分子運動速率與溫度關系的實驗設計

彭程 謝祥林 李躍春

分子運動速率與溫度關系的實驗設計

彭程 謝祥林 李躍春

（湖南師范大學化學化工學院湖南長沙410081）

為了使學生順利地建立知識點，文章設計了不同溫度下分子運動速率的兩個對比實驗，裝置簡單，現象明顯，無污染，可回收，能夠清楚明了地展示兩者之間的正相關關系。該設計可構建化學思維，激起學生對化學學習興趣，感受化學的獨特魅力。

分子運動；速率；溫度；實驗設計

一、問題分析

溫度越高,分子運動速率越快,這是化學學習的一個基本理論知識點。分子運動速率與溫度的關系的實驗在人民教育出版社2006年4月第2版《義務教育課程標準實驗教科書化學》九年級上冊中屬于空白實驗,該知識點被安排在第三單元的課題2《分子和原子》中,僅僅只是通過描述水受熱蒸發加快的原因來幫助學生理解這個理論［1］。

水的蒸發是生活中的一個常識,在蒸發的時候有大量的白霧生成,學生容易理解高溫時分子在不斷地運動,但若是常溫下呢？常溫下學生幾乎無法感知到分子的運動,那么在這里學生就有可能形成這樣一種觀點——分子在常溫下幾乎不運動,僅僅只在高溫或是蒸發的情況下才運動。很明顯這是一種錯誤的觀點,在此,學生無法建立起正確的理論基礎,沒有體驗到分子的運動速率與溫度的真正的關系。筆者認為,通過描述水的蒸發來幫助學生建立該理論會有一定的不合理性。

化學是一門以實驗為基礎的自然科學,所以為了讓學生能夠了解化學,學好知識點,應該科學合理地設計化學實驗。同時化學實驗對于九年級第一次學習化學的學生而言有一定的新奇性和吸引力,一個設計良好的化學實驗能夠讓學生感受到化學獨有的魅力,激發學生的學習欲望,突顯化學知識,幫助學生理解化學知識,建立真正的化學思維,那么在這里設計一個關于分子的運動速率與溫度的關系的實驗就顯得尤為重要。

既然是分子的運動速率與溫度的關系的學習,那么該實驗就應該是一個對比實驗,對比兩種不同溫度下分子的運動速率。為此,筆者設計了兩個化學實驗,裝置簡單便攜,現象明顯,能夠直接明了地幫助學生建立理論知識,并且帶領學生感受到化學的魅力。

二、實驗設計一

1.實驗目的

分析分子運動速率與溫度的關系

2.實驗原理

溫度越高,分子運動速率越快

3.實驗用品

品紅溶液(30mL),水,2支試管(18×180 mm),酒精燈,2個燒杯(50mL),三腳架,石棉網,2個量筒(10mL)

4.實驗步驟

(1)將30mL品紅溶液分別等量倒入兩個小燒杯中,其中一個加熱至微沸。

(2)在兩支試管中同時裝入2/3的水,分別標記為1、2。

(3)先取1mL常溫品紅溶液加入試管1,再取1mL微沸品紅溶液加入試管2中,觀察現象。

5.實驗結果

試管1、2中的品紅都在往試管底部擴散,但試管2中的擴散速率明顯大于試管1中的擴散速率。

6.實驗優點

(1)裝置簡單,現象明顯,實驗時間短,實驗結果分析符合邏輯。

(2)藥品用量少,能夠循環使用,節約資源,保護環境。

7.注意事項

(1)實驗操作動作要快,保證品紅溶液處于不同溫度下。

(2)注意控制藥品量的多少,確保實驗現象明顯。

三、實驗設計二

1.實驗目的

分析分子運動速率與溫度的關系

2.實驗原理

溫度越高,分子運動速率越快

3.實驗藥品廣范pH試紙,乙酸(60mL),2支U形管(18×180 mm),4個橡膠塞,玻璃棒,酒精燈,2個燒杯(100mL),三腳架,石棉網,2個量筒(50mL),水

4.實驗裝置

5.實驗步驟

(1)取兩張同等大小的廣范pH試紙,用水濕潤,貼在兩個U形管內側,分別編號為1、2。

(2)將60mL乙酸溶液分別等量倒入兩個燒杯中,其中一個加熱至微沸。

(3)將20mL乙酸常溫溶液,倒入U形管1中,再取20mL乙酸微沸溶液,加入U形管2中(注意從未貼pH試紙的一邊倒入,使溶液頁面距離試紙大約2到3cm,塞上橡膠塞),靜置,觀察現象。

6.實驗結果

1008-0546（2013）05-089-01

：G633.8

：B

10.3969/j.issn.1008-0546.2013.05.040