鄭之鶴
(浙江省瑞安中學(xué) 浙江 瑞安 325200)
在談?dòng)绊懟瘜W(xué)反應(yīng)的諸多因素之前,應(yīng)先闡述化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的重要性,其主要包括如下幾個(gè)方面:其一,化學(xué)作為我國(guó)應(yīng)試教育下的重要考核科目,在中考和高考中都占據(jù)了較高的分值比例,因而化學(xué)的學(xué)習(xí)直接影響的是應(yīng)試考試的成績(jī),以及后續(xù)帶來(lái)的學(xué)校選擇和就業(yè)選擇,具有實(shí)際的教育意義;其二,化學(xué)作為一門(mén)實(shí)踐性學(xué)科,其在初中及高中階段的課程學(xué)習(xí)中都涉及到了理論知識(shí)以及試驗(yàn)操作的學(xué)習(xí),而這可以直接鍛煉一個(gè)人的動(dòng)手能力和實(shí)際操作能力,加之學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)公式關(guān)系,可以幫助學(xué)生鍛煉和養(yǎng)成一定的邏輯能力,這對(duì)后續(xù)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有重要意義;其三,化學(xué)的學(xué)科建立離不開(kāi)人們的日常生活,很多化學(xué)反應(yīng)都可以在實(shí)際生活中找到對(duì)應(yīng)的生活現(xiàn)象,因而掌握相應(yīng)的化學(xué)知識(shí),更加有利于便捷的生活及高效的工作;其四,化學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科,其中一些試驗(yàn)的方法和物體區(qū)分鑒別方法可以應(yīng)用到其它諸多學(xué)科的發(fā)展過(guò)程中去,且隨著當(dāng)下對(duì)多學(xué)科綜合的提倡發(fā)展,就使得化學(xué)的方法和理論都可以作為分支學(xué)科,應(yīng)用到多綜合學(xué)科的發(fā)展中去,并發(fā)揮重要的作用;最后,化學(xué)隨著漫長(zhǎng)的時(shí)間發(fā)展,已經(jīng)形成較為完整的學(xué)科體系,成為了一種精神文化,因而化學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)很多人來(lái)說(shuō)屬于一種精神生活的滿(mǎn)足,有利于當(dāng)下所提倡的終身學(xué)習(xí)。
所謂的內(nèi)因指的是參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)本身的性質(zhì),其活潑性和惰性直接影響了反應(yīng)的速率。舉例來(lái)說(shuō),以我們生活中常見(jiàn)的,也是人體必須的兩種金屬鉀和鈉為例,在其余條件相同的情況下,使金屬鉀和金屬鈉與水反應(yīng),由于金屬鉀的活潑性比金屬鈉的活潑性要高,因而可以明顯的看見(jiàn)金屬鉀在水中的反應(yīng)速率快于金屬鈉在水中的反應(yīng)速率,充分的說(shuō)明了反應(yīng)物質(zhì)本身性質(zhì)對(duì)反應(yīng)速率的影響。
2.2.1 溫度 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響具有普遍性,即溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,溫度越低,反應(yīng)速率越慢,主要的原因是溫度的升高使得參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)獲得更多的能量,這些能量的獲得使這些物質(zhì)自身的微觀分子活動(dòng)和碰撞的幾率加大,因而化學(xué)反應(yīng)速率擴(kuò)大,另外一方面是溫度的升高使得參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)內(nèi)部的活化分子增多,活化分子數(shù)量的增多使得分子間的碰撞幾率升高,從而加快了反應(yīng)速率,以物體的腐敗為例,食物在夏天炎熱的時(shí)候更容易腐敗,而在冬天溫度較低的時(shí)候可以保存的時(shí)間較長(zhǎng)。
2.2.2 濃度 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,概括來(lái)說(shuō)主要為參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的濃度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)濃度越低,反應(yīng)速率越慢,主要的原理是反應(yīng)物的濃度升高,雖然并未影響參與化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的活化分子百分,但是參與反應(yīng)的活化分子數(shù)目增多,提高了化學(xué)反應(yīng)的速率;舉例來(lái)說(shuō),我們?cè)跓仩t的時(shí)候,通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)來(lái)使鍋爐的火更旺,就是通過(guò)提高鍋爐內(nèi)的氧氣濃度,從而提高活化分子數(shù)量,以達(dá)到推進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速率的目的[1]。
2.2.3 壓強(qiáng) 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,主要還是依賴(lài)于改變反應(yīng)物質(zhì)的濃度進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)速度的影響。但是壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響具有一定的局限性,即化學(xué)反應(yīng)中必須涉及到氣體的參與或者氣體的生成,如果參與反應(yīng)的物質(zhì)為固體或者液體,壓強(qiáng)將不會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。其過(guò)程主要是通過(guò)改變壓強(qiáng),來(lái)調(diào)整參與反應(yīng)的物質(zhì)濃度,以改變活化分子百分比,進(jìn)而改變反應(yīng)速率。舉例來(lái)說(shuō),在一個(gè)密閉容器內(nèi)進(jìn)行含有氣體的化學(xué)反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)的物質(zhì)所在的容器體積壓縮至原來(lái)的一半,這就意味著直接增加了容器中的參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度,進(jìn)而增加了化學(xué)反應(yīng)的速率。
2.2.4 催化劑 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)的速率影響是獨(dú)立于上述幾種因素的,普遍認(rèn)為的是催化劑在化學(xué)反應(yīng)中并不參與實(shí)質(zhì)性的化學(xué)反應(yīng),因而在化學(xué)反應(yīng)前后,催化劑的質(zhì)量并不發(fā)生變化,催化劑只影響化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程。催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響主要是參與反應(yīng)物質(zhì)的活化能,即使得本身不是活化分子的成分轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨肿?,進(jìn)而增加了參與反應(yīng)內(nèi)部物質(zhì)的碰撞機(jī)會(huì),從而提高了化學(xué)反應(yīng)速率,例如高中階段常見(jiàn)的加熱氯化鉀來(lái)制備氧氣,當(dāng)加入催化劑二氧化錳,其反應(yīng)速率將明顯加快。
除了上述原因之外,還有一些其它的因素,主要包括:其一,增大參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)表面積,從而增加參與反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì),以此改變化學(xué)反應(yīng)速率;其二,光照,在很多化學(xué)反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,光照成為了改變或者促成化學(xué)反應(yīng)的重要因素,例如強(qiáng)光照射氫氣和氯氣會(huì)瞬間爆炸;其三,產(chǎn)生電化學(xué)的原理來(lái)加速化學(xué)反應(yīng),以粗金屬鋅和純金屬鋅與鹽酸的反應(yīng)為例,粗金屬鋅由于自身存在的雜質(zhì)和金屬鋅之間形成原電池,因而與鹽酸反應(yīng)的速度更快;其四,溶劑的極性對(duì)化學(xué)反應(yīng)的速率影響,概括來(lái)說(shuō)就是若反應(yīng)物比生成物極性大,則在極性溶劑中反應(yīng)速率慢,生成物比反應(yīng)物極性大則在極性溶劑中反應(yīng)速率較快;最后,超聲波,其對(duì)能量的高聚集性使得參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速率發(fā)生改變[2]。
綜上所述,本文通過(guò)對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)的諸多因素進(jìn)行分類(lèi)和概括總結(jié),并簡(jiǎn)單介紹了其它幾種不太常見(jiàn)的因素,并對(duì)各個(gè)因素的影響原理進(jìn)行闡述,用實(shí)例加以說(shuō)明,以供其它學(xué)習(xí)者借鑒。