分子運動速率與溫度關(guān)系的實驗設(shè)計

彭程 謝祥林 李躍春

分子運動速率與溫度關(guān)系的實驗設(shè)計

彭程 謝祥林 李躍春

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

為了使學(xué)生順利地建立知識點，文章設(shè)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(xiàn)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(guān)關(guān)系。該設(shè)計可構(gòu)建化學(xué)思維，激起學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，感受化學(xué)的獨特魅力。

分子運動；速率；溫度；實驗設(shè)計

一、問題分析

溫度越高,分子運動速率越快,這是化學(xué)學(xué)習(xí)的一個基本理論知識點。分子運動速率與溫度的關(guān)系的實驗在人民教育出版社2006年4月第2版《義務(wù)教育課程標準實驗教科書化學(xué)》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(fā)加快的原因來幫助學(xué)生理解這個理論［1］。

水的蒸發(fā)是生活中的一個常識,在蒸發(fā)的時候有大量的白霧生成,學(xué)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(xué)生幾乎無法感知到分子的運動,那么在這里學(xué)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(fā)的情況下才運動。很明顯這是一種錯誤的觀點,在此,學(xué)生無法建立起正確的理論基礎(chǔ),沒有體驗到分子的運動速率與溫度的真正的關(guān)系。筆者認為,通過描述水的蒸發(fā)來幫助學(xué)生建立該理論會有一定的不合理性。

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),所以為了讓學(xué)生能夠了解化學(xué),學(xué)好知識點,應(yīng)該科學(xué)合理地設(shè)計化學(xué)實驗。同時化學(xué)實驗對于九年級第一次學(xué)習(xí)化學(xué)的學(xué)生而言有一定的新奇性和吸引力,一個設(shè)計良好的化學(xué)實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生感受到化學(xué)獨有的魅力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,突顯化學(xué)知識,幫助學(xué)生理解化學(xué)知識,建立真正的化學(xué)思維,那么在這里設(shè)計一個關(guān)于分子的運動速率與溫度的關(guān)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(guān)系的學(xué)習(xí),那么該實驗就應(yīng)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(shè)計了兩個化學(xué)實驗,裝置簡單便攜,現(xiàn)象明顯,能夠直接明了地幫助學(xué)生建立理論知識,并且?guī)ьI(lǐng)學(xué)生感受到化學(xué)的魅力。

二、實驗設(shè)計一

1.實驗?zāi)康?/p>

分析分子運動速率與溫度的關(guān)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(wǎng),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(xiàn)象。

5.實驗結(jié)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(yōu)點

(1)裝置簡單,現(xiàn)象明顯,實驗時間短,實驗結(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,保護環(huán)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(xiàn)象明顯。

三、實驗設(shè)計二

1.實驗?zāi)康?/p>

分析分子運動速率與溫度的關(guān)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(wǎng),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(nèi)側(cè),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(xiàn)象。

6.實驗結(jié)果

1008-0546（2013）05-089-01

：G633.8

：B

10.3969/j.issn.1008-0546.2013.05.040