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摘要 : 本文对人教版高中化学选修4实验2-1化学反应速率测定进行适当改进,加入温度测定,并利用Excel制图对该实验速率-时间图像进行分析。引导学生探讨了化学反应速率为平均速率;反应放热与图像偏差的联系。该学习过程既利于学生更好的理解化学反应速率,又培养了学生的探究意识。同时体会了Excel软件在数据处理分析中的优越性,懂得学科之间联系的广泛性和重要性。
关键词 :化学反应速率 测定 实验改进 Excel制图
【中图分类号】G633.8
在平时教学中,有同学提出如为什么开始硫酸的浓度最大但产生的氢气却不是最快;能不能杜绝反应放热对该实验的影响等等。所以笔者结合实际情况引导学生从以下几方面扩展思考:1本实验化学反应速率可否用单位时间内锌粒质量的变化量表示或者其他方式(呼应定义);2可否利用Excel制图对速率-时间图像分析,从量的角度理解化学反应速率为平均速率 。3可否利用加测温度,分析该实验图像偏差的原因。为后续学习外界条件对反应速率的影响做好过度。
本文选择后两点引导学生扩展探讨。原实验装置有诸多不妥之处:如分液漏斗内硫酸不易滴下;注射器活塞摩擦力太大,不易推动;要收集足够气体时间较长等。为此将原有实验装置进行如下改进(省略夹持装置),并加测反应温度。
在烧杯内可放棉花或冰块,已达到绝热或恒温的目的。
实验用品:
仪器: 三角锥瓶 红水温度计 玻璃导管
药品:4mol/L H2SO4溶液 锌粒 冰块 棉花
按装置图组装好实验装置,并检查气密性,记录数据如下表。(见表1、表2、表3)
指导学生分析数据及图形,思考以下问题并讨论:
1. 分析表1不同时间段内化学速率是否相同。化学反应速率变化有什么特点?如何理解?2. 图1有何反常的地方?如何解释?类比图1和图2说明影响化学反应速率的因素还有什么?3.如何研究外界因素对化学反应速率的影响?当有多个变量同时影响化学反应速率时应怎么分析?4. 你觉得通过Excel制图分析问题有什么优势?对你有什么启示?5. 实验效果是否理想,有什么原因。
结论:
1. 化学反应速率为平均速率。受外界条件影响。2. 由于该反应放热,故图1有些反常。由此可见影响化学反应速率的因素很多,测量时应充分考虑。3. 控制变量做对比试验可以很好的测量化学反应速率。当有多个变量时,可以综合考虑,分析那个变量对反应的影响更大些,起到主因作用。4..通过运用Excel制图,使数据处理更精确便捷,通过准确的图像能更好的反应规律和问题。可以发现一些不易发现的反常现象。还可以培养自己严谨的科学探究态度。5. 实验效果不是很理想。通过控温不能杜绝温度变化对该实验的影响。原因可能是仪器、变量控制不好带来的误差。还有反应放热是离子间反应产生的,是微观的。而我们测温却是宏观体系的,热量由微观传导来的有一定延迟性。所以通过一般的手段很难绝对控制微观反应放热对反应自身的影响。6. 冰浴条件下反应速率的加速率明显减小,可猜测如果能及时将热量导出反应体系,那么温度很有可能可控。
参考文献:
[1] 胡越.“测量锌与硫酸反应速率”的实验改进[J]. 价值工程 2010 .20.0207-01.
[2] 赵万富. 实验教学与仪器[J]. 2010.09.30.
[3] 赵延龄 柴兰琴.高校實验室工作研究[J]. 2004.02.15.
关键词 :化学反应速率 测定 实验改进 Excel制图
【中图分类号】G633.8
在平时教学中,有同学提出如为什么开始硫酸的浓度最大但产生的氢气却不是最快;能不能杜绝反应放热对该实验的影响等等。所以笔者结合实际情况引导学生从以下几方面扩展思考:1本实验化学反应速率可否用单位时间内锌粒质量的变化量表示或者其他方式(呼应定义);2可否利用Excel制图对速率-时间图像分析,从量的角度理解化学反应速率为平均速率 。3可否利用加测温度,分析该实验图像偏差的原因。为后续学习外界条件对反应速率的影响做好过度。
本文选择后两点引导学生扩展探讨。原实验装置有诸多不妥之处:如分液漏斗内硫酸不易滴下;注射器活塞摩擦力太大,不易推动;要收集足够气体时间较长等。为此将原有实验装置进行如下改进(省略夹持装置),并加测反应温度。
在烧杯内可放棉花或冰块,已达到绝热或恒温的目的。
实验用品:
仪器: 三角锥瓶 红水温度计 玻璃导管
药品:4mol/L H2SO4溶液 锌粒 冰块 棉花
按装置图组装好实验装置,并检查气密性,记录数据如下表。(见表1、表2、表3)
指导学生分析数据及图形,思考以下问题并讨论:
1. 分析表1不同时间段内化学速率是否相同。化学反应速率变化有什么特点?如何理解?2. 图1有何反常的地方?如何解释?类比图1和图2说明影响化学反应速率的因素还有什么?3.如何研究外界因素对化学反应速率的影响?当有多个变量同时影响化学反应速率时应怎么分析?4. 你觉得通过Excel制图分析问题有什么优势?对你有什么启示?5. 实验效果是否理想,有什么原因。
结论:
1. 化学反应速率为平均速率。受外界条件影响。2. 由于该反应放热,故图1有些反常。由此可见影响化学反应速率的因素很多,测量时应充分考虑。3. 控制变量做对比试验可以很好的测量化学反应速率。当有多个变量时,可以综合考虑,分析那个变量对反应的影响更大些,起到主因作用。4..通过运用Excel制图,使数据处理更精确便捷,通过准确的图像能更好的反应规律和问题。可以发现一些不易发现的反常现象。还可以培养自己严谨的科学探究态度。5. 实验效果不是很理想。通过控温不能杜绝温度变化对该实验的影响。原因可能是仪器、变量控制不好带来的误差。还有反应放热是离子间反应产生的,是微观的。而我们测温却是宏观体系的,热量由微观传导来的有一定延迟性。所以通过一般的手段很难绝对控制微观反应放热对反应自身的影响。6. 冰浴条件下反应速率的加速率明显减小,可猜测如果能及时将热量导出反应体系,那么温度很有可能可控。
参考文献:
[1] 胡越.“测量锌与硫酸反应速率”的实验改进[J]. 价值工程 2010 .20.0207-01.
[2] 赵万富. 实验教学与仪器[J]. 2010.09.30.
[3] 赵延龄 柴兰琴.高校實验室工作研究[J]. 2004.02.15.