在本課中，我們將一起學(xué)習(xí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
我們都知道，不同的化學(xué)反應(yīng)會(huì)有不同的速率，這說明反應(yīng)速率首先是由反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等內(nèi)部因素決定的。外部條件也有很大影響，如溫度、濃度、壓力和催化劑等。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們可以通過定性觀察來比較化學(xué)反應(yīng)速率。除了定性觀察外，還可以通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量測(cè)量。
我們先來看看課本上為我們提供的關(guān)于影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的定性和定量研究。實(shí)驗(yàn)探究的第一部分是定性過程。實(shí)驗(yàn)用品及實(shí)驗(yàn)方案如圖所示。
這里涉及的主要方程如圖所示。這是一個(gè)非常典型的氧化還原反應(yīng)，探討濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。因此，我們需要體現(xiàn)濃度的差異。兩個(gè)試管中硫酸的濃度不同。第一個(gè)試管中的濃度較小，第二個(gè)試管中的濃度較高。我們會(huì)明顯觀察到，在濃度小的試管中，淡黃色混濁出現(xiàn)的速度較慢，而在濃度高的試管中，淡黃色混濁的出現(xiàn)較快。由此我們可以得出結(jié)論：在其他條件相同的情況下，增加反應(yīng)物濃度會(huì)提高反應(yīng)速率，反之亦然。
在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們將探討溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。實(shí)驗(yàn)原理仍然是這種典型的氧化還原反應(yīng)，只不過將兩根等濃度的試管分別放入冷水和熱水中。那么這些現(xiàn)象也是非常明顯的。在熱水中很快出現(xiàn)淺黃色渾濁，在冷水中緩慢出現(xiàn)淺紅色渾濁。由此我們可以得出結(jié)論，在條件相同的情況下，溫度升高，反應(yīng)速率增大，溫度降低，反應(yīng)速率減小。
第三個(gè)定性研究實(shí)驗(yàn)研究了催化劑對(duì)速率的影響。反應(yīng)原理是過氧化氫的分解，只不過在一根試管中加入了每升0.1摩爾的三氯化鐵溶液，而另一根試管中則沒有。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也非常明顯。添加氯化鐵的食道產(chǎn)生氣泡的速度明顯快于其他試管，因此我們可以得出添加催化劑加速了化學(xué)反應(yīng)速率的結(jié)論。請(qǐng)注意，對(duì)于我們剛剛進(jìn)行的三個(gè)實(shí)驗(yàn)來說，僅通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)就得出這樣的結(jié)論是不太科學(xué)的。這是在數(shù)千次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出的統(tǒng)一結(jié)論。教科書只是做了一定的簡(jiǎn)化。
該實(shí)驗(yàn)的第二部分研究定量測(cè)量并比較對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。如何實(shí)現(xiàn)定量測(cè)定？我們使用2克鋅顆粒和40毫升1摩爾/升的硫酸溶液，將它們放入帶刻度的注射器中，并測(cè)量并收集10毫升氫氣所需的時(shí)間。因此，每一步都是非常精確的數(shù)據(jù)。我們可以將測(cè)量的數(shù)據(jù)填入表中并得出一定的結(jié)論。
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