一道“問題”競賽題的解析與思考

魏天文　方紅梅

摘 要：酸催化下的鹵化反應的速度只與酮的濃度和酸的濃度有關，而鹵素的濃度大小對速率的影響幾乎可以忽略。所以增加c（Br2）對反應速率無影響。

關鍵詞：知識局限 反應速率 單一變量 鹵化反應

化學反應速率和化學平衡是高中化學理論中理解難度較大的知識點。由于理論問題相對抽象，理論系統(tǒng)又相互關聯(lián)，學生在遇到相關試題時容易因知識局限導致判斷偏差。下面的這道2018年中國化學奧林匹克湖北賽區(qū)預賽試題第8題就被學生質疑為“問題”試題。

一、試題再現(xiàn)

8.某研究小組利用丙酮的溴代反應

（CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr）來研究反應物濃度與反應速率的關系。反應速率v（Br2）通過測定溴的顏色消失所需的時間來確定。在一定溫度下，獲得如下實驗數據。分析實驗數據所得出的結論錯誤的是（ ）

二、分析過程

這道選擇題考查了反應物濃度和反應速率的關系。學生對這道題的求解可以從兩個角度突破。

（一）排除法

學生通過分析表格所給數據，由②③組所給褪色時間相同得出實驗②和③的v（Br2）相等，即B項描述正確。結合單一變量法由①②組比較得出結論：當c（CH3COCH3）增大到原來的2倍時，褪色時間縮短為原來的1/2，即速率加快到原來的2倍，由此C項描述正確。再由①和③比較得出結論：當c（HCl）增大到原來的2倍時，褪色時間縮短為原來的1/2，即速率加快到原來的2倍，由此D項描述正確。排除選項BCD后，答案只剩下A項了。

（二）對比分析法

比較③④組的變量，變量一：c（HCl） 由0.40 mol·L-1減小到0.20 mol·L-1，反應速率會降低到第③組的1/2，所以褪色時間會由145s延長到290s；變量二：c（Br2）由0.0010mol·L-1增加到0.0020 mol·L-1，由于褪色所需要消耗的Br2的量為③組的2倍，所以褪色時間又由290s延長到了580s。這組數據說明c（Br2）的增加對反應速率沒有任何改變。所以結論A的描述是錯誤的。

（三）疑惑問題

考試結束后，很多學生對此題提出了質疑：Br2是化學反應的反應物，增加反應物的濃度，化學反應速率加快是高中教材所給出的結論。此題恰巧違背了這一點，學生從現(xiàn)有知識是很難理解和接受的，他們認為本題所給的實驗數據是有問題的。

三、知識背景

本題的反應是酮的鹵化反應，酸對反應起了催化作用，反應的歷程如下：

化學反應速率由歷程中慢的一步決定，H+的濃度越大，產生 的濃度越大，第二步反應的速率相對會快些，所以酸催化下的鹵化反應的速度只與酮的濃度和酸的濃度有關，即v =k c（H+）c（酮），而鹵素的濃度大小對速率的影響幾乎可以忽略。所以增加c（Br2）對反應速率無影響。

四、教學反思

在高中的習題教學中還有很多這樣的例子，學生通過高中的解題方法可以分析得出答案，但以他們現(xiàn)有的知識水平卻無法從知識的角度理解和接受。教師應加強自己的知識儲備，拓寬知識視野，從高中學生能接受和理解的角度，引導學生對習題進行新的分析和解讀，從而幫助學生培養(yǎng)大膽質疑、科學探究和科學創(chuàng)新的精神。

參考文獻

[1]胡宏紋.《有機化學》上冊[M].高等教育出版社.