人教版选修4 影响化学反应速率的因素 学案 (1).doc

第二节影响化学反应速率的因素1初步运用有效碰撞理论和活化分子等知识解释外界条件对化学反应速率的影响。(难点)2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。(重点)有 效 碰 撞 理 论基础初探教材整理(见绪言)1有效碰撞2活化分子与活化能(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。(2)活化能：活化分子比普通分子多出的那部分能量。(3)解释化学反应的过程探究升华思考探究(1)活化分子间的碰撞一定能发生化学反应吗？【提示】错误(2)普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应，这句话对吗？【提示】错误(3)活化分子比普通分子具有的能量低？【提示】高(4)化学反应的实质是分子的重新组合？【提示】原子的重新组合认知升华1活化分子与有效碰撞的关系能够发生有效碰撞的一定是活化分子，但是活化分子不一定发生有效碰撞。并不是反应物分子之间的任何一次直接碰撞都能发生反应，只有那些能量相当高的分子之间的直接碰撞才能发生反应。2单位体积内的活化分子数与活化分子百分数单位体积内的活化分子数就是指单位体积内能量达到一定要求的分子的总数；而活化分子百分数是活化分子数与总分子数的比值，总分子数包含：活化分子数以及普通分子的个数。3活化能与化学反应速率的关系活化能大小主要是由反应物自身的性质决定的(改变外界条件也可以改变反应的活化能，如加入催化剂)，即反应物自身的性质影响着化学反应所需的活化能，从而影响化学反应速率的大小。例如：活化能小普通分子容易变成活化分子活化分子百分数大单位体积内活化分子数多单位时间、单位体积内有效碰撞次数多化学反应速率大(内因对化学反应速率的影响)。题组冲关1有效碰撞是指()a反应物分子间的碰撞b反应物活化分子间的碰撞c反应物分子发生合适取向的碰撞d活化分子之间发生合适取向的碰撞【解析】有效碰撞指活化分子之间发生合适取向的碰撞。【答案】d2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；反应物活化能越大，反应越快；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时的有效碰撞。abcd【答案】c32so2(g)o2(g)2so3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol so2(g)氧化为1 mol so3(g)的h99 kjmol1。 【导学号：29910017】请回答下列问题：(1)e1表示_；e2表示_。(2)e1、e2的大小对该反应的反应热_影响。(填“有”或“无”)。(3)图中h_kjmol1。【答案】(1)正反应活化能逆反应活化能(2)无(3)198浓 度、压 强 对 化 学 反 应 速 率 的 影 响基础初探教材整理1浓度对反应速率的影响1规律：其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率加快；减小反应物浓度，反应速率减慢。2实质：其他条件不变时，增大反应物浓度单位体积内活化分子数增多有效碰撞次数增加化学反应速率加快。反之，减小反应物浓度，化学反应速率减慢。教材整理2压强对反应速率的影响1规律：2实质：对于气体反应，增大压强(减小容器容积)，相当于增大反应物的浓度，反应速率加快；反之，减小压强，反应速率减慢。探究升华思考探究探究1浓度对反应速率影响的实验探究原理2kmno45h2c2o43h2so4=k2so42mnso410co28h2o实验步骤实验现象kmno4溶液褪色kmno4溶液褪色褪色时间褪色时间长较0.1 mol/l h2c2o4溶液褪色时间短结论若其他条件相同h2c2o4浓度越大，kmno4溶液褪色越快，反应速率越快；反之，h2c2o4浓度越小，反应速率越慢解释c(h2c2o4)浓度增大单位体积内h2c2o4活化分子数增多有效碰撞几率增加反应速率加快探究2压强对反应速率影响的实验探究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(如图)。问题思考：(1)向下压缩活塞，容器内气体压强如何变化？气体浓度如何变化？反应速率如何变化？【提示】增大增大加快(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，反应物浓度减小，反应速率减小。认知升华1浓度对反应速率影响的理解(1)固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。(2)增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。(3)增大反应物浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数没有增大。2压强对反应速率影响的理解压强对反应速率的影响，是通过改变气体的浓度来实现的，故一般意义上的增大压强是指压缩气体的体积。(1)对无气体参加的化学反应，改变压强时，化学反应速率基本不变。如mgo2hcl=mgcl2h2o。(2)对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解为：压强改变常见的形式有以下几种情况：恒温时：增大压强体积缩小反应速率增大。恒温恒容时：充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。充入“无关气体”(如he、ne、ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同)总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。题组冲关题组1浓度对反应速率的影响1将质量相同的锌粉分别投入下列四个烧杯的溶液中，反应速率最快的是 ()【解析】当反应中一种反应物相同时，反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量。四个烧杯中所用的酸虽然不同，但反应的快慢都是由c(h)的大小决定的。a项，c(h)2 moll1，b项，c(h)小于2 moll1，c项，c(h)2 moll1，d项，c(h)4 moll1，故烧杯d中反应的反应速率最快。【答案】d2把石灰石浸入盐酸中，下列措施加大盐酸用量增大盐酸浓度粉碎石灰石增大石灰石的用量能使反应速率增大的是()abcd【解析】增大反应物浓度，固体表面积均能加快反应速率，增大反应物用量对反应速率无影响。【答案】b3一定温度下，10 ml 0.40 moll1 h2o2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成o2的体积(已折算为标准状况)如下表。下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()t/min0246810v(o2)/ml0.09.917.222.426.529.9a.06 min的平均反应速率：v(h2o2)3.3102mol(lmin)1b610 min的平均反应速率：v(h2o2)b)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线如图虚线所示，正确的是 ()【解析】粉末状的碳酸钙表面积比块状碳酸钙大，所以反应速率大，即消耗得快。由于盐酸足量，所以碳酸钙全部反应，而ab，所以反应完全后实线在虚线的上方。【答案】c10在一密闭容器中充入1 mol i2和1 mol h2，压强为p(pa)，并在一定温度下使其发生反应：h2(g)i2(g)2hi(g)(1)保持容器容积不变，向其中充入1 mol h2，反应速率_。(2)升高温度，反应速率_。(3)扩大容器体积，反应速率 _。(4)保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol h2(g)和1 mol i2(g)，反应速率_。【解析】(1)在容器容积不变时，充入1 mol h2即c(h2)增大，化学反应速率增大，(2)升高温度，反应速率增大；(3)扩大容器的体积，各组成成分浓度减小，反应速率减小；(4)压强不变，充入h2(g)、i2(g)各1 mol，体积增大，压强未变，浓度也不变，则反应速率不变。【答案】(1)增大(2)增大(3)减小(4)不变11将0.1 mol mno2粉末加入到50 ml过氧化氢溶液(h2o2，1.1 g/ml)中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。(1)实验时放出气体的总体积是_。(2)放出一半气体所需的时间为_。(3)反应放出体积气体所需的时间约为_。(4)a，b，c，d各点反应速率的快慢顺序为_。(5)解释反应速率变化的原因：_。(6)h2o2初始状态的浓度为_。【解析】(1)(2)(3)由图可知；(4)同一时间内产生o2越多，则反应速率越快，故dc ba；(6)2h2o22h2oo22 mol22.4 ln(h2o2)0.06 l解得n(h2o2)0.0 054 mol。c(h2o2)0.11 mol/l。【答案】(1)60 ml(2)1 min(3)2 min(4)dcba(5)随着反应的进行，h2o2的浓度减小，反应速率减慢(6)0.11 mol/l12某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_。(2)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有_(答两种)。(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量锌粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。实验混合溶液abcdef4 mol/l h2so4(ml)30v1v2v3v4v5饱和cuso4溶液(ml)00.52.55v620h2o(ml)v7v8v9v10100其中：v1_，v6_，v9_。【解析】(2)采取措施加快znh2so4=znso4h2反应速率时，可从反应温度、h2so4浓度、zn的表面积大小等角度来分析。(3)af为对比实验，目的是探究cuso4的量对h2生成速率的影响，为达到此目的，c(h)应相同，这样，h2so4溶液的体积af应均为30 ml，且溶液总体积相同，根据表中数据，总体积为50 ml。【答案】(1)cuso4zn=znso4cuznh2so4=znso4h2(2)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的表面积等(答两种即可)(3)301017.5能力提升13用6 g caco3与100 ml稀盐酸反应制取少量的co2，反应过程中生成的co2的体积(已折算为标准状况)随反应时间变化的情况如图所示。下列说法正确的是()aoe段表示的平均反应速率最快，可能的原因是该反应是放热反应bef段用hcl浓度的减小表示的该反应的平均反应速率为0.2 mol/(lmin)c在f点收集到的co2的体积最大d在g点以后收集的co2的量不再增多，原因是稀盐酸已反应完全【解析】由图可知，1 min时间内，ef段生成的二氧化碳的体积最多，故ef段反应速率最快，故a错误；由图可知ef段生成的二氧化碳体积为672 ml224 ml448 ml，二氧化碳的物质的量为0.02 mol，根据方程式caco32hcl=cacl2co2h2o可知，n(hcl)2n(co2)20.02 mol0.04 mol，故用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol/(lmin)，故b错误；曲线上点的纵坐标的值即为该点收集的二氧化碳的体积，由图可知g点收集的二氧化碳最多，故c错误；根据反应caco32hcl=cacl2co2h2o,6 g caco3完全反应生成二氧化碳应该是1.344 l，而g点是784 ml，说明 caco3未反应完，则盐酸完全反应，故d正确。【答案】d14一定条件下，溶液的酸碱性对tio2光催化染料r降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是() 【导学号：29910019】a在050 min之间，ph2和ph7时r的降解百分率相等b溶液酸性越强，r的降解速率越小cr的起始浓度越小，降解速率越大d在2025 min之间，ph10时r的平均降解速率为0.04 moll1min1【解析】选项a，在050 min之间，ph2和ph7时r降解百分率相等，a正确；选项b，溶液的酸性越强，r的降解速率越大，b错误；选项c，由题给信息，无法得出该结论，c错误；选项d，在2025 min，ph10时r的平均降解速率为4106 moll1min1，d错误。【答案】a15某探究小组用hno3与大理石反应过程中质量减小的方法，探究影响反应速率的因素。所用hno3溶液的浓度为1.00 moll1、2.00 moll1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 k、308 k，每次实验hno3的用量为25.0 ml、大理石的用量为10.00 g。请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号