Ach的Emax变化(N、0小时代表正常对照,0.5、1、2、4、6小时分别代表给LPS后0.5、1、2、4、6小时,Emax为最大收缩/舒张力),与正常组比较:*P
图3 内毒素休克家兔LRA离体动脉环对NE、Ach的反应性的变化规律
讨 论
大量研究证明,失血性休克、内毒素休克和脓毒性休克等各类型休克后存在血管低反应性[3,4],并发现在失血性休克后血管对NE的反应性存在血管床差异[5]。但前期研究大多只研究了单一血管的反应性变化或血管对NE反应性的变化,对内毒素休克后各血管对NE和Ach的收缩舒张反应性的变化知之甚少。因此,本实验采用家兔LPS静脉内注射内毒素休克模型[6],研究SMA、CA、LRA等不同血管对NE和Ach的收缩和舒张反应性变化。
本实验发现内毒素休克后各血管对NE、Ach的反应性存在差异。在休克早期,SMA对NE的收缩反应性变化不明显,而CA、LRA均有显著升高,LRA的高收缩反应出现较早。在失血性休克中亦发现SMA在休克早期存在对NE的高反应性[7],可能与机体对低血压的代偿调节有关。各血管对Ach的反应性在早期均明显升高,CA高峰出现相对较晚。目前对早期的高舒张反应性尚无相关报道,机制有待于进一步研究。
在休克晚期,各血管均出现对NE的收缩低反应性,与本实验室前期和其他实验室结果一致[3,4]。而对Ach的舒张反应性各血管反应不一,SMA呈明显低反应,CA出现高反应,LRA反应性无明显变化。各器官出现这种反应性差异可能与休克后各器官血液再分布有关,但其机制尚不清楚。有研究证实,在内毒素休克晚期血管内皮细胞受到严重损伤,有去内皮现象[8],是否各血管的内皮细胞损伤或内皮细胞对Ach的敏感性存在差异,尚需进一步研究证实。
参考文献
[1]d'Emmanuele di Villa Bianca R,Lippolis L,Autore G,et al.Dexamethasone improves vascular hyporeactivity induced by LPS in vivo by modulating ATPsensitive potassium channels activity[J].Br J Pharmacol,2003,140(1):91-96.
[2]Boffa JJ,Arendshorst WJ.Maintenance of renal vascular reactivity contributes to acute renal failure during endotoxemic shock[J].J Am Soc Nephrol,2005,16(1):117-124.
[3]Garcia Soriano F,Liaudet L,Marton A,et al.Inosine improves gut permeability and vascular reactivity in endotoxic shock[J] .Crit Care Med,2001,29(4):703-708.
[4]Yang G,Liu L,Xu J,et al.Effect of arginine vasopressin on vascular reactivity and calcium sensitivity after hemorrhagic shock in rats and its relationship to Rhokinase[J].J Trauma,2006,61(6):1336-1342.
[5]Liu LM,Ward JA,Dubick MA.Hemorrhageinduced vascular hyporeactivity to norepinephrine in select vasculatures of rats and the roles of nitric oxide and endothelin[J].Shock,2003,19(3):208-214.
[6]陈玮,李涛,杨光明,等.内毒素休克后家兔血管低反应性的变化规律及其与血流动力学变化的关系[J].重庆医学,2007,36(22):2254-2256.
一、设计思想
本节课总体设计思想是:以学生为主体,让学生自主地参与知识的获得过程,并给学生充分地表达自己想法的机会。学生初次接触化学反应速率知识,对化学反应速率有神秘感和探索欲望。要充分利用学生的好奇心和求知欲,设计层次实验和问题情境,使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中发现问题、分析问题和解决问题。在教学内容的安排上,按照从易到难,从实践到理论到实践的顺序,首先通过日常生活中的知识,引入课题。在自主学习的基础上,学习和理解化学反应速率的概念。在此基础上,通过实验探索和讨论外界因素对化学反应速率的影响。最后,让学生自己讨论回答教材中的问题以检验学生对所学知识的实际应用能力。
二、教学目标
1、知识目标:理解化学反应速率的概念,了解影响化学反应速率的因素,了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。
2、能力目标:通过在化学实验和日常生活中的现象,理解反应速率的概念及其表示方法,培养实验观察能力及分析探究能力;
3、情感、态度和价值观目标:通过对实验现象的观察和原因探究,培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。
三、教学重、难点:化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。
四、教学过程
1、预习检查、总结疑惑:
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性
2、情景导入、提出疑问:
教师首先提问:在化学实验和日常生活中,我们经常观察到这样的现象:有的反应进行的快,有的进行的慢请大家举例说明。物理学中用什么定量描述物体的运动快慢?――速度。不考虑速度的方向称之为速率。化学中用化学反应速率来表示化学反应的快慢。
3、自主学习、小试身手:
学生活动一:自主学习(阅读P47―P48,并完成相关内容)
板书:
一、化学反应速率
1、定义:表示化学反应快慢的物理量叫做化学反应速率。
2、表达方式:通常用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
3、表达式:
4、单位:mol/(L・min)或mol/(L・s)
【学生活动二:小试身手】反应:N2+3H2 2NH3在密闭的容器中进行,C(N2)= 2 mol/L C(H2)= 6 mol/L C(NH3)= 2 mol/L试完成(1)分别求N2、H2、NH3浓度的变化量C?(2)分别用N2、H2、NH3求该反应的化学反应速率V?
计算结果:(1)C(N2)= 1 mol/L C(H2)= 3 mol/L C(NH3)= 2 mol/L;(2)v(N2)=0.5 mol/(L・s) v(H2)=1.5 mol/(L・s) v(NH3)=1 mol/(L・s)
【思考与交流】
1、反应速率是瞬时速率还是平均速率?
2、同一化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,数值相同吗?意义相同吗?
3、同一化学反应,不同物质表示的反应速率之比与什么有关?
结论:
1、化学反应速率表示的是平均反应速率。
2、同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,而且必须注明反应物质。
3、同一化学反应中各物质的反应速率之比等于反应方程式中化学计量数之比。
(设计意图:通过练习,使学生掌握有关反应速率的计算。)
【思考与交流】
1、在相同条件下,铝和铁同时与酸反应,谁反应的更快?为什么?(内因)
2、你家里的酸奶通常放在什么地方?为什么?(外因)
设问由以上两题:化学反应的速率受哪些因素的影响?
板书:
二、影响化学反应速率的因素
1、内因:反应物的性质;2、外因:
【学生活动三:分组讨论】(根据我们已有的知识和日常生活经验,你认为哪些外界因素可能会影响化学反应的速率?)
【学生】温度、催化剂、浓度、压强、反应物的状态、固体表面积、光等。
【学生活动四:分组实验】(根据我们现有的药品,分别设计实验,探究温度、催化剂对化学反应速率是如何影响的,注意观察实验现象并比较和思考完成探究学案。)
【实验2-5】
【结论1】当其它条件不变时,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2-6】
【结论2】加入催化剂(正)能加快化学反应的速率。
(设计意图:通过学生实验让学生体验影响反应速率的因素。)
【思考与交流】1、请预计大理石分别与0.1mol/L和1mol/L的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗?
【结论3】增大反应物的浓度反应速率加快,减小反应物的浓度反应速率减慢.
2、块状CaCO3、粉末状CaCO3与0.1 mol/L的盐酸反应谁快谁慢?为什么?
【结论4】增大固体表面积可以加快反应速率(接触充分).
【教师】除此之外,请你结合生活经验举例说明其他影响化学反应速率的外界条件因素?探究影响化学反应速率的外界条件因素有什么意义?(教师组织学生分组讨论)
【师生总结】控制反应条件,提高那些对人类有利的反应速率,降低那些对人类反应不利的反应速率。
5、反思总结,当堂检测:教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
化学平衡移动意义在于,当改变外界条件比如温度、压力和反应物、生成物浓度时,打破了原有化学平衡状态使其最大限度的向正方向进行,这在工业生产具有重要的意义。
(1)浓度对化学反应的影响
从化学平衡常数定义分析来看,当反应温度不变时,增加反应物浓度必然会使化学反应向正方向移动,从而引起生成物浓度的增加这样才能达到最终的平衡状态;同样将生成物移走,对于原有的平衡状态来看,相当于增加了反应物的浓度,反应也会向正方向移动,提高反应物的利用率,这在工业生产上应用比较广泛。例如,对于N2+3H2=2NH3可逆反应来讲,让化学平衡向生成NH3的方向移动,在其他条件不变的前提下,可以在反应容器中充入N2或者H2使它们的浓度增加。在实际的生产中为了获得多的NH3,需要将生成的NH3尽快的移走,降低NH3的浓度。这样反应就能向正方向移动。
(2)温度对化学平衡的影响
改变浓度是在化学平衡常数不变的情况下遵循的规律,但是当化学反应温度发生变化会引起化学平衡常数的变化。经过物理化学家们的潜心研究,终于发现了温度对化学平衡的影响,其满足克拉伯龙方程,即当升高温度化学反应向吸热的方向移动,降低温度化学反应向放热方向移动。所以,在工业生产中根据化学反应的吸、放热采取相应的措施,让其向着生成物方向移动。
(3)压强对化学平衡的影响
压强对化学反应的影响主要针对反应物中有气体或者是生成物有气体反应,由化学平衡常数来看,化学方程式中分子数增加和减少的反应,压强对其产生的影响也不同。经过试验证明,在其他条件时,增大压强有利于向化学分子数小的方向移动,减小压强有利于向化学分子数增大的方向移动。
二、化学反应速率理论
不同化学反应其反应速率有着明显的区别,比如,酸碱中和以及爆炸反应比较猛烈,部分氧化反应进行缓慢。为了将化学反应更好的为化工生产服务,需要对化学反应详细的研究,经过研究最终用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢。
1、浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响,是通过影响化学平衡进行过程实现的。对于大多数化学反应,增加生成物或者降低生成物浓度有利于向正方向移动,但是并不是所有的化学反应都遵守这个规律。比如,某组分对化学反应速率的分级数是零,不管增加还是减少该组分都不会对化学反应速率造成影响;当某组分反应分级数是负数,增加其浓度不会提高原反应的速率,相反会降低其速率。对于某化学反应,当确定了催化剂和外界温度后,浓度就成为影响其反应速率是重要因素。
2、温度对化学反应速率的影响很早以前人们就发现温度对化学反应速率有重要影响。化学反应除了浓度对反应速率有影响外,和化学速率常数也有着密切的联系,温度对化学反应的影响主要通过影响反应速率常数实现。反应中如果整个体系的活化能降低,其反应温度就越高,反应速率也就越快。但是对于复杂的反应体系来讲,温度升高有利于向活化能高的方向移动。
3、催化剂对化学反应速率的影响催化性具有选择性,比如某种物质在一个反应中是催化剂,在其他反应中就不一定是催化剂。对于具有主副反应的体系,可以选择合适的催化剂达到促进主反应抑制副反应的目的。另外,在化工生产中需要研究影响催化剂中毒的因素,避免由于使用工业设施不慎,导致催化剂中毒情况的发生。催化剂中毒使催化剂不能发挥最佳的催化效果,影响反应的进行。
三、总结
化学平衡移动意义在于,当改变外界条件比如温度、压力和反应物、生成物浓度时,打破了原有化学平衡状态使其最大限度的向正方向进行,这在工业生产具有重要的意义。
(1)浓度对化学反应的影响
从化学平衡常数定义分析来看,当反应温度不变时,增加反应物浓度必然会使化学反应向正方向移动,从而引起生成物浓度的增加这样才能达到最终的平衡状态;同样将生成物移走,对于原有的平衡状态来看,相当于增加了反应物的浓度,反应也会向正方向移动,提高反应物的利用率,这在工业生产上应用比较广泛。例如,对于N2+3H2=2NH3可逆反应来讲,让化学平衡向生成NH3的方向移动,在其他条件不变的前提下,可以在反应容器中充入N2或者H2使它们的浓度增加。在实际的生产中为了获得多的NH3,需要将生成的NH3尽快的移走,降低NH3的浓度。这样反应就能向正方向移动。
(2)温度对化学平衡的影响
改变浓度是在化学平衡常数不变的情况下遵循的规律,但是当化学反应温度发生变化会引起化学平衡常数的变化。经过物理化学家们的潜心研究,终于发现了温度对化学平衡的影响,其满足克拉伯龙方程,即当升高温度化学反应向吸热的方向移动,降低温度化学反应向放热方向移动。所以,在工业生产中根据化学反应的吸、放热采取相应的措施,让其向着生成物方向移动。
(3)压强对化学平衡的影响
压强对化学反应的影响主要针对反应物中有气体或者是生成物有气体反应,由化学平衡常数来看,化学方程式中分子数增加和减少的反应,压强对其产生的影响也不同。经过试验证明,在其他条件时,增大压强有利于向化学分子数小的方向移动,减小压强有利于向化学分子数增大的方向移动。
二、化学反应速率理论
不同化学反应其反应速率有着明显的区别,比如,酸碱中和以及爆炸反应比较猛烈,部分氧化反应进行缓慢。为了将化学反应更好的为化工生产服务,需要对化学反应详细的研究,经过研究最终用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢。
1、浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响,是通过影响化学平衡进行过程实现的。对于大多数化学反应,增加生成物或者降低生成物浓度有利于向正方向移动,但是并不是所有的化学反应都遵守这个规律。比如,某组分对化学反应速率的分级数是零,不管增加还是减少该组分都不会对化学反应速率造成影响;当某组分反应分级数是负数,增加其浓度不会提高原反应的速率,相反会降低其速率。对于某化学反应,当确定了催化剂和外界温度后,浓度就成为影响其反应速率是重要因素。
2、温度对化学反应速率的影响很早以前人们就发现温度对化学反应速率有重要影响。化学反应除了浓度对反应速率有影响外,和化学速率常数也有着密切的联系,温度对化学反应的影响主要通过影响反应速率常数实现。反应中如果整个体系的活化能降低,其反应温度就越高,反应速率也就越快。但是对于复杂的反应体系来讲,温度升高有利于向活化能高的方向移动。
3、催化剂对化学反应速率的影响催化性具有选择性,比如某种物质在一个反应中是催化剂,在其他反应中就不一定是催化剂。对于具有主副反应的体系,可以选择合适的催化剂达到促进主反应抑制副反应的目的。另外,在化工生产中需要研究影响催化剂中毒的因素,避免由于使用工业设施不慎,导致催化剂中毒情况的发生。催化剂中毒使催化剂不能发挥最佳的催化效果,影响反应的进行。
【关键词】温度;浓度;反应速率
一、问题的提出
人教版《化学》选修4《化学反应原理》中,影响化学反应速率的因素是一个非常重要的实验。教材中设计到的温度和浓度对化学反应速率的影响有两个实验,浓度对化学反应速率的影响是用0.01mol/L酸性KMnO4溶液分别与0.1mol/L的H2C2O4溶液和0.2mol/L的H2C2O4溶液反应来进行验证,结果表明加入较浓的H2C2O4溶液褪色更快。温度对化学反应速率的影响是用0.1mol/LNa2S2O3溶液和0.1mol/L的H2SO4溶液进行反应,一组放入热水中,另一组放入冷水中,记录出现浑浊的时间,结果显示,放入热水的这一组出现浑浊的时间要比放入冷水的时间短,实验表明,其他条件相同时,升高温度反应速率增大。但是在实际实验教学过程中按照教材上的方法进行实验显得有些繁琐,为了更加简便、直观的观察实验现象,对此实验进行了改进,只用0.1mol/LNa2S2O3溶液和0.1mol/L的H2SO4溶液进行反应,同时验证了浓度和温度对化学反应速率的影响,并得到了理想的实验效果。
二、研究目的和意义
(一)研究目的
为探究浓度、温度对化学反应速率的影响,对教材实验改进,用一个实验来证明温度、浓度对化学反应速率的影响,掌握实验的操作方法,并得到理想的实验结果。
(二)研究意义
“为探究浓度、温度对化学反应速率影响”的学生实验方面提供一些可借鉴的资料。
三、研究方法(实验法)
(一)试剂与仪器
0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、蒸馏水、试管、烧杯、温度计、秒表、电子天平、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、洗瓶。
(二)实验方法
1.准确配置好0.1mol/L的Na2S2O3溶液和0.1mol/L的H2SO4溶液,在三个烧杯中装入不同温度的水,然后取三支大试管分别加入相同体积的反应物,将这三支试管放入不同温度水的烧杯中,观察实验现象,记录出现浑浊的时间。
2.室温下,取两支大试管,分别加入不同体积的反应物,观察实验现象,记录出现浑浊的时间。
Na2S2O3+H2SO4■Na2SO4+S+SO2+H2O
(三)实验结果与讨论
从第一组实验数据可以看出,用0.1mol/L的Na2S2O3溶液和0.1mol/L的H2SO4溶液各3ml进行反应,当温度越高时,出现浑浊的时间越短,从而得到结论:温度越高化学反应速率越快。从第二组实验数据可以看出,当用0.1mol/L的Na2S2O3溶液和0.1mol/L的H2SO4溶液各3ml进行反应,出现浑浊的时间为1分33秒,而当把0.1mol/L的Na2S2O3溶液改为6ml时,出现浑浊的时间要比原来的更短,从而得到结论:反应物的浓度越大化学反应速率越快。
(四)结论
通过实验证明得到结论:其他条件相同时,升高温度反应速率增大,降低温度反应速率减小。增大反应物浓度反应速率增大,减小反应物浓度反应速率减小。
四、应用