高中化学第二节影响化学反应速率的因素教学案新人教版.docx

第二节 影响化学反应速率的因素课标要求1理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。2了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3了解通过改变外界条件改变化学反应速率的方法和意义。,1有效碰撞2活化能和活化分子(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。(2)活化能：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。3反应物、生成物的能量与活化能的关系特别提醒反应的活化能越低，活化分子百分数越大，反应速率越快。1下列说法正确的是()活化分子间的碰撞一定能发生化学反应普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应活化分子比普通分子具有较高的能量化学反应的实质是原子的重新组合化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞ABC D解析：选C化学反应的分解过程为错误，因为活化分子发生有合适取向、且力度合适的碰撞时，才能发生化学反应；错误，因为普通分子间的碰撞并非有效碰撞，因而不会发生化学反应；指代不明确，即某种普通分子所具有的能量可能比另一种活化分子的能量高，因而是错误的。2人们把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，同时把活化分子比普通反应物分子所多出的那部分能量称作活化能。某反应过程如右图所示。则该反应的活化能为_，反应为_(填“放热”或“吸热”)反应，H_ kJmol1。解析：E2E1，说明反应放热，H(E1E2)kJmol1。答案：E1放热E1E21影响化学反应速率的内因反应物的性质影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。例如金属钠与冷水剧烈反应，而镁和沸水仅能微弱反应。2浓度对化学反应速率的影响(1)规律：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大；反之，反应速率减小。(2)解释：3压强对化学反应速率的影响(1)规律：对于有气体参加的化学反应，当其他条件不变时，增大压强，反应速率加快；反之，反应速率减慢。(2)解释：图示如下：特别提醒压强对化学反应速率影响的实质是通过改变气体的浓度来实现的，若增大压强后，气体的浓度不发生变化，则反应速率不变。1浓度对化学反应速率的影响在温度不变的情况下，0.01 molL1 KMnO4溶液与不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液反应。实验原理2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O实验操作问题思考(1)上述实验的实验现象是什么？由此实验现象得出的实验结论是什么？提示：两试管中KMnO4溶液褪色，但滴加0.2 molL1草酸溶液的试管褪色所用的时间短。由此实验得出的结论是H2C2O4的浓度越大，KMnO4溶液褪色的时间越短，反应速率越快；反之，H2C2O4的浓度越小，反应速率越慢。(2)用有效碰撞理论解释为什么增大反应物的浓度能影响化学反应速率？提示：增大反应物的浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，有效碰撞次数增多，反应速率加快。2压强对化学反应速率的影响在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如右图)。问题思考(1)向下压缩活塞，使容器的压强增大，反应速率如何变化？提示：压缩体积，增大压强，反应物的浓度增大，反应速率加快。(2)保持容器的容积不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？提示：充入氦气，尽管压强增大，但反应物的浓度不变，反应速率不变。(3)保持容器内气体压强不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？提示：充入氦气，尽管压强不变，但容器的体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减慢。1浓度对化学反应速率的影响(1)当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。(2)此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或纯液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，改变它们的量不会改变化学反应速率。但固体反应物表面积越大，反应速率越大。2压强对化学反应速率的影响(1)压强对固体或液体(溶液)间的反应无影响。(2)压强的改变实质是改变反应物的浓度，判断时看反应物的浓度是否发生改变。只有浓度改变了反应速率才改变，不能简单机械地使用结论。(3)对于气体反应有以下几种情况：恒温时：增大压强体积减小浓度增大反应速率增大。恒容时：a.充入气体反应物反应物浓度增大总压增大反应速率增大；b充入“无关气体”(如He、Ne、Ar或不参与反应的N2等)引起总压增大，但各反应物的浓度不变反应速率不变。恒压时：充入“无关气体”(如He、Ne、Ar或不参与反应的N2等)引起体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢。110 mL 1 molL1盐酸与一小块大理石的化学反应：CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，下列措施能使化学反应速率提高的是()A加入一定量的CaCl2B加入5 mL 1.5 molL1盐酸C加入15 mL 0.5 molL1盐酸D加入5 mL H2O解析：选BCaCl2是反应中的生成物，其浓度增大，不能增大反应速率；加入1.5 molL1的盐酸可使1 molL1的盐酸浓度增大，加快化学反应速率；加入0.5 molL1的盐酸可使1 molL1的盐酸浓度减小，减慢化学反应速率；加水相当于稀释，使盐酸的浓度减小，从而使反应速率减慢。2对于反应：N2O22NO，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是()缩小体积使压强增大体积不变充入N2使压强增大体积不变充入He使气体压强增大使总压强不变，充入HeABC D解析：选A压强改变，若浓度改变，则速率改变，压强虽变，若浓度不变，则速率不变。气体的量不变，仅缩小体积，气体的浓度增大，反应速率增大；容积不变，充入N2，使反应物N2的浓度增大，速率增大；容积不变，充入He，虽然反应容器内压强增大，但反应物N2、NO的浓度并没有变化，因此不影响反应速率；压强不变，充入He，反应容器体积增大，压强不变但N2、O2、NO的浓度减小，反应速率减慢。1温度对化学反应速率的影响(1)规律：当其他条件不变时，升高温度，反应速率增大；反之反应速率减小。(2)解释：特别提醒正反应不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率都要增大。2催化剂对化学反应速率的影响(1)规律：当其他条件不变时，使用合适的催化剂，反应速率增大。(2)解释：催化剂3其他因素对化学反应速率的影响如光辐射、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物接触面积等，均会对化学反应速率产生影响。1温度对化学反应速率的影响实验原理Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2H2OS实验操作实验温度热水冷水问题思考(1)上述实验的实验现象是什么？由此实验现象得出的实验结论是什么？提示：放在热水中的试管中先出现黄色浑浊，放在冷水中的试管后出现黄色浑浊。由此实验得出的结论是：温度越高，出现黄色浑浊的时间越短，反应速率越快；反之，温度越低，反应速率越慢。(2)用有效碰撞理论解释为什么升高温度就可以影响化学反应速率？提示：升高温度，使更多的分子转化为活化分子，增大了活化分子的百分数，有效碰撞的次数增多，反应速率加快。2催化剂对化学反应速率的影响实验原理2H2O22H2OO2实验操作问题思考(1)上述实验的实验现象是什么？由此实验现象得出的实验结论是什么？提示：未加MnO2时，带余烬的木条不复燃；加入MnO2后，锥形瓶内立即产生气泡，带余烬的木条复燃。由此实验得出的结论是：使用合适的催化剂能加快化学反应速率。(2)用有效碰撞理论解释为什么使用合适的催化剂能影响化学反应速率？提示：使用合适的催化剂，能降低反应的活化能，使更多的分子变成活化分子，从而增大了活化分子的百分数，有效碰撞次数增多，反应速率加快。1温度对化学反应速率的影响(1)温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。升高温度时，化学反应速率增大；降低温度时，化学反应速率减小(2)对可逆反应来说，升高温度，正、逆反应速率均增大，只是增大的程度不同；同理，降低温度，正、逆反应速率均减小，只是减小的程度不同。2催化剂对化学反应速率的影响催化剂能成千成万倍地增大反应速率，但可逆反应的v(正)、v(逆)同时、同倍地增大，它能缩短可逆反应达到化学平衡的时间，但它不会改变化学反应的反应热和平衡状态。1硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(molL1)V/mLc/(molL1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析：选D多个外界条件不同时，要对比找出其他相同条件，然后比较。影响化学反应速率的因素很多，本题从浓度和温度两个因素考查，结合选项知混合液体都为20 mL，根据浓度越大、温度越高，反应速率越快，可以推知D选项正确。22SO2O22SO3是工业上制造硫酸的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是()A增加O2的浓度能加快反应速率B降低体系温度能加快反应速率C使用催化剂不影响反应速率D一定条件下达到反应限度时SO2全部转化为SO3解析：选A降低体系温度能减慢反应速率；使用催化剂能加快反应速率；一定条件下达到反应限度时，因为是可逆反应，SO2不可能全部转化为SO3。三级训练节节过关1下列措施是为了降低化学反应速率的是()A食品放在冰箱中贮藏B用铁粉代替铁钉与稀硫酸反应制取氢气C合成氨工业中使用催化剂D在试管中进行铝和盐酸反应时，稍微加热解析：选A将食物贮藏在冰箱中，温度降低，能减慢反应速率，A项正确；用铁粉代替铁钉与稀硫酸反应制取氢气，增大反应物的接触面积，可加快化学反应速率，B项错误；合成氨工业中使用催化剂，可降低反应的活化能，加快化学反应速率，C项错误；在试管中进行铝和盐酸反应时，稍微加热，温度升高，可加快化学反应速率，D项错误。2下列各组溶液，同时开始反应，出现浑浊最早的是()A20 时5 mL 0.05 molL1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 molL1硫酸混合B20 时5 mL 0.1 molL1 Na2S2O3溶液与5 mL0.1 molL1硫酸混合 C10 时5 mL 0.05 molL1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 molL1硫酸混合D10 时5 mL 0.1 molL1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 molL1硫酸混合解析：选B温度越高，反应速率越快；浓度越大，反应速率越快。3用3 g块状大理石与30 mL 3 molL1盐酸反应制取CO2气体，若要增大反应速率，可采取的措施是()再加入30 mL 3 molL1盐酸改用30 mL 6 molL1盐酸改用3 g粉末状大理石升高温度ABC D解析：选B盐酸浓度并未增大；增大了盐酸的浓度，反应速率加快；改用粉末增大了反应物的接触面积，反应速率加快；升温，反应速率加快。4某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据：用10 mL H2O2溶液制取150 mL O2所需的时间(秒)。浓度时间(秒)反应条件30% H2O215% H2O210% H2O25% H2O2无催化剂、不加热几乎不反应几乎不反应几乎不反应几乎不反应无催化剂、加热360480540720MnO2催化剂、加热102560120研究小组在设计方案时，考虑了浓度、_、_等因素对过氧化氢分解速率的影响。上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响？_。(2)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入到5 mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。测定结果如下：催化剂(MnO2)操作情况观察结果反应完成所需的时间粉末状混合不振荡剧烈反应，带火星的木条复燃3.5分钟块状反应较慢，火星红亮但木条未复燃30分钟写出H2O2发生反应的化学方程式_。实验结果说明催化剂作用的大小与_有关。解析：(1)根据表格的对照实验会发现：研究小组在设计方案时，考虑了浓度、温度、催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响。温度、催化剂对分解速率的影响分别是：升高温度，使化学反应速率增大；加入合适的催化剂使化学反应速率增大；增大反应物的浓度，化学反应速率加快。(2)H2O2在催化剂存在时，发生分解反应产生水和氧气，化学方程式是2H2O22H2OO2；块状反应速率慢，粉末状反应速率快，说明催化剂作用的大小与催化剂的聚集状态或表面积有关，表面积越大，反应速率越快，催化效率越高。答案：(1)温度催化剂升高温度使化学反应速率增大或合适的催化剂使化学反应速率增大(2)2H2O22H2OO2催化剂的聚集状态或表面积1Fe与稀H2SO4反应制氢气，下列措施能使生成氢气的速率一定加快的是()A增加铁的量B增大硫酸的浓度C加热 D增大压强解析：选CA项，增加铁的用量，固体的浓度不变，反应速率不变，错误；B项，在常温下铁与浓硫酸发生钝化，不能生成氢气，错误；C项，加热，温度升高，反应速率一定增大，正确；D项，反应在溶液中进行，增大压强，反应速率基本不变，错误。2增大压强对下列反应的速率无影响的是()ACO2(g)Ca(OH)2=CaCO3H2OBH2(g)I2(g)=2HI(g)CNaClAgNO3AgClNaNO3DN2(g)3H2(g)2NH3(g)解析：选C对于反应前后没有气体参与或生成的反应，如选项C中的反应，压强对化学反应速率无影响。3一定温度下，反应N2(g)O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是()A缩小体积 B恒容，充入HeC恒容，充入O2 D恒压，充入N2解析：选BA项，缩小体积压强增大，反应速率加快，错误；B项，恒容，充入He浓度不变，反应速率不变，正确；C项，恒容，充入O2，氧气浓度增大，反应速率加快，错误；D项，恒压，充入N2改变了反应物的浓度，反应速率改变，错误。4下列说法不正确的是()A增大压强，活化分子百分数不变，化学反应速率增大B升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大C加入反应物，活化分子百分数增大，化学反应速率增大D使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大解析：选CA项，增大压强，使浓度增大，活化分子浓度增加，化学反应速率增大，正确；B项，升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大，正确；C项，加入反应物，活化分子百分数不变，但活化分子总数增加，化学反应速率增大，错误；D项，使用催化剂，降低了反应的活化能，活化分子百分数增大，化学反应速率增大，正确。5某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验的反应物应为()实验编号反应物催化剂10 mL 2% H2O2溶液无无10 mL 5% H2O2溶液MnO2固体A5 mL 2% H2O2溶液B10 mL 5% H2O2溶液C10 mL 2% H2O2溶液 D5 mL 10% H2O2溶液解析：选B根据表中数据可知，实验是探究浓度对反应速率的影响，因此双氧水的浓度一定不是2%。实验是探究催化剂对反应速率的影响，双氧水的浓度和用量与实验相同，即实验的反应物应为10 mL 5% H2O2溶液。6设反应CCO22CO(正反应吸热)反应速率为v1，N23H22NH3(正反应放热)，反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1、v2的变化情况为()A同时增大 B同时减小Cv1增大，v2减小 Dv1减小，v2增大解析：选A当其他条件不变时，升高温度，化学反应速率加快，与反应放热还是吸热无关，故当温度升高时，v1、v2同时增大。7某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)Y(g)Z(g)W(s)H0，下列叙述正确的是()A在容器中加入氩气，反应速率不变B加入少量W，逆反应速率增大C升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小D将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大解析：选A在容器中加入氩气，各反应组分的浓度不变，反应速率不变，A项正确；W为固态，加入少量W，反应速率不变，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项错误；将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子数和有效碰撞次数，但活化分子百分数不变，D项错误。8反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()增加C的量将容器的体积缩小一半保持体积不变，充入N2使体系压强增大保持压强不变，充入N2使容器体积增大A BC D解析：选B中C为固态反应物，增加固体的量对反应速率无影响；将容器的体积缩小一半，压强增大，反应速率加快；中充入N2使体系压强增大，但容器的容积未变，参加反应的各种气体浓度不变，反应速率不变；保持恒压，充入N2使容器体积增大，参加反应的各种气体浓度减小，反应速率减小。9反应2SO2O22SO3的H0，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成SO3的反应速率的变化填入空格里(填写“增大”“减小”或“不变”)。编号改变的条件生成SO3的速率升高温度降低温度增大氧气的浓度使用V2O5作催化剂压缩体积保持压强不变，充入N2保持气体总体积不变，充入N2解析：升高温度，反应速率增大，反之速率减小；增大反应物的浓度，反应速率增大；使用适当催化剂，反应速率增大；压缩体积，浓度增大，反应速率增大；恒容下通入无关气体，反应物、生成物浓度不变，反应速率不变；恒压下通入无关气体，容器体积增大，反应物、生成物浓度减小，速率减小。答案：增大减小增大增大增大减小不变10下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态溶液温度/金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.1502034100分析上述数据，回答下列问题：(1)实验4和5表明，_对反应速率有影响，_反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_(填实验序号)。(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有_(填实验序号)。(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_，其实验序号是_。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 )相近，推测其原因：_。解析：比较表中实验1和2、实验4和5，其他条件都相同，只是金属状态由丝变成了粉末，金属消失的时间就少了很多，反应速率变快很多，也就说明金属固体的表面积越大，速率越快。同理，比较表中各项数据进行分析可得出正确答案。答案：(1)固体反应物的表面积表面积越大1和2(2)1、3、4、6、8(任意两者之间)；2和5(3)开始时的反应温度6和7(4)一定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同1同质量的锌与盐酸反应，欲使反应速率增大，选用的反应条件正确的组合是()锌粒锌片锌粉5%的盐酸10%的盐酸15%的盐酸加热用冷水冷却不断振荡迅速混合后静置A BC D解析：选D对于锌的选择，表面积越大，反应越快；对于盐酸的选择，浓度越大，反应越快；升高温度，可以加快反应速率；不断地振荡可以增大反应物之间的接触面积，从而可以加快反应速率。2下列四个试管中，过氧化氢分解产生氧气的反应速率最快的是()试管温度过氧化氢溶液浓度催化剂A常温3%B常温6%C水浴加热3%D水浴加热6%MnO2解析：选D温度越高，反应物的浓度越大，反应速率就越快，使用催化剂能加快化学反应速率。3已知：CaCO32HCl=CaCl2CO2H2OH0。下列说法不正确的是()A其他条件不变，适当增大盐酸的浓度将加快化学反应速率B其他条件下不变，适当增加CaCO3的用量将加快化学反应速率C反应过程中，化学反应速率将先增大后减小D一定条件下反应速率改变，H0不变解析：选B盐酸浓度增大，H浓度增大，速率越快，A项正确；由于CaCO3是固体，若只增大其用量，而不增大其与盐酸的接触面积，化学反应速率不变，B项不正确；由于反应放热，反应过程中温度升高，速率会变快，但随着盐酸浓度的减小，速率会逐渐变慢，C项正确；反应焓变只与反应物和生成物的能量状态有关，与反应快慢无关，D项正确。4在气体反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是()增大反应物的浓度升高温度增大压强移去生成物加入催化剂A BC D解析：选B当改变浓度时不能改变活化分子的百分数，所能改变的只是单位体积内的活化分子数，当升高温度时，由于分子吸收能量，使原先不是活化分子的普通分子变为活化分子；加入催化剂时，由于降低反应的活化能，使大量分子变为活化分子，故升高温度和加入催化剂两条符合题意。5下表中是各组反应的反应物和反应温度，反应刚开始时，放出H2速率最快的是()选项金属(粉末状)/mol酸的浓度及体积反应温度/AMg,0.16 molL1硝酸10 mL60BMg,0.13 molL1盐酸10 mL60CFe,0.13 molL1盐酸10 mL60DMg,0.13 molL1硫酸10 mL60解析：选DMg比Fe活泼，与盐酸反应Mg更快，C比B反应缓慢；Mg与稀HNO3反应不产生H2，A不符合题意；D项中c(H)是B项中c(H)的2倍，故D项中反应速率最快。6.右图为反应2SO2O22SO3的速率v(SO2)变化的图像，则横坐标可能是()A反应时间B温度C压强 DSO2的浓度解析：选Av(SO2)随压强、温度以及反应物浓度的增大而加快，B、C、D都不符合，随反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减慢，A项正确。7为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是()A将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度下的盐酸反应时，两者快慢相同B盛有相同浓度双氧水的两支试管，一支加入MnO2放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快C将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快D升高温度，H2O2的分解速率加快，原因是