实验活动7化学反应速率的影响因素[实验目的]1．体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。2．理解改变反应条件可以调控化学反应的速率。[实验原理]1．硫代硫酸钠与硫酸的反应硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊，比较浑浊现象出现所需时间的长短，可以判断该反应进行的快慢。在不同浓度和温度条件下分别进行上述反应，并比较其反应快慢，可以看出反应物浓度和温度对该反应速率的影响。2．过氧化氢分解会产生氧气，在有或无催化剂存在下进行对比实验，通过观察氧气产生的快慢可以看出催化剂对该反应速率的影响。[实验用品]烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、药匙、秒表。0．1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、10%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、MnO2粉末、蒸馏水。[实验步骤]1．浓度对反应速率的影响实验编号加入0.1mol·L－1Na2S2O3溶液的体积/mL加入水的体积/mL加入0.1mol·L－1H2SO4溶液的体积/mL出现浑浊的快慢1202快2112慢2.温度对化学反应速率的影响实验编号加入0.1mol·L－1Na2S2O3溶液的体积/mL加入0.1mol·L－1H2SO4溶液的体积/mL水浴温度/℃出现浑浊的快慢122冷水慢222热水快3.催化剂对化学反应速率的影响向三支大小相同的试管中各加入2mL10%H2O2溶液，再向其中的两支试管中分别加入少量MnO2粉末和2滴1mol·L－1FeCl3溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢。可观察到，加入催化剂的试管中比未加催化剂的试管中气泡出现得快(填“快”或“慢”，下同)；加入少量MnO2粉末的试管中比加入2滴1mol·L－1FeCl3溶液的试管中气泡出现得快。[问题和讨论]在通常情况下，铁与冷水或热水都不发生反应，但红热的铁与水蒸气则可发生反应，生成Fe3O4和H2。试从反应条件的角度思考并解释这一事实。提示：红热的铁和水蒸气具有较高的温度，温度越高，化学反应速率越快，反应越容易发生。[实验结论]1．其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小。2．其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。3．催化剂可以改变化学反应速率。[巩固练习]1．在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()A．a＝6.00B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变C．b<318.2D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同D[A项，分析题表中数据可知，在同一温度下，反应的瞬时速率与浓度在数值上成正比，当T＝328.2K时，v＝15c，故a＝15×0.400＝6.00，正确。B项，分析题表中数据可知升高温度，水解速率增大，增大浓度，水解速率也增大，若同时增大(减小)反应物的浓度和降低(升高)反应的温度，则对反应速率的影响因素相互抵消，反应速率可能不变，正确。C项，在物质的浓度不变时，升高温度，水解速率增大，降低温度，水解速率减小，由于在物质的浓度为0.600mol·L－1时，温度由318.2K变为b，反应速率减小，则b＜318.2，正确。D项，不同温度时，反应速率不相同，则蔗糖浓度减少一半所需的时间不同，错误。]2．探究温度和浓度对反应速率的影响实验原理及方案：在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘，反应原理是2IO＋5SO＋2H＋===I2＋5SO＋H2O，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。实验序号0.01mol·L－1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL0.01mol·L－1Na2SO3溶液的体积/mL水的体积/mL实验温度/℃出现蓝色的时间/s①55V10②554025③5V23525则V1＝________mL、V2＝________mL。[解析]①和②温度不同，应该是探究温度对反应速率的影响，因此浓度需相同，即溶液的总体积相同，则V1＋5＋5＝5＋5＋40，得V1＝40；②和③温度相同，应该是探究浓度对反应速率的影响，表中KIO3酸性溶液的体积相同，可知亚硫酸钠的浓度应不同，溶液的总体积相同，5＋V2＋35＝5＋5＋40，得V2＝10。[答案]4010
