师：同学们，今天我们学习的主题是化学反应速率。本节课分为五个部分：睿问、睿学、导图展学、我思我学、精练深学、会思会学。

　　在日常生活中，常吃动物内脏、菠菜等含钙、草酸较高的食物，容易出现尿结石。这是尿结石主要成分草酸钙晶体的图片。建议大家饮食不要过于精细，多吃粗粮、多喝水，合理饮食。那么，用什么方法可以测定尿液中草酸钙晶体的含量？该反应速率又受到哪些因素影响？是什么因素导致反应速率发生如此变化？能否设计实验方案进行证明？这是我们接下来要探讨的问题。

　　今天，我们会围绕化学反应速率，讲解其表示方法、有关计算、影响因素以及相关理论解释。首先看第一个问题，用什么方法可以测定尿液中草酸钙晶体的含量？草酸钙与硫酸反应可得到硫酸钙和草酸。查阅文献可知，用高锰酸钾能较好地测定尿液中草酸钙晶体的含量。这里的核心反应是高锰酸钾、草酸和硫酸反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水。在这个反应中，涉及物质颜色变化，高锰酸钾由紫色变为无色。我们可根据这一显色反应来测定草酸钙的含量。当然，在分析化学中，也能通过分光光度计测定有色物质颜色变化，通过颜色变化测定吸光度，从而得出有色物质浓度变化，这个测定结果比较精确。

　　接下来，重点研究草酸与高锰酸钾反应受哪些因素影响。请看视频，主要实验用品有0.01摩尔每升的三羟甲基丙烷溶液、0.1摩尔每升的草酸溶液。分别向试管中滴加两毫升酸性高锰酸钾溶液，再分别向其中加两毫升醋酸溶液。一支放在空烧杯中，第二支置于冰水中，第三个烧杯中加入热水，放入试管观察现象。我们可以看到，放在热水中的试管中产生了大量气泡，并且很快褪色。通过视频发现，放在热水中的试管内混合液很快褪色，大约3分钟后，放在常温下的试管内混合液先是变为棕黄色，后逐渐变为无色。因此，温度对该反应速率的影响比较大。

　　刚才通过溶液颜色变化，这是一种定性的方法来判断化学反应速率的快慢。那有没有定量的方法来表征化学反应速率的快慢呢？定量的关键就是要获取单位时间内某物理量的变化。在化学中，通常使用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表征化学反应速率的快慢。下面有一组实验数据，请大家计算在0 - 4分钟和4 - 8分钟时间段以内反应速率的变化，填入表格空白处。

　　首先分析，取40毫升的高锰酸钾和38毫升的草酸，并滴入两毫升硫酸溶液。混合后忽略体积变化，体积变为80毫升。首先算出混合以后高锰酸钾溶液的起始浓度，通过计算可得高锰酸钾混合后的起始浓度是5.00乘以10的 - 4次方摩尔每升。当反应到4分钟末时，从表格数据可知是4.6乘以10的 - 4次方摩尔每升，由此可知高锰酸钾浓度的变化。data c应该是0.4乘以10的 - 4次方摩尔每升，除以时间4分钟，结果得到0.1乘以10的 - 4次方摩尔每升每分，注意单位。同样方法，可推算出4 - 8分钟时段内反应速率，由4.6降为4.04，变化值是0.56乘以10的 - 4次方摩尔每升，再除以4分钟，结果是0.14乘以10的 - 4次方摩尔每升每分。

　　如果用草酸的浓度来表示0 - 4分钟的平均反应速率，该如何进行呢？根据化学方程式中的系数比等于反应速率之比，很快得出，草酸的反应速率应该是高锰酸钾表示时的2.5倍，所以结果是0.1乘以2.5乘以10的 - 4次方摩尔每升每分，结果可表示为2.5×10的 - 5次方摩尔每升每分。

　　再来研究，如果用不同物质表示化学反应速率，如何判断谁快谁慢？看以下反应速率a、b、c。首先，b项是刚才计算的草酸表示的反应速率0.25×10的 - 4次方摩尔每升每分，可很快转换成用高锰酸钾表示的，即0.1×10的 - 4次方摩尔每升每分，a和b比较，a的速率要快。再看c选项，c选项单位和a选项不一样，是摩尔每升每秒，要化成摩尔每升每分，应该乘以60，所以最大的应该是c。

　　通过酸性高锰酸钾溶液颜色变化，是从定性角度判断化学反应速率变化，那有没有定量角度呢？通过刚才计算可知，0 - 8分钟化学反应速率逐渐加快，那么8分钟以后的化学反应速率如何变化？可借助速率 - 时间变化数据来判断。这是4 - 25分钟所测定的高锰酸钾溶液表示的浓度变化数据。我们把这些数据进行分析，建立坐标系，建立速率与时间变化趋势的图像，以直观呈现速率变化。通过图线，同学们判断一下反应速率是如何变化的，就很清晰了。

　　从图上可观察到，反应速率逐渐加快，大约到22分钟左右，反应速率迅速下降。是什么因素导致反应速率如此变化？能否设计实验方案证明呢？首先分析，在0 - 22分钟前面上升阶段，反应速率加快的原因。思考一下，反应速率加快可能是温度导致的，温度升高可使化学反应速率加快。做了如下实验，反应前测定混合液温度，褪色后测定温度为34度，温度对该反应速率影响不大。还有什么因素呢？压强，反应物中没有气体，压强对反应速率影响不明显，有可能是催化剂。下面看一组催化剂影响的对比实验，向其中一支试管中加两滴硫酸锰溶液，另一支试管中滴加两滴水，观察现象。可看到加硫酸锰溶液的试管颜色很快发生变化。该实验表明二价锰离子对草酸和高锰酸钾的反应起催化作用。思考一个问题，为何在一份溶液中加入两滴硫酸锰溶液的同时，要在另一份溶液中加两滴水？因为要保证各物质浓度相同，排除浓度对反应速率的干扰，这里要注意控制变量。

　　第二个问题，向褪色后的溶液中加入酸性高锰酸钾溶液很快褪色，能证明反应速率增大的原因吗？当然可以，因为已褪色溶液中草酸过量，且含有二价锰离子，对反应有催化作用。22分钟以后下降阶段，分析一下哪些原因导致反应速率下降这么快。分析有利因素，生成的二价锰离子对反应有催化作用；不利因素是反应物浓度减少。综合来看，减少的主导因素应该是反应物浓度减少，此时对反应速率影响占主导地位。所以当有多种因素影响化学反应速率时，一定要抓住主要矛盾，找出主导因素。

　　下面看一个题目，在一定条件下的可逆反应中，氮气和氢气生成氨气，这个反应Δh小于0。达到平衡时，从T1到T4依次改变一个条件，对应的VT曲线如下图所示。从图上T1时刻可发现，v逆是一个连续点，而v正是瞬间增大，所以应该是增大了反应物的浓度。T2时刻，继续观察，从平衡角度看，平衡逆向移动，且v正、v逆都增大，考虑是不是增大压强？增大压强平衡正向移动，可否定。是不是升高温度？升高温度平衡逆向移动，符合要求，所以T2时刻是升高温度。