關于蘇教版“化學反應速率”幾個問題的思考

田長明

（蘇州市吳中區教育局教研室 江蘇 蘇州 215128）

關于蘇教版“化學反應速率”幾個問題的思考

田長明

（蘇州市吳中區教育局教研室 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“化學反應速率”一節有幾個問題值得思考。

速率；固態；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，思考應該成為一種習慣。新教材的使用已經有相當長的一段時間了，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容的認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“化學反應速率”一節內容的幾個問題進行了一些思考。

一、概念的界定

問題1：⑴化學反應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反應物濃度（物質的量濃度）的減小或生成物濃度的增加來表示化學反應速率？

化學反應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《化學反應原理》（選修），它們對化學反應概念的描述如下：

人教版：化學反應速率用單位時間內反應物或生成物的物質的量的變化來表示。在容積不變的反應器中，通常用單位內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。對于化學反應來說，當體系為氣態或溶液時，可用單位時間內反應物或生成物的濃度（常用物質的量濃度）變化來表示這個反應的速率。

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

通過對三種版本的比較，我們可以看出化學反應速率的表示方法不止一種，可以用單位時間內某反應物濃度（或質量、物質的量等）的減少或某生成物濃度（或質量、物質的量等）的增加來表示，那我們為什么通常用單位時間內反應物濃度（物質的量濃度）的減小或生成物濃度的增加來表示化學反應速率呢？筆者在網上看到眾說紛紜，但歸根結蒂只有兩種：

說法1：因為物質的量濃度的變化能引起平衡移動，所以就用物質的量濃度表示 。

說法2：很多反應在溶液中進行，在混合體系中的測物質的物質的量濃度更容易。

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

二、知識的延伸

問題2：固態物質有無化學反應速率，如果有該如何表示？

固態物質有無化學反應速率？有以下4種觀點：

觀點1：沒有。因為它沒有物質量濃度。

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

觀點3：因為接觸面積的問題，所以很難計算準確的反應速度。

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

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

三、方法的細化

問題3：反應過程中反應物或生成物濃度測定的常用方法究竟有哪些？

蘇教版中對化學反應速率的測定只做了這樣簡單的敘述：“要測定不同反應時刻反應物或生成物的濃度，可通過觀察和測量體系中的某一物質（反應物或生成物）的相關性質，在進行適當的轉換和計算。”然后例舉了量氣法和比色的方法。

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

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

物理方法：在反應過程中對某一種物質與物質濃度有關的物理量進行連續監測，獲得一些原位反應的數據，通常利用的物理性質和方法有測定壓力、體積、旋光度、折射率、吸收光譜、電導、電動勢、介電常數、粘度、導熱率或進行比色等，對于不同的反應可選用不同的方法和儀器，如色譜、質譜、色—質聯用、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系，當然最好選用與濃度呈線性關系的一些物理量。

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

⑴比色法：由于物質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的某一物質的濃度。例如，在丙酮的溴化反應過程中：CH3COCH3+Br2→CH3COCH2Br+HBr，有色反應物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，據此計算化學反應速率。

⑵電導法：根據離子導電能力的差異，通過導電率的變化測定反應物中離子濃度變化，進而計算化學反應速率。例如，在乙酸乙酯皂化反應中：CH3COOC2H5+OH-→CH3COO-+C2H5OH。由于OH-離子的電導遠大于CH3COO-的電導，可以利用電導儀測量出溶液電導的變化，據此求得OH-的濃度的變化，進而求得化學反應速率。

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

四、問題的質疑

問題4：增大反應物濃度，化學反應速率一定能加快嗎？

因此，實際教學中我們教師要做到從“教教材”轉向“用教材教”。具體說就是讓自己的教學設計和教學行為基于教材但又不為教材所束縛，使教學源于教材但又高于教材，使教材成為教學活動的真正“跳板”，成為學生學習和創新活動的有力憑借。 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；另一是要將教材中所獲的“資源”經過適度轉化，整合并優化于教學活動之中，這是“用”的靈魂。

［1］傅獻彩等.物理化學［M］.北京：高等教育出版社，1990

1008-0546（2011）07-0058-02

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008－0546.2011.07.027