探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

劉蘊(yùn)

摘要：近年來，隨著社會人才需求結(jié)構(gòu)的變化，高中生在學(xué)習(xí)傳統(tǒng)課程知識的基礎(chǔ)上，還需要加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。本文以高中化學(xué)中濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響為研究內(nèi)容，利用以往所學(xué)到的化學(xué)知識，在獨(dú)立完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，實(shí)現(xiàn)個(gè)人全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：濃度;化學(xué)反應(yīng);速率;影響

在過去較長的一段時(shí)間里，高中生在化學(xué)學(xué)習(xí)方面主要依靠教師對教學(xué)大綱中相關(guān)內(nèi)容的傳授，并且，受應(yīng)試教育的影響，高中生側(cè)重于對課程內(nèi)容的機(jī)械式記憶，缺乏自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力。[1]尤其是在化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面，對于影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)參量，高中生普遍缺乏探究精神。面對這一情況，我們高中生應(yīng)轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)習(xí)意識，利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)這一平臺，促進(jìn)個(gè)人綜合能力的全面提高。

一、關(guān)于濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)際影響因素分析，除濃度對化學(xué)反應(yīng)速率有著一定的影響外，溫度、氣壓等對化學(xué)反應(yīng)速率都有著一定的影響。為更好地研究濃度這一參量變化對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則可以將溫度、氣壓等看作恒定值。

1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇

考慮到化學(xué)實(shí)驗(yàn)難度、安全等多個(gè)因素的情況下，這里以較為常見的NaHCO3、HCl為反應(yīng)物，其中NaHCO3、HCl的濃度較容易控制，實(shí)驗(yàn)過程中所產(chǎn)生的物質(zhì)為NaCl、HO、CO2，整個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示：

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

通過該化學(xué)反應(yīng)方程式可以看出，基于HCl的液體形式，相對于NaHCO3來說可以較為容易的調(diào)整其濃度，并且，反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的物質(zhì)不會造成環(huán)境污染，也不影響人體健康。因此，采用化學(xué)反應(yīng)研究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響具有可行性。

2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)

為更好地研究化學(xué)反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系，則需要將涉及到的反應(yīng)物濃度或生成物濃度作為參考對象，通過轉(zhuǎn)化與計(jì)算，確定化學(xué)反應(yīng)的最終效果。在對NaHCO3、HCl進(jìn)行反應(yīng)的過程中，需要控制的外部因素包括反應(yīng)環(huán)境溫度、反應(yīng)環(huán)境壓強(qiáng)等，通過規(guī)定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的CO2多少，來判定濃度對化學(xué)反應(yīng)的影響。

為更好的觀察這一效果，應(yīng)當(dāng)根據(jù)濃度變量進(jìn)行對照組設(shè)定，將產(chǎn)生的氣體送入同樣濃度、體積的Ca（OH）2溶液中，觀察溶液渾濁的速度就能夠判定濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體過程

首先，準(zhǔn)備三個(gè)大小、材質(zhì)相同的反應(yīng)容器，將容器分為A、B、C三組;其次，在三個(gè)容器中裝入質(zhì)量相等的3g NaHCO3粉末，在錐形燒瓶中加入濃度分別為4.0mol/L、1.0mol/L、0.2mol/L的HCl溶液各200ml，錐形瓶外接導(dǎo)氣管，與密封裝有濃度為1.2mol/L的100mlCa（OH）2溶液的試驗(yàn)器皿相連;最后，將容器中的NaHCO3粉末倒入錐形瓶中，將錐形瓶口密封，觀察Ca（OH）2溶液的渾濁速度。

在整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)注意是否存在其它外部環(huán)境變量的影響，如溫度、氣壓等變化。[2]因此，為實(shí)時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)中溫度的變化，可以在錐形燒杯內(nèi)固定一溫度計(jì)，用以測量溶液溫度。通過觀察發(fā)現(xiàn)，A、B、C三組實(shí)驗(yàn)的效果差異較為明顯，A組的溶液渾濁速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于B組和C組。通過觀察化學(xué)反應(yīng)過程中溫度計(jì)的變化發(fā)現(xiàn)，A組中的溫度下降幅度要稍大于B、C組，為保證實(shí)驗(yàn)過程中變量的唯一性，這里可忽略溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

通過這一實(shí)驗(yàn)可以認(rèn)定，在其它要素相同的情況下，增加反應(yīng)物的濃度能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率的提高。這是由于在反應(yīng)物濃度增加之后，單位體積內(nèi)參與化學(xué)反應(yīng)的分子數(shù)量增加，化學(xué)反應(yīng)所需時(shí)間縮短，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的更加徹底、充分。但是，當(dāng)反應(yīng)物濃度增加到一定程度之后，化學(xué)反應(yīng)速率將不再增加，從而達(dá)到了飽和反應(yīng)狀態(tài)。

三、關(guān)于濃度與化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)的自我反思

作為一名高中生，在日常學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)善于發(fā)揮個(gè)人主觀能動性，掌握科學(xué)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟，運(yùn)用對比實(shí)驗(yàn)等手段，探究影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的各種要素，發(fā)現(xiàn)其中存在的規(guī)律。[3]針對該試驗(yàn)過程中存在的問題，我們高中生應(yīng)試者借助以往學(xué)過的知識加以解決，確實(shí)無法解釋的部分，則需要及時(shí)向化學(xué)教師求助，在化學(xué)教師的引導(dǎo)下，完成實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程。

與此同時(shí)，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，對于實(shí)驗(yàn)變量的設(shè)計(jì)，應(yīng)以安全為第一考慮因素，相關(guān)變量的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)征求化學(xué)教師的意見，避免化學(xué)反應(yīng)過于激烈導(dǎo)致人身傷害事件。并且，化學(xué)實(shí)驗(yàn)并不是個(gè)人行為，而是需要以團(tuán)隊(duì)的形式完成，借助團(tuán)隊(duì)的力量，不僅能夠更好的完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)凝聚力的培養(yǎng)，促進(jìn)個(gè)人全面發(fā)展。

總結(jié)

高中化學(xué)與生活實(shí)踐有著較為緊密的聯(lián)系，除基礎(chǔ)化學(xué)知識學(xué)習(xí)以外，化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)⒃境橄蟮恼n本內(nèi)容形象的展現(xiàn)出來。其中，在NaHCO3與HCl的化學(xué)反應(yīng)過程中，學(xué)生通過獨(dú)立設(shè)計(jì)、完成、總結(jié)等環(huán)節(jié)，不僅了解化學(xué)反應(yīng)中不同反應(yīng)物的作用，也更加深入的認(rèn)識到濃度與化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系，從側(cè)面鞏固化學(xué)知識體系，促進(jìn)個(gè)人自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、動手能力的全面培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]淺析影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素及其影響結(jié)果[J].蔣妍雯.環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)瞭望.2017 （07）

[2]透析影響化學(xué)反應(yīng)速率的各種因素[J].王博一.農(nóng)家參謀.2017 （14）

[3]影響化學(xué)反應(yīng)速率因素之探究[J].劉美玲.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2013 （32）