2019高中化学第二章第二节影响化学反应速率的因素教案新人教版必修4.docx

影响化学反应速率的因素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知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。4了解通过改变外界条件从而改变化学反应速率的方法和意义。1浓度对反应速率的影响其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大，减小反应物浓度，反应速率减小。这是因为其他条件不变时，活化分子的百分数是一定的，而单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物的总数成正比，反应物浓度增大，活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，反应速率增大。2压强对化学反应速率的影响对于气体反应来说，增大压强(减小容器体积)相当于增大反应物的浓度，反应速率加快；减小压强 (增大容器体积)相当于减小反应物的浓度，反应速率减慢。对于只有固体或液体参加的反应，压强的变化对反应速率没有影响。3温度对反应速率的影响其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反应速率减小。加热的主要作用的两个方面：一方面是通过提高温度使分子获得更高的能量，活化分子百分数提高；另一方面是含有较高能量的分子间的碰撞频率也随之提高。4催化剂对反应速率的影响催化剂能加快反应速率，使发生反应所需的活化能降低。5其他因素对反应速率的影响除了以上四种因素，还能改变化学反应速率的方法有：光辐射、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。新知探究1化学反应发生的条件2有效碰撞理论与活化能如图所示：图中E1指反应的活化能，E1E2是反应热。3化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 对点演练1下列有关活化分子和有效碰撞的描述中，正确的是_。A当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学反应B发生有效碰撞的分子一定是活化分子C活化分子间的碰撞一定是有效碰撞D活化分子间每次碰撞都发生化学反应E能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量F活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量解析活化分子间的碰撞有适当的取向时，才能发生有效碰撞，故C项错；活化分子间的碰撞只有发生有效碰撞，才能发生化学反应，故D项错。答案ABEF新知探究1 实验探究原理2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O实验步骤实验现象酸性KMnO4溶液褪色酸性KMnO4溶液褪色褪色时间褪色时间长较0.1 molL1 H2C2O4溶液褪色时间短结论若其他条件相同，H2C2O4浓度越大，酸性KMnO4溶液褪色越快，反应速率也越快；反之，H2C2O4浓度越小，反应速率越慢2.规律反应物浓度增大反应速率加快；反应物浓度减小反应速率减慢。问题讨论1用有效碰撞理论解释为什么增大反应物的浓度能增大化学反应速率。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，单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率加快。2Zn与盐酸反应，增加Zn的质量，生成氢气的速率能够加快吗？提示：不能，增大固体的用量不能增大其浓度，不能使反应速率加快。名师点拨(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。对点演练2把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10 mL 2 molL1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是()A20 mL3 molL1B20 mL2 molL1C10 mL4 molL1 D10 mL2 molL1解析本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。答案A新知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)。(1)向下压缩活塞，使容器的压强增大，反应速率如何变化？(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？(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：(1)压缩体积，增大压强，反应物的浓度增大，反应速率加快。(2)充入氦气，尽管总压强增大，但反应物的浓度不变，反应速率不变。(3)充入氦气，尽管总压强不变，但容器的体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减慢。名师点拨1规律(1)增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物浓度，反应速率加快。(2)减小压强(增大容器容积)相当于减小反应物浓度，反应速率减慢。2原因分析(1)增大压强单位体积内活化分子数增多有效碰撞几率增加反应速率加快。(2)减小压强单位体积内活化分子数减少有效碰撞几率减小反应速率减慢。3注意事项(1)对于固体或液体，压强的变化，基本不影响其浓度，也不影响其反应速率。(2)恒容时充入“无关气体”，容器总压强增大，但各反应物的浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时充入“无关气体”，引起体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减慢。对点演练3反应C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变使其反应速率增大的是()A增加C(s)的量B将容器的体积缩小一半C保持体积不变，充入N2使体系压强增大D保持压强不变，充入N2使容器体积变大解析A项，C为固体，增加其用量，不影响反应速率；B项，体积缩小，浓度增大，反应速率增大；C项，保持体积不变，充入N2后各反应物的浓度不变，不影响反应速率；D项，保持压强不变充入N2，容器体积增大，反应物浓度减小，使反应速率减小。答案B新知探究1实验原理Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O实验操作实验现象混合后，两组均出现浑浊，但加热的一组首先出现浑浊结论当其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反应速率减小2.规律温度升高，反应速率加快；温度降低，反应速率减慢。3解释升高温度活化分子百分数提高有效碰撞的次数增多化学反应速率加快。名师点拨(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。升温时，化学反应速率增大；降温时，化学反应速率减小。(2)对于可逆反应来说，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。(3)许多实验表明：温度每升高10 ，反应速率通常增大到原来的24倍。(4)一般情况下，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更易控制。对点演练4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 mL 0.1 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5mL 0.1 molL1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 molL1硫酸混合解析温度越高，反应速率越快；浓度越大，反应速率越快。答案B新知探究1实验原理2H2O22H2OO2实验操作实现现象a.未加入MnO2时，带余烬的木条无明显变化；b.加入MnO2后，锥形瓶内立即产生大量气泡，并且带余烬的木条复燃结论MnO2能加快H2O2的分解2.规律使用合适的催化剂，可加快化学反应速率。3解释使用合适的催化剂降低反应所需的活化能活化分子百分数提高有效碰撞次数增加化学反应速率加快。名师点拨(1)有的催化剂能加快化学反应速率，有的催化剂能减慢化学反应速率，能加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫做负催化剂。在实践中，若不特别说明，凡是催化剂均指正催化剂。(2)可逆反应中催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。(3)催化剂具有选择性和高效性。对点演练5双选下列关于催化剂的叙述中，正确的是()A催化剂在化学反应前后化学性质不变B催化剂在反应前后质量不变，故催化剂不参加化学反应C反应物中的某些杂质能使催化剂失去活性，造成催化剂“中毒”D催化剂可以提高反应物的转化率解析催化剂参加反应，改变反应历程(即降低反应活化能)，但反应前后其质量和化学性质不变。某些杂质使催化剂的催化作用减弱或失去，叫催化剂中毒。催化剂不能改变反应物的转化率。答案AC新知探究1定性图像(1)全程速率时间图：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图1所示。AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大；BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小。(2)速率温度图：其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大；其他条件一定，反应速率随着温度的降低而减小，如图2 A所示。(3)速率压强图：其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大；其他条件一定，减小气态反应物的压强(增大容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小，如图2 B所示。2定量图像定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度)与反应时间t的定量关系，如图3所示。对点演练6双选下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线(纵坐标表示化学反应速率)表示的是()选项反应甲乙A外形、大小相近的金属和水反应KNaB4 mL 0.01 molL1的KMnO4溶液，分别和不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反应0.1molL1的H2C2O4溶液0.2 molL1的H2C2O4溶液C5 mL 0.1 molL1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 molL1 H2SO4溶液反应热水冷水D5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2无MnO2粉末加MnO2粉末解析反应速率与物质本身的性质有关。由于K比Na活泼，故相同大小的金属K和Na，K的反应速率快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随反应进行，放出大量热，反应速率逐渐加快，故A图像正确；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲中快，B图像错误；由于甲反应是在热水中反应，温度高，故甲的反应速率大于乙的，随反应进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙反应速率逐渐减小，C图像正确；MnO2在H2O2分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲的，D图像错误。答案AC【方法技巧】解答图像题的方法1下列措施肯定使化学反应速率增大的是()A增大反应物的量B减少生成物的量C升高温度 D增大压强解析：选C当物质是固体或纯液体时，改变物质的量不会影响反应速率，故A、B错误；若反应中没有气体参加或生成，增大压强时反应速率不变，故D错误。2有气体参加的反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法是()增大反应物浓度增大压强升高温度 加入催化剂ABC D解析：选D增大反应物的浓度和增大压强，只能增大单位体积内活化分子数，不能增大活化分子百分数；而升高温度和加入催化剂既能增大活化分子数，又能增大活化分子百分数，故D项符合题意。3反应C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变能够引起反应速率增大的是()A增加C的量B将容器的容积缩小一半C保持容器容积不变，充入Ar使体系压强增大D保持压强不变，充入Ar使容器容积增大解析：选BC为固体反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响，A项不符合题意；容器容积缩小一半相当于压强增大一倍，各气体物质的浓度增大，反应速率增大，B项符合题意；保持容器容积不变，充入Ar，体系总压强增大，但各气体物质的浓度并未改变，反应速率基本不变，C项不符合题意；充入Ar使容器容积增大，总压强不变，但各气体物质的浓度变小，反应速率减小，D项不符合题意。4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%无B常温6%无C水浴加热3%无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。5把下列化学反应与影响因素连线。(1)点燃镁条时，H2和Cl2 A催化剂的混合气体发生爆炸(2)黄铁矿燃烧时粉碎成矿粒 B反应物本身的性质(3)H2O2溶液中加入MnO2 C温度很快产生气体(4)相同条件下，锌粒、镁条与 D固体表面积盐酸反应产生气体快慢不同(5)夏天的食物比冬天更易霉变 E光照答案：(1)E(2)D(3)A(4)B(5)C6对于反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成的SO3的反应速率的变化填入下表空格内(填“增大”“减小”或“不变”)。编号改变的条件生成SO3的速率降低温度压缩体积增大氧气的浓度使用催化剂解析：增大反应物(如O2)的浓度，增大压强(压缩体积)，使用催化剂，均能加快化学反应速率，降低温度，反应速率减慢。答案：减小增大增大增大一、选择题1下列说法正确的是()A对于有气体参与的反应，增大压强(减小容器容积)，活化分子数增多，化学反应速率增大B对放热反应而言，升高温度，活化分子百分数减小，化学反应速率减小C活化分子间发生的碰撞为有效碰撞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D对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，只能增大单位体积内活化分子数，A项错误；不管是放热反应还是吸热反应，升高温度，均能增加活化分子百分数，化学反应速率均增大，B项错误；有效碰撞是指能发生化学反应的碰撞，C项错误。2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，原因是反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多解析：选A影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，镁、铝的活泼性不同，故两者与同浓度的盐酸反应快慢不同。3100 mL浓度为2 molL1的硫酸跟过量的锌片反应，为加快锌与硫酸的反应速率，且不影响生成氢气的总量，可采用的方法是()A加入适量6 molL1的硫酸B加入少量醋酸钠固体C加热D加入适量的水解析：选C加入适量6 molL1的硫酸，增大了硫酸的浓度，反应速率加快，但生成的氢气的总量增加，A错误；加入少量醋酸钠固体，醋酸钠与硫酸反应生成了醋酸，溶液中氢离子浓度减小，反应速率减慢，B错误；加热，反应温度升高，反应速率加快，且不影响生成氢气的总量，C正确；加入适量水，使硫酸中H的浓度减小，硫酸与锌反应的速率减慢，D错误。4一定温度下，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缩小体积使压强增大 B恒容，充入N2C恒容，充入He D恒压，充入He解析：选CA选项，气体的物质的量不变，仅缩小体积，气体的浓度必然增大，反应速率必然增大；B选项，容积不变，充入N2，使反应物N2的浓度增大，浓度越大，反应速率越大；C选项，容积不变，充入He，虽然反应容器内总压强增大，但N2、O2、NO的浓度并没有变化，因此不影响反应速率；D选项，压强不变，充入He，反应容器的体积必然增大，总压强虽然没变，但N2、O2、NO的浓度减小，反应速率减小。5向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小的顺序排列正确的是()甲：在500时，10 mol SO2和5 mol O2 反应乙：在500时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应丙：在450时，8 mol SO2和5 mol O2 反应丁：在500时，8 mol SO2和5 mol O2 反应A甲乙丙丁 B乙甲丙丁C乙甲丁丙 D丁丙乙甲解析：选C丙、丁容器中的反应物浓度相同，但丁容器中温度较高，故反应速率：丁丙；甲、乙容器中的温度相同，反应物浓度也相同，但乙使用了催化剂，故反应速率：乙甲；甲、丁容器内的温度相同，但甲容器中反应物浓度较大，故反应速率：甲丁，即反应速率：乙甲丁丙。6下列措施对增大反应速率明显有效的是()ANa与水反应时增大水的用量BFe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸C在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大反应容器体积DAl在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉解析：选D水是纯液体，所以增加水的量，不会影响反应的速率；浓硫酸能使铁钝化且不产生氢气，所以改用浓硫酸不会加快反应速率；在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大反应器容积，浓度不变，化学反应速率不变；Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉，增大表面积，加快化学反应速率。7如图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是()Aa与b相比，b的活化能更高B反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量Ca与b相比，a中的活化分子的百分比更高Da与b相比，a对应的反应速率更快解析：选B图中的E1表示反应a的活化能，a的活化能更高，A项错；由图知该反应放热，B项对；因b使用催化剂降低反应的活化能，所以b活化分子的百分数更高，C项错；b为使用催化剂时的情况，其对应的反应速率更快些，D项错。8在一定条件下，某分解反应X(g)=Y(g)Z(g)的部分实验数据如下：反应时间/min01020304050c(X)/(molL1)0.1000.0900.0800.0700.0600.050反应时间/min60708090100c(X)/(molL1)0.0400.0300.0200.0100.000下列有关说法正确的是()AX的浓度越大，反应速率越快BX的浓度越大，分解一半时所用的时间越短CX的分解速率与其浓度无关DX的分解速率先快后慢解析：选C根据题给数据分析，X的分解速率是匀速的，与其浓度无关，A、D错误，C正确；X的分解速率不变，X的浓度越大，分解一半时所用的时间越长，B错误。9一定条件下，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()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A选项A，在050 min之间，pH2和pH7时R的降解百分率相等，均为100%，正确；选项B，溶液的酸性越强，R完全降解所需时间越短，降解速率越大，错误；选项C，R的起始浓度越小，降解速率越小，错误；选项D，在2025 min之间，pH10时R的平均降解速率为4106 molL1min1，错误。10在298 K时，实验测得溶液中的反应：H2O22HI=2H2OI2，在不同浓度时的化学反应速率见下表，由此可推知当c(HI)0.500 molL1，c(H2O2)0.400 molL1时的反应速率为()实验编号12345c(HI)(molL1)0.1000.2000.3000.1000.100c(H2O2)(molL1)0.1000.1000.1000.2000.300vmolL1s10.007 600.015 30.022 70.015 10.022 8A.0.038 molL1s1 B0.152 molL1s1C0.608 molL1s1 D0.760 molL1s1解析：选B对比实验1、2、3中的数据可知，c(H2O2)不变时，v与c(HI)成正比；对比实验1、4、5中的数据可知，c(HI)不变时，v与c(H2O2)成正比；故v与c(HI)c(H2O2)的值成正比。当c(HI)0.500 molL1，c(H2O2)0.400 molL1时，c(HI)c(H2O2)0.500 molL10.400 molL1，是实验1中c(HI)c(H2O2)的20倍，则反应速率是实验1中v的 20倍，即所求反应速率为0.007 60 molL1s1200.152 molL1s1。二、非选择题11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)H0。(1)保持容器容积不变，再向其中充入1 mol H2，反应速率_，理由是_。(2)保持容器容积不变，向其中充入1 mol N2(不参加反应)，反应速率_，理由是_。(3)保持容器内气体的压强不变，向其中充入1 mol N2，反应速率_，理由是_。解析：(1)H2为反应物，向容器中再充入1 mol H2时，反应物浓度增大，反应速率加快。(2)容积不变时，充入与反应无关的气体N2，反应物的浓度不变，反应速率不变。(3)保持气体的压强不变时，再充入1 mol N2，容器体积增大，各成分浓度减小，反应速率减小。答案：(1)加快增大反应物浓度，反应速率加快(2)不变反应物的浓度不变，反应速率不变(3)减慢容器的体积变大，反应物浓度减小，反应速率减慢12把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 molL1硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，请回答下列问题：(1)曲线Oa段不产生氢气的原因是_，有关的化学方程式为_。(2)曲线ac段产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是_。(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是_。解析：(1)在空气中久置的铝片表面有一层氧化铝薄膜，因此硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)ac段，虽然硫酸的浓度不断减小，但该反应是放热反应，体系温度升高，化学反应速率增大。(3)曲线由c以后，硫酸浓度的逐渐减小成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。答案：(1)久置的铝片表面覆有一层氧化铝薄膜Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O(2)该反应是放热反应，温度升高，化学反应速率增大(3)硫酸的浓度减小，化学反应速率逐渐减小13如表所示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c(H2SO4) (molL1)V(H2SO4) (mL)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1.150203410090.10丝1.150304440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：(1)4、5不同之处是金属的表面积，粉末状的金属消失的快，说明其反应速率快，其中1、2也可以说明这一点。(2)仅表明反应的浓度对反应速率产生影响的实验，其他条件应完全相同，则为1、3、4、6、8及2、5。(3)从表中可以看出，溶液反应前的温度不同，其他条件都相同的是6、7或8、9。(4)在所有反应中，该金属的质量和硫酸溶液的体积均相等，且H2SO4过量，则产生热量相等，故溶液温度变化值相近。答案：(1)固体反应物的表面积表面积越大1和2(2)3和4(1、3、4、6、8