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探究浓度对化学反应速率的影响

2019-02-06刘蕴

神州·上旬刊 2019年1期
关键词:化学反应速率浓度

刘蕴

摘要:近年来,随着社会人才需求结构的变化,高中生在学习传统课程知识的基础上,还需要加强自主学习能力与创新学习能力的培养。本文以高中化学中浓度对化学反应速率的影响为研究内容,利用以往所学到的化学知识,在独立完成化学实验的过程中,实现个人全面发展。

关键词:浓度;化学反应;速率;影响

在过去较长的一段时间里,高中生在化学学习方面主要依靠教师对教学大纲中相关内容的传授,并且,受应试教育的影响,高中生侧重于对课程内容的机械式记忆,缺乏自主学习能力与创新能力。[1]尤其是在化学实验方面,对于影响化学实验结果的相关参量,高中生普遍缺乏探究精神。面对这一情况,我们高中生应转变学习态度,提高学习意识,利用化学实验这一平台,促进个人综合能力的全面提高。

一、关于浓度对化学反应速率影响的实验设计

根据化学反应的实际影响因素分析,除浓度对化学反应速率有着一定的影响外,温度、气压等对化学反应速率都有着一定的影响。为更好地研究浓度这一参量变化对化学反应速率的影响,则可以将温度、气压等看作恒定值。

1.化学实验内容的选择

考慮到化学实验难度、安全等多个因素的情况下,这里以较为常见的NaHCO3、HCl为反应物,其中NaHCO3、HCl的浓度较容易控制,实验过程中所产生的物质为NaCl、HO、CO2,整个化学反应方程式如下所示:

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

通过该化学反应方程式可以看出,基于HCl的液体形式,相对于NaHCO3来说可以较为容易的调整其浓度,并且,反应过程中所产生的物质不会造成环境污染,也不影响人体健康。因此,采用化学反应研究浓度对化学反应速率的影响具有可行性。

2.化学实验分析与设计

为更好地研究化学反应速率与浓度的关系,则需要将涉及到的反应物浓度或生成物浓度作为参考对象,通过转化与计算,确定化学反应的最终效果。在对NaHCO3、HCl进行反应的过程中,需要控制的外部因素包括反应环境温度、反应环境压强等,通过规定时间内产生的CO2多少,来判定浓度对化学反应的影响。

为更好的观察这一效果,应当根据浓度变量进行对照组设定,将产生的气体送入同样浓度、体积的Ca(OH)2溶液中,观察溶液浑浊的速度就能够判定浓度对化学反应速率的影响。

二、化学实验的具体过程

首先,准备三个大小、材质相同的反应容器,将容器分为A、B、C三组;其次,在三个容器中装入质量相等的3g NaHCO3粉末,在锥形烧瓶中加入浓度分别为4.0mol/L、1.0mol/L、0.2mol/L的HCl溶液各200ml,锥形瓶外接导气管,与密封装有浓度为1.2mol/L的100mlCa(OH)2溶液的试验器皿相连;最后,将容器中的NaHCO3粉末倒入锥形瓶中,将锥形瓶口密封,观察Ca(OH)2溶液的浑浊速度。

在整个化学实验过程中,应注意是否存在其它外部环境变量的影响,如温度、气压等变化。[2]因此,为实时掌握实验中温度的变化,可以在锥形烧杯内固定一温度计,用以测量溶液温度。通过观察发现,A、B、C三组实验的效果差异较为明显,A组的溶液浑浊速率要远远大于B组和C组。通过观察化学反应过程中温度计的变化发现,A组中的温度下降幅度要稍大于B、C组,为保证实验过程中变量的唯一性,这里可忽略温度对化学反应速率的影响。

通过这一实验可以认定,在其它要素相同的情况下,增加反应物的浓度能够实现化学反应速率的提高。这是由于在反应物浓度增加之后,单位体积内参与化学反应的分子数量增加,化学反应所需时间缩短,化学反应进行的更加彻底、充分。但是,当反应物浓度增加到一定程度之后,化学反应速率将不再增加,从而达到了饱和反应状态。

三、关于浓度与化学反应速率实验的自我反思

作为一名高中生,在日常学习过程中,应善于发挥个人主观能动性,掌握科学的化学实验步骤,运用对比实验等手段,探究影响化学实验结果的各种要素,发现其中存在的规律。[3]针对该试验过程中存在的问题,我们高中生应试者借助以往学过的知识加以解决,确实无法解释的部分,则需要及时向化学教师求助,在化学教师的引导下,完成实验的整个过程。

与此同时,在化学实验过程中,对于实验变量的设计,应以安全为第一考虑因素,相关变量的设计,应当征求化学教师的意见,避免化学反应过于激烈导致人身伤害事件。并且,化学实验并不是个人行为,而是需要以团队的形式完成,借助团队的力量,不仅能够更好的完成化学实验任务,可以实现团队凝聚力的培养,促进个人全面发展。

总结

高中化学与生活实践有着较为紧密的联系,除基础化学知识学习以外,化学实验能够将原本抽象的课本内容形象的展现出来。其中,在NaHCO3与HCl的化学反应过程中,学生通过独立设计、完成、总结等环节,不仅了解化学反应中不同反应物的作用,也更加深入的认识到浓度与化学反应速率之间的关系,从侧面巩固化学知识体系,促进个人自主学习能力、创新能力、动手能力的全面培养。

参考文献:

[1]浅析影响化学反应速率的因素及其影响结果[J].蒋妍雯.环渤海经济瞭望.2017 (07)

[2]透析影响化学反应速率的各种因素[J].王博一.农家参谋.2017 (14)

[3]影响化学反应速率因素之探究[J].刘美玲.科技创新导报.2013 (32)

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