彭程 謝祥林 李躍春

分子運(yùn)動(dòng)速率與溫度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

彭程 謝祥林 李躍春

（湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院湖南長(zhǎng)沙410081）

為了使學(xué)生順利地建立知識(shí)點(diǎn)，文章設(shè)計(jì)了不同溫度下分子運(yùn)動(dòng)速率的兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，裝置簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，無(wú)污染，可回收，能夠清楚明了地展示兩者之間的正相關(guān)關(guān)系。該設(shè)計(jì)可構(gòu)建化學(xué)思維，激起學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，感受化學(xué)的獨(dú)特魅力。

分子運(yùn)動(dòng)；速率；溫度；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、問題分析

溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)速率越快,這是化學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)基本理論知識(shí)點(diǎn)。分子運(yùn)動(dòng)速率與溫度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)在人民教育出版社2006年4月第2版《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)中屬于空白實(shí)驗(yàn),該知識(shí)點(diǎn)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(fā)加快的原因來(lái)幫助學(xué)生理解這個(gè)理論［1］。

水的蒸發(fā)是生活中的一個(gè)常識(shí),在蒸發(fā)的時(shí)候有大量的白霧生成,學(xué)生容易理解高溫時(shí)分子在不斷地運(yùn)動(dòng),但若是常溫下呢？常溫下學(xué)生幾乎無(wú)法感知到分子的運(yùn)動(dòng),那么在這里學(xué)生就有可能形成這樣一種觀點(diǎn)——分子在常溫下幾乎不運(yùn)動(dòng),僅僅只在高溫或是蒸發(fā)的情況下才運(yùn)動(dòng)。很明顯這是一種錯(cuò)誤的觀點(diǎn),在此,學(xué)生無(wú)法建立起正確的理論基礎(chǔ),沒有體驗(yàn)到分子的運(yùn)動(dòng)速率與溫度的真正的關(guān)系。筆者認(rèn)為,通過描述水的蒸發(fā)來(lái)幫助學(xué)生建立該理論會(huì)有一定的不合理性。

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),所以為了讓學(xué)生能夠了解化學(xué),學(xué)好知識(shí)點(diǎn),應(yīng)該科學(xué)合理地設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于九年級(jí)第一次學(xué)習(xí)化學(xué)的學(xué)生而言有一定的新奇性和吸引力,一個(gè)設(shè)計(jì)良好的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生感受到化學(xué)獨(dú)有的魅力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,突顯化學(xué)知識(shí),幫助學(xué)生理解化學(xué)知識(shí),建立真正的化學(xué)思維,那么在這里設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于分子的運(yùn)動(dòng)速率與溫度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)就顯得尤為重要。

既然是分子的運(yùn)動(dòng)速率與溫度的關(guān)系的學(xué)習(xí),那么該實(shí)驗(yàn)就應(yīng)該是一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn),對(duì)比兩種不同溫度下分子的運(yùn)動(dòng)速率。為此,筆者設(shè)計(jì)了兩個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn),裝置簡(jiǎn)單便攜,現(xiàn)象明顯,能夠直接明了地幫助學(xué)生建立理論知識(shí),并且?guī)ьI(lǐng)學(xué)生感受到化學(xué)的魅力。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

分析分子運(yùn)動(dòng)速率與溫度的關(guān)系

2.實(shí)驗(yàn)原理

溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)速率越快

3.實(shí)驗(yàn)用品

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

4.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)將30mL品紅溶液分別等量倒入兩個(gè)小燒杯中,其中一個(gè)加熱至微沸。

(2)在兩支試管中同時(shí)裝入2/3的水,分別標(biāo)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(xiàn)象。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

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

6.實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

(1)裝置簡(jiǎn)單,現(xiàn)象明顯,實(shí)驗(yàn)時(shí)間短,實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析符合邏輯。

(2)藥品用量少,能夠循環(huán)使用,節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境。

7.注意事項(xiàng)

(1)實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)二

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

分析分子運(yùn)動(dòng)速率與溫度的關(guān)系

2.實(shí)驗(yàn)原理

溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)速率越快

3.實(shí)驗(yàn)藥品廣范pH試紙,乙酸(60mL),2支U形管(18×180 mm),4個(gè)橡膠塞,玻璃棒,酒精燈,2個(gè)燒杯(100mL),三腳架,石棉網(wǎng),2個(gè)量筒(50mL),水

4.實(shí)驗(yàn)裝置

5.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)取兩張同等大小的廣范pH試紙,用水濕潤(rùn),貼在兩個(gè)U形管內(nèi)側(cè),分別編號(hào)為1、2。

(2)將60mL乙酸溶液分別等量倒入兩個(gè)燒杯中,其中一個(gè)加熱至微沸。

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

6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1008-0546（2013）05-089-01

：G633.8

：B

10.3969/j.issn.1008-0546.2013.05.040