化學反應條件的控制

1、化學反應條件的控制第1頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一化學反應條件的控制2009、10、28第2頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一考試說明： 認識反應條件控制在化學實驗研究中的意義 初步掌握控制反應條件的方法第3頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一案例1：鋁在氧氣中燃燒實驗不易成功原因分析致密的氧化鋁保護層性質氧氣濃度偏低或量不足用量與氧氣的接觸面積太小操作第4頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一 5cm2cm鋁箔質量約125mg ; 229mL集氣瓶氧氣:n(O2)=22922400=0.0102m

2、ol； 該氧氣最多能消耗的鋁箔質量是：（0.0102274）3 = 0.36g = 360mg. 360mg 125mg ，反應能成功進行改進：250mL集氣瓶充滿氧氣除去氧化膜5cm2cm鋁箔鋁箔劇烈燃燒原因分析（折算為標準狀況下進行該反應）比較法來尋找反應的最佳條件 用量 狀態(tài)第5頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實驗步驟如下（1）蛇紋石礦加鹽酸溶解后，溶液除了Mg2+外，還含有的金屬離子是 _ （2）進行操作時，控制溶液pH78（有關氫氧化物沉淀的pH見下表）Ca(OH)2不能

3、過量，若Ca(OH)2過量可能會導致_溶解、_沉淀。 氫氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2開始沉淀pH1.53.39.4(1)Fe3+ Al3+ (2)Al(OH)3、Mg(OH)2 第6頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一配比用量控制 （用量、濃度、酸堿性等）外部條件控制 （溫度、狀態(tài)、催化劑等）反應條件控制第7頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一實驗序號金屬質量/g金屬狀態(tài)c(H2SO4)/molL1V(H2SO4)/mL溶液溫度/金屬消失的時間/s反應前反應后10.10絲0.550203450020.10粉末0.550203550

4、30.10絲0.750203625040.10絲0.850203520050.10粉末0.85020362560.10絲1.050203512570.10絲1.05035505080.10絲1.150203410090.10絲1.150355440(1)實驗4和5表明， 對反應速率有影響， 反應速率越快，能表明該規(guī)律的實驗還有 (填實驗序號)(2)僅表明反應物濃度對反應速率產生影響的實驗有(填實驗序號): 。(3)影響反應速率其他因素還有 ，實驗序號是: ；(1)固體反應物的表面積（物質的聚集狀態(tài)）； 表面積越大； 1和2。 (2)1、3、4、6、8；或2和5。 (3)反應溫度； 6和7，8和

5、9。 （涉及溫度、聚集狀態(tài)、濃度等問題）第8頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一(4)實驗中的所有反應，反應前后溶液的溫度變化值(約15 )相近，推測其原因(4)可能是硫酸過量，金屬全反應，放出的熱量相等，所以使等體積溶液的溫度升高值相近。 配比與用量？第9頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一案例2 如何控制硫代硫酸鈉與酸反應速率通過兩組實驗的探究,了解濃度、溫度對反應速率的影響，掌握判斷反應速率快慢的方法。嘗試用比較法來尋找反應的最佳條件，認識比較法的價值。初步認識實驗條件控制、數據處理等方法在化學學習和科學研究中的應用。第10頁，共33頁，202

6、2年，5月20日，22點44分，星期一S2O32- + 2H+ = SO2 + S + H2O反應原理：設計思路：測量體積測量沉淀評價分析：SO2溶解度較大，對實驗測定影響較大現象明顯干擾較少如何設計一、方案設計第11頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一二、因素分析用量、濃度、酸堿性等 控制用量配比溫度、狀態(tài)、催化劑等 控制外部條件第12頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一1.采用“一大一小”的兩濃度進行比較A.10mL0.1mol/LNa2S2O3 + 10mL0.1mol/LH2SO4B.5mL0.1mol/LNa2S2O3 + 5mLH2O +

7、 10mL0.1mol/LH2SO4C.10mL0.1mol/LNa2S2O3 + 5mLH2O + 5mL0.1mol/LH2SO4控制配比:探究1反應物濃度對反應速率的影響2.實驗設計意圖A與BA與CA、B相同溫度下Na2S2O3濃度對相關反應速率的影響；A、C相同溫度下H2SO4濃度對相關反應速率的影響； B與C？第13頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一3.實驗結果分析 濃度直接影響化學反應速率，反應物濃度越大，化學反應速率越快； 稀釋H2SO4和稀釋Na2S2O3的效果明顯不同，該反應速率更大程度上決定于Na2S2O3溶液的濃度，而且它的濃度大小直接影響沉淀的顏

8、色。第14頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一控制條件:探究2:溫度對反應速率的影響10mL0.1mol/LNa2S2O3 + 10mL0.1mol/LH2SO45mL0.1mol/LNa2S2O3 + 5mLH2O + 10mL0.1mol/LH2SO4 1.采用“二大”與“二小” 進行對比A.10mL0.1mol/LNa2S2O3 + 10mL0.1mol/LH2SO4B.5mL0.1mol/LNa2S2O3 + 5mLH2O + 10mL0.1mol/LH2SO4水浴加熱第15頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一2.實驗設計意圖(1)研究溫度對

9、化學反應速率的影響;(2)研究溫度、濃度對化學反應速率的影響第16頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一案例3實驗意圖？ 催化劑(MnO20.1g) 第1組第2組第3組前15s產生氧氣的量（ml）7118前30s產生氧氣的量（ml）92111前45s產生氧氣的量（ml）123518前60s產生氧氣的量（ml）154926第1組：取粉末狀MnO2，滴入H2O2，僅少量與H2O2接觸第2組：取粉末狀MnO2，加入H2O2后振蕩，充分接觸第3組：取顆粒狀MnO2，充分接觸。第17頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一實驗結論： 1、同一催化劑在不同顆粒狀態(tài)下催

10、化效率不同。 2、同一催化劑在不同接觸面積條件下催化效率不同。 同種催化劑不同狀態(tài)下的催化效率比較第18頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一例2:用HNO3與大理石反應過程中質量減小的方法，研究影響反應速率的因素。所用HNO3濃度為1.00 molL-1、2.00 molL-1，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298 K、308 K，每次實驗HNO3的用量為25.0 mL、大理石用量為10.00 g。（1）請完成以下實驗設計表，并在實驗目的一欄中填出對應的實驗編號：實驗編號T/K大理石規(guī)格HNO3濃度/molL-1實驗目的298粗顆粒2.00（）實驗和探究HNO

11、3濃度對該反應速率的影響；（）實驗和探究溫度對該反應速率的影響；（）實驗和探究大理石規(guī)格（粗、細）對該反應速率的影響；298粗顆粒1.00308粗顆粒2.00298細顆粒2.00 第19頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一（2）實驗中CO2質量隨時間變化的關系見下圖：畫出實驗、和中CO2質量隨時間變化關系的預期結果示意圖。第20頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一實驗(1)：氯化鈷溶液顏色的變化：（1）觀察稀釋酸性CoCl2溶液時顏色的變化a. 反應原理：CoCl42-+6H2O Co(H2O)62+4Cl- 藍色 粉紅色b. 具體操作：3mL0.5

12、molL-1CoCl2逐滴加入6mL濃鹽酸觀察現象記錄用量3mL蒸餾水0mL蒸餾水案例3 反應條件對化學平衡(反應趨勢)的影響第21頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一c.現象與分析： 實 驗 現 象 現 象 分 析 滴加濃鹽酸 藍色加深 增大了氯離子濃度,平衡向左邊移動 加入3mL蒸餾水 藍色轉化為粉紅色 平衡向右邊方向移動 滴加濃鹽酸體積2.2mL3.2mL4.6mL溶液顏色紫紅色紫色藍色CoCl42-+6H2O Co(H2O)62+4Cl- 藍色 粉紅色稀釋時：很快變成粉紅色（平衡向右移動）；加熱時：又由粉紅色變成藍色（平衡向左移動）H0第22頁，共33頁，2022

13、年，5月20日，22點44分，星期一mLmin-1tmin4567.5567.5在前4min內，鎂條與鹽酸的反應速率逐漸加快，其原因是：_在4min之后，反應速率逐漸減慢，其原因是：_。 鎂和鹽酸反應是放熱反應，隨著反應體系溫度升高，反應速率增大；4min后由于溶液中H+濃度降低，所以導致反應速率減小 溫度濃度例3:影響化學反應速率的因素很多，某課外興趣小組用實驗的方法通過圖1所示裝置研究反應速率的有關問題。 第23頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一例4:通常是在調節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2，所產生的羥基自由基能氧化降解污染物?，F運用該方法降解有機污染物

14、p-CP，探究有關因素對該降解反應速率的影響。實驗設計控制p-CP的初始濃度相同，恒定實驗溫度在298K或313K（其余實驗條件見下表）,設計如下對比試驗編號實驗目的T/KpHc/10-3molL-1H2O2Fe2+為以下實驗作參考29836.00.30探究溫度對降解反應速率的影響298106.00.30313 3 6.0 0.30探究溶液pH對降解反應速率的影響第24頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一（3）實驗、表明溫度升高，降解反應速率增大。但溫度過高時反而導致降解反應速率減小，請從所用試劑H2O2的角度分析原因： ；（4）實驗得出的結論是：pH等于10時， ；過氧

15、化氫在溫度過高時迅速分解 反應速率趨向于零（或該降解反應趨于停止） （5）實驗時需在不同時間從反應器中取樣，并使所取樣品中的反應立即停止下來。根據上圖中的信息，給出一種迅速停止反應的方法： 將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH約為10 （或將所取樣品驟冷等其他合理答案均可）第25頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一配比用量控制 （用量、濃度、酸堿性等）外部條件控制 （溫度、狀態(tài)、催化劑等）反應條件控制第26頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和C

16、O轉變成CO2和N2，其反應為：2NO2CO 2CO2N2。為了測定在某種催化劑作用下的反應速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表：時間(s)012345c(NO)(mol/L)1.001034.501042.501041.501041.001041.00104c(CO)(mol/L)3.601033.051032.851032.751032.701032.70103（1）在上述條件下反應能夠自發(fā)進行，則反應的 H 0（填寫“”、“”、“”） 第27頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一研究表明：在使用等質量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學反應速

17、率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中。 實驗編號T()NO初始濃度(mol/L)CO初始濃度(mol/L)催化劑的比表面積(m2/g)2801.201035.8010382124350124請在上表空格中填入剩余的實驗條件數據。請在給出的坐標圖中，畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖，并標明各條曲線的實驗編號。 280 1.20103 5.801031.20103 5.80103 第28頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一例4:某同學發(fā)現，純度、質量、表面積都

18、相同的兩鋁片與H+濃度相同的鹽酸和硫酸在同溫同壓下反應時產生氫氣的速率差別很大，鋁和鹽酸反應速率更快。他決定對其原因進行探究。填寫下列空白：該同學認為：由于預先控制了反應其他條件，那么，兩次實驗時反應的速率不一樣的原因，只有以下五種可能：原因：Cl-對反應具有促進作用，SO42-對反應沒有影響原因：_；原因：Cl-對反應具有促進作用，SO42-對反應具有阻礙 作用；原因：Cl-、SO42-均對反應具有促進作用，但Cl-影響更 大；原因：_。Cl-對反應沒有影響，而SO42-對反應具有阻礙作用 Cl-、SO42-均對反應具有阻礙作用，但Cl-影響更?。ɑ騍O42-影響更大） 第29頁，共33頁，

19、2022年，5月20日，22點44分，星期一(1)取兩片等質量、外形和組成相同、表面經過砂紙充分 打磨的鋁片，分別放入到盛有同體積、c(H+)相同的稀 硫酸和鹽酸的試管（兩試管的規(guī)格相同）中;反應速率加快 反應速率減慢 Cl-對反應具有促進作用，SO42-對反應具有阻礙作用(2)在盛有硫酸的試管中加入少量NaCl或KCl固體 ，觀察 反應速率是否變化；(3)在盛有鹽酸的試管中加入少量Na2SO4或K2SO4固體，觀 察反應速率是否變化。實驗現象:在硫酸試管中_，實驗現象:在鹽酸試管中 ， 則說明原因是正確的。 藥品:NaCl或KCl固體;Na2SO4或K2SO4固體;硫酸;鹽酸第30頁，共33頁，2022年，5月20日，22點44分，星期一 用FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板后的混合溶液中，若Cu2、Fe3和Fe2的濃度均為0.10 molL1，參照下表給出的數據和藥品