關(guān)于蘇教版“化學(xué)反應(yīng)速率”幾個問題的思考

田長明

（蘇州市吳中區(qū)教育局教研室 江蘇 蘇州 215128）

關(guān)于蘇教版“化學(xué)反應(yīng)速率”幾個問題的思考

田長明

（蘇州市吳中區(qū)教育局教研室 江蘇 蘇州 215128）

新教材在使用的過程中不斷地修改與完善，教師在使用教材的過程中也在不斷反思與提高，蘇教版“化學(xué)反應(yīng)速率”一節(jié)有幾個問題值得思考。

速率；固態(tài)；測量；濃度

“我思，故我在！”思考是人生前行的力量，教師是新課程的實施者，思考應(yīng)該成為一種習(xí)慣。新教材的使用已經(jīng)有相當(dāng)長的一段時間了，在使用的過程中進行著不斷地修改和完善。教師同新教材一同成長，對教材中某些知識與內(nèi)容的認(rèn)識也在不斷地加深與提高，對有些問題也有了自己的看法，筆者就對蘇教版“化學(xué)反應(yīng)速率”一節(jié)內(nèi)容的幾個問題進行了一些思考。

一、概念的界定

問題1：⑴化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法是否只有一種？

⑵為什么通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度（物質(zhì)的量濃度）的減小或生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率？

化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法是否只有一種？筆者查閱了人教版和魯科版的《化學(xué)反應(yīng)原理》（選修），它們對化學(xué)反應(yīng)概念的描述如下：

人教版：化學(xué)反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化來表示。在容積不變的反應(yīng)器中，通常用單位內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。對于化學(xué)反應(yīng)來說，當(dāng)體系為氣態(tài)或溶液時，可用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度（常用物質(zhì)的量濃度）變化來表示這個反應(yīng)的速率。

魯科版：對于反應(yīng)體系體積不變的化學(xué)反應(yīng)aA+bB＝dD+eE，可以用單位時間內(nèi)某反應(yīng)物濃度（或質(zhì)量、物質(zhì)的量等）的減少或某生成物濃度（或質(zhì)量、物質(zhì)的量等）的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率。

通過對三種版本的比較，我們可以看出化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法不止一種，可以用單位時間內(nèi)某反應(yīng)物濃度（或質(zhì)量、物質(zhì)的量等）的減少或某生成物濃度（或質(zhì)量、物質(zhì)的量等）的增加來表示，那我們?yōu)槭裁赐ǔＳ脝挝粫r間內(nèi)反應(yīng)物濃度（物質(zhì)的量濃度）的減小或生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率呢？筆者在網(wǎng)上看到眾說紛紜，但歸根結(jié)蒂只有兩種：

說法1：因為物質(zhì)的量濃度的變化能引起平衡移動，所以就用物質(zhì)的量濃度表示 。

說法2：很多反應(yīng)在溶液中進行，在混合體系中的測物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度更容易。

筆者比較認(rèn)同說法2，由于反應(yīng)都在一定的容器或一定體積的溶液中進行，反應(yīng)物或生成物的減少或增加可以通過容器或溶液中物質(zhì)濃度的減少、增加來表示，而用物理或化學(xué)的方法測反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量濃度顯得更容易些。

二、知識的延伸

問題2：固態(tài)物質(zhì)有無化學(xué)反應(yīng)速率，如果有該如何表示？

固態(tài)物質(zhì)有無化學(xué)反應(yīng)速率？有以下4種觀點：

觀點1：沒有。因為它沒有物質(zhì)量濃度。

觀點2：可以。但它只能用單位時間內(nèi)物質(zhì)的量改變量表示，無法用濃度改變來表示。

觀點3：因為接觸面積的問題，所以很難計算準(zhǔn)確的反應(yīng)速度。

觀點4：在一定溫度下，固體和純液體物質(zhì)單位體積里的物質(zhì)的量保持不變，即物質(zhì)的量濃度為常數(shù)，因此它們的化學(xué)反應(yīng)速率也被視為常數(shù)，所以不能用它們表示速率。

事實上固體物質(zhì)在反應(yīng)中肯定有化學(xué)反應(yīng)速率，因為固體或純液體在反應(yīng)過程中因無濃度變化，所以無法用單位時間內(nèi)濃度的變化這種表示方法來表示化學(xué)反應(yīng)速率，但可以用單位時間內(nèi)物質(zhì)的量或質(zhì)量的減少來衡量反應(yīng)速率。

三、方法的細(xì)化

問題3：反應(yīng)過程中反應(yīng)物或生成物濃度測定的常用方法究竟有哪些？

蘇教版中對化學(xué)反應(yīng)速率的測定只做了這樣簡單的敘述：“要測定不同反應(yīng)時刻反應(yīng)物或生成物的濃度，可通過觀察和測量體系中的某一物質(zhì)（反應(yīng)物或生成物）的相關(guān)性質(zhì)，在進行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換和計算?！比缓罄e了量氣法和比色的方法。

要測定不同反應(yīng)時刻反應(yīng)物或生成物濃度的方法究竟有哪些？據(jù)南京大學(xué)物理化學(xué)教研室編寫的《物理化學(xué)》（第四版）中有關(guān)測定反應(yīng)物（或生成物）在不同反應(yīng)時刻的濃度的方法可知：有化學(xué)方法和物理方法。

化學(xué)方法：在某一時刻取出一部分物質(zhì)，并設(shè)法迅速使反應(yīng)停止（用驟冷、沖稀、加阻化劑、或除去催化劑等方法），然后進行化學(xué)分析，這樣可直接得到不同時刻某物質(zhì)濃度的數(shù)值，但實驗操作則往往較繁。

物理方法：在反應(yīng)過程中對某一種物質(zhì)與物質(zhì)濃度有關(guān)的物理量進行連續(xù)監(jiān)測，獲得一些原位反應(yīng)的數(shù)據(jù)，通常利用的物理性質(zhì)和方法有測定壓力、體積、旋光度、折射率、吸收光譜、電導(dǎo)、電動勢、介電常數(shù)、粘度、導(dǎo)熱率或進行比色等，對于不同的反應(yīng)可選用不同的方法和儀器，如色譜、質(zhì)譜、色—質(zhì)聯(lián)用、紅外及磁共振譜等。由于物理方法不是直接測量濃度的，所以首先需要知道濃度與這些物理量之間的依賴關(guān)系，當(dāng)然最好選用與濃度呈線性關(guān)系的一些物理量。

在魯科版《化學(xué)反應(yīng)原理》（選修）第56頁的“拓展視野”中介紹了幾種具體測量化學(xué)反應(yīng)速率的物理方法，除了量氣法外還有：

⑴比色法：由于物質(zhì)對特定波長的光的吸收性能不同，因此可以通過吸光度來測定參與反應(yīng)的某一物質(zhì)的濃度。例如，在丙酮的溴化反應(yīng)過程中：CH3COCH3+Br2→CH3COCH2Br+HBr，有色反應(yīng)物Br2吸收波長為450nm的光波，因此可用分光光度計測量溶液對該波長光度的吸光度，據(jù)此計算化學(xué)反應(yīng)速率。

⑵電導(dǎo)法：根據(jù)離子導(dǎo)電能力的差異，通過導(dǎo)電率的變化測定反應(yīng)物中離子濃度變化，進而計算化學(xué)反應(yīng)速率。例如，在乙酸乙酯皂化反應(yīng)中：CH3COOC2H5+OH-→CH3COO-+C2H5OH。由于OH-離子的電導(dǎo)遠(yuǎn)大于CH3COO-的電導(dǎo)，可以利用電導(dǎo)儀測量出溶液電導(dǎo)的變化，據(jù)此求得OH-的濃度的變化，進而求得化學(xué)反應(yīng)速率。

另外對于一些反應(yīng)時間很短（在秒以下）的快速反應(yīng)，必須采用某些特殊的裝置才能進行測量，否則在反應(yīng)物尚未完全混合之前，以混合的部分反應(yīng)已經(jīng)開始甚至可能已經(jīng)完成或接近尾聲，這給準(zhǔn)確記錄時間帶來了困難或根本無法計算反應(yīng)時間，對這種快速反應(yīng)常采用快速流動法進行測量，在流動法中反應(yīng)物迅速混合并在長管式反應(yīng)器的一端以一定速度輸入，產(chǎn)物在反應(yīng)器的另一端流出，用物理方法測定反應(yīng)管不同位置上反應(yīng)物的濃度，也可獲得繪制濃度隨時間變化曲線的必要數(shù)據(jù)。

四、問題的質(zhì)疑

問題4：增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率一定能加快嗎？

因此，實際教學(xué)中我們教師要做到從“教教材”轉(zhuǎn)向“用教材教”。具體說就是讓自己的教學(xué)設(shè)計和教學(xué)行為基于教材但又不為教材所束縛，使教學(xué)源于教材但又高于教材，使教材成為教學(xué)活動的真正“跳板”，成為學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新活動的有力憑借。 這就要求我們教師一是要先解讀教材，獲取自己所需要的資源，這是“用”的基礎(chǔ)；另一是要將教材中所獲的“資源”經(jīng)過適度轉(zhuǎn)化，整合并優(yōu)化于教學(xué)活動之中，這是“用”的靈魂。

［1］傅獻(xiàn)彩等.物理化學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，1990

1008-0546（2011）07-0058-02

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10.3969/j.issn.1008－0546.2011.07.027