教育学习文章第二节影响化学反应速率的因素学案.docx
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教育学习文章第二节影响化学反应速率的因素学案
第二节影响化学反应速率的因素(学案)
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影响化学反应速率的因素(学案)
学习目标:
.知识目标
(1)理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
(2)使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2.能力和方法目标
(1)体会实验在形成化学结论中的重要作用;
(2)通过识别有关化学反应速率与压强、温度或浓度等的图像,提高识图析图能力,培养从图像中挖掘化学信息的能力。
学习重点:
浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
学习难点:
压强对化学速率的影响,用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。
[学习过程]
[温习旧知]
回忆化学反应速率的有关知识并回答:
定义
数学表达式
单位
规律:
对于同一反应(mA+nB=pc+qD)用不同物质表示的化学反应速率之间存在如下的关系:
[思考]结合生活实践与已经掌握的知识,请同学归纳有哪些因素对化学速率产生影响?
[学习新知]
一、浓度对化学反应速率的影响:
【自学指导一】观察实验2-2,得出浓度对化学反应速率是如何影响的?
并用有效碰撞模型解释?
结论:
当其它条件不变时,增加反应物的浓度,可以
反应的速率。
解释:
当增加反应物的浓度时,活化分子的数量
,有效碰撞的频率
,导致反应速率增大。
注意:
.一个反应的速率主要取决于
的浓度,与
的浓度关系不大(填反应物或产物)
2.对于可逆反应aA+bB
cc+dD来说,正反应的速率只取决于
两种物质的浓度,与
两种物质的浓度关系不大。
而逆反应的速率只取决于
两种物质的浓度,与
两种物质的浓度关系不大。
增加A或B的浓度只可以使
反应的速率增大,不会影响
反应的速率。
3.固体和纯液体的浓度是一个常数,所以增加这些物质的量,不会影响反应的速率。
二、压强对化学反应速率的影响
【自学指导二】思考并回答下列问题:
、一定温度下,一定质量气体的体积与其所受的压强有何关系?
2、对于有气体参加的反应,当压强改变时,反应物的浓度如何改变?
此时反应速率如何改变?
。
通过以上的分析,你得出压强对化学反应速率是如何影响的?
结论:
对于有气体参加的反应来说,当温度一定时,增大体系的压强,反应速率会
。
注意:
.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时,由于改变压强对它们的体积改变很小,因而它们的浓度改变也很小,可以认为压强与它们的反应速率无关。
2.压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。
我们在分析压强对反应速率的影响时,应最终落实到浓度上,将压强问题转化为浓度问题。
3.对于那些反应物和生成物都有气体参加的可逆反应来说,增大体系的压强,反应物和生成物的浓度都增加,所以,正反应的速率和逆反应的速率都增大。
三、温度对化学反应速率的影响
【自学指导三】观察实验2-3,得出温度对化学反应速率是如何影响的?
并用有效碰撞模型解释?
结论:
当其它条件不变时,升高温度,反应的速率
;降低温度,反应的速率
。
解释:
升高温度,活化分子百分数
,有效碰撞的频率
,导致反应速率增大。
注意:
对于可逆反应来说,升高体系的温度,反应物和生成物中的活化分子数都增加,所以,正反应的速率和逆反应的速率都增大。
四、催化剂对化学反应速率的影响
【自学指导四】观察实验2-4,得出催化剂对化学反应速率是如何影响的?
并用有效碰撞模型解释?
结论:
当其它条件不变时,使用应催化剂,反应的速率
。
解释:
当温度和反应物浓度一定时,使用催化剂可使反应途径发生改变,从而
了反应的活化能,使得活化分子的百分比
,因此活化分子的数目
,有效碰撞频率
,故化学反应速率加大。
注意:
.催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径,不改变反应的结果。
例:
(1)在加热条件下:
2cu+o2==2cuo
2cuo+2cH3cH2oH==2cu+2cH3cHo+2H2o
(2)氮的氧化物破坏臭氧:
No+o3==No2+o2
No2+o==No+o2
2.能加快反应速率的催化剂叫正催化剂;能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。
3.对可逆反应而言,正催化剂使正、逆反应速率都加快,且加快的程度
。
相反,负催化剂使正、逆反应速率都减小,且减小的程度
。
第二节 影响化学反应速率的因素(学案)
[教学目标]
.知识目标
(1)理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
(2)使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2.能力和方法目标
(1)掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法;
(2)通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像,提高识图析图能力,培养从图像中挖掘化学信息的能力。
[教学重点、难点]压强对化学速率的影响,用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。
二:
影响化学反应速率的因素
内因
影响反应速率的外因主要有
例一定条件反应N2+3H2=2NH3达平衡,当单独改变下述条件后有关叙述错误的是(
)
A.加催化剂,V和V都发生变化,且变化的倍数相等
B.加压,V和V都增,且V增加倍数大V增加倍数
c.降温,V和V都减少,且V减少倍数大V减少倍数
D.增加[N2],V和V都增大,且V增加倍数大V增加倍数
浓度对化学反应速率的影响
反应物浓度越大,化学反应速率________.
例
下列四种X溶液,分别放入盛有10mL2mol/LHcl烧杯中,加水稀释至50mL,X和Hcl和缓进行反应,其中反应速率最大的是
(
)
A.20mL3mol/LX溶液
B.20mL2mol/LX溶液
c.10mL4mol/LX溶液
D.10mL2mol/LX溶液
温度对化学反应速率的影响
温度升高,化学反应速率__________.
压强对化学反应速率的影响
[思考1]2L密闭容器中,投入5molN2,8molH2,在催化剂存在的条件下发生反应,2min时,测得容器内生成NH34mol,若将容器的体积减小为原来的一半,其他条件不变,同样生成4molNH3所花费的时间___2min,为什么?
[思考2]在室温条件,通过什么途径可以改变容器体积?
[结论]有气体参与的反应,压强增大,化学反应速率____
参加反应的物质是固体,液体或溶液时,压强对反应速率___影响?
[探讨]N2+3H2==2NH3反应在密闭容器中进行
.容器若为恒定容器,在容器内充入惰性气体,则化学反应速率_____,原因是_________
2.容器若为恒压容器,在容器内充入惰性气体,则反应速率_____,原因是________
。
四:
催化剂
催化剂定义:
________________________________________________?
请例举几例催化剂对化学反应速率影响的实例./
[实验演示]H2o2分解:
现象____________________________________________________
结论______________________________________________________
[实验探讨]
如何加快铁与盐酸的反应速率?
2.下图为将Zn投入一定浓度一定体积的H2So4中,解释图象的成因.
v(H2)
t1
时间
[随堂练习]
.一般都能使反应速率加快的方法是(
)。
①
升温;②改变生成物浓度;③增加反应物浓度;④加压
(A)①②③
(B)①③
(c)②③
(D)①②③④
2.No和co都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体:
2No+2co=N2+2co2
对此反应,下列叙述正确的是(
)
(A)使用催化剂能加快反应速率
(B)改变压强对反应速率没有影响
(c)冬天气温低,反应速率降低,对人体危害更大
(D)无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响
3.设
c+co2
2co-Q1,反应速率为υ1;N2+3H2
2NH3+Q2,反应速率为υ2。
对于上述反应,当温度升高时,υ1和υ2的变化情况为(
)。
(A)同时增大
(B)同时减小
(c)υ1增大,υ2减小
(D)υ1减小,υ2¬增大
4.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率可由如图2-1-1表示,在下列因素中,①盐酸的浓度,②镁条的表面积,③溶液的温度,④氯离子的浓度,影响反应速率的因素是(
)。
(A)①④
(B)③④
(c)①②③
(D)②③
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(
)
编号
金属(粉末状)
酸的浓度及体积
反应温度
(mol)
A
mg,0.1
6mol•L-1硝酸10mL
60
B
mg,0.1
3mol•L-1盐酸10mL
60
c
Fe,0.1
3mol•L-1L盐酸10mL
60
D
mg,0.1
3mol•L-1硫酸10mL
60
6.容积固定的2L密闭容器中进行的某一可逆反应
A(气)+2B(气)
2c(气)
以B的物质的量浓度改变表示的反应速度υ正,υ正、υ逆与时间的关系图如所示。
已知反应速率υ的单位为mol•L-1•s-1,则图中阴影部分的面积可表示(
)。
(A)A的物质的量浓度的减少
(B)B的物质的量浓度的减少
(c)c的物质的量增加
(D)B的物质的量减少
7.煅烧硫铁矿产生二氧化硫,为了提高生成二氧化硫的速率,下列措施可行的是(
)。
(A)把块状矿石碾成粉末
(B)向炉内喷吹氧气
(c)使用Fe2o3作催化剂
(D)降低体系的温度
8.氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成cl和S(+6)的反应速率如图2-1-4所示,已知这个反应速率随着溶液中[H+]增大而加快。
(1)
反应开始时反应速率加快的原因是____。
(2)
反应后期反应速率下降的原因是______。
9.在密闭容器中发生2So2+o2
2So3反应,现控制下列三种不同的条件:
①在400℃时,10molSo2与5molo2反应;
②在400℃时,20molSo2与5molo2反应;
③在300℃时,10molSo2与5molo2反应;
问:
开始时,正反应速率最快的是_____;正反应速率最慢的是_________。
0.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:
2I-+2Fe3+=2Fe2++I2(水溶液)。
正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为υ=k[I-]m[Fe3+]n
[I-](mol•L-1)
[Fe3+]
υmol•L-1•s-1)
(1)
0.20
0.80
0.032k
(2)
0.60
0.40
0.144k
(3)
0.80
0.20
0.128k
通过所给数据计算得知:
在υ=k[I-]m[Fe3+]n中,m、n的值为______。
[选填A、B、c、D]
(A)m=1,n=1
(B)m=1,n=2
(c)m=2,n=1
(D)m=2,n=2
碘离子浓度对反应速率的影响______铁离子浓度对反应速率的影响。
(选填:
小于、大于、等于)
课堂练习答案
B,2Ac,3A,4c,5D,6B,7AB。
8.
(1)2kclo3+6NaHSo3=3Na2So4+kcl+3H2So4,氢离子浓度增大,反应速率加快。
(2)反应物浓度减小,反应速率减慢。
9.②;③。
0.c;大于。
【课堂练习】
.要使在容积恒定的密闭容器中进行的可逆反应2A(气)+B(固)==2c(气)+Q(Q>0)的正反应速率显著加快,可采用的措施是(不考虑固、气态间的接触面积)(
)
A.降温
B.加入B
c.增大体积使压强减小
D.加入A
2.把除去氧化膜的镁条放入一定浓度的稀盐酸的试管中,发现H2的生成速度V随时间t变化如图。
其中t1——t2速度变化的原因是___________________;t2——t3速度变化的原因是_________________________________。
t1
t2
t3
[随堂练习]
.一般都能使反应速率加快的方法是(
)。
②
升温;②改变生成物浓度;③增加反应物浓度;④加压
(A)①②③
(B)①③
(c)②③
(D)①②③④
2.No和co都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体:
2No+2co=N2+2co2
对此反应,下列叙述正确的是(
)
(A)使用催化剂能加快反应速率
(B)改变压强对反应速率没有影响
(c)冬天气温低,反应速率降低,对人体危害更大
(D)无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响
3.设
c+co2
2co-Q1,反应速率为υ1;N2+3H2
2NH3+Q2,反应速率为υ2。
对于上述反应,当温度升高时,υ1和υ2的变化情况为(
)。
(A)同时增大
(B)同时减小
(c)υ1增大,υ2减小
(D)υ1减小,υ2¬增大
4.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率可由如图2-1-1表示,在下列因素中,①盐酸的浓度,②镁条的表面积,③溶液的温度,④氯离子的浓度,影响反应速率的因素是(
)。
(A)①④
(B)③④
(c)①②③
(D)②③
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(
)
编号
金属(粉末状)(mol)
酸的浓度及体积
反应温度℃)
A
B
c
D
mg,0.1
mg,0.1
Fe,0.1
mg,0.1
6mol•L-1硝酸10mL
3mol•L-1盐酸10mL
3mol•L-1L盐酸10mL
3mol•L-1硫酸10mL
60
60
60
60
6.容积固定的2L密闭容器中进行的某一可逆反应
A(气)+2B(气)
2c(气)
以B的物质的量浓度改变表示的反应速度υ正,υ正、υ逆与时间的关系图如所示。
已知反应速率υ的单位为mol•L-1•s-1,则图中阴影部分的面积可表示(
)。
(A)A的物质的量浓度的减少
(B)B的物质的量浓度的减少
(c)c的物质的量增加
(D)B的物质的量减少
7.煅烧硫铁矿产生二氧化硫,为了提高生成二氧化硫的速率,下列措施可行的是(
)。
(A)把块状矿石碾成粉末
(B)向炉内喷吹氧气
(c)使用Fe2o3作催化剂
(D)降低体系的温度
8.氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成cl和S(+6)的反应速率如图2-1-4所示,已知这个反应速率随着溶液中[H+]增大而加快。
(3)
反应开始时反应速率加快的原因是____。
(4)
反应后期反应速率下降的原因是______。
9.在密闭容器中发生2So2+o2
2So3反应,现控制下列三种不同的条件:
①在400℃时,10molSo2与5molo2反应;
②在400℃时,20molSo2与5molo2反应;
③在300℃时,10molSo2与5molo2反应;
问:
开始时,正反应速率最快的是_____;正反应速率最慢的是_________。
0.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:
2I-+2Fe3+=2Fe2++I2(水溶液)。
正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为υ=k[I-]m[Fe3+]n
[I-](mol•L-1)
[Fe3+]
υmol•L-1•s-1)
(1)
0.20
0.80
0.032k
(2)
0.60
0.40
0.144k
(3)
0.80
0.20
0.128k
通过所给数据计算得知:
在υ=k[I-]m[Fe3+]n中,m、n的值为______。
[选填A、B、c、D]
(A)m=1,n=1
(B)m=1,n=2
(c)m=2,n=1
(D)m=2,n=2
碘离子浓度对反应速率的影响______铁离子浓度对反应速率的影响。
(选填:
小于、大于、等于)
课堂练习答案
B,2Ac,3A,4c,5D,6B,7AB。
8.
(1)2kclo3+6NaHSo3=3Na2So4+kcl+3H2So4,氢离子浓度增大,反应速率加快。
(2)反应物浓度减小,反应速率减慢。
9.②;③。
0.c;大于。
[练习]对于反应m+N→P,如果温率每升高10℃,化学反应速率增加到原来的3倍,在10℃时,完成反应10%需81分钟,将温率提高到30℃,完成反应的10%,需要的时间为____分钟.
2.纳米是长度单位,1纳米等于1×10-9m,物质的颗粒达到纳米级时,具有特殊的性质。
例如将单质铜制成“纳米铜”时,具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧。
下列对“纳米铜”的有关叙述正确的是(
)。
(A)常温下“纳米铜”比铜片的金属性强,反应时反应速率快
(B)常温下“纳米铜”比铜片更易失电子,反应时反应速率快
(c)常温下“纳米铜”与铜片的还原性相同
(D)“纳米铜”颗粒更细小,化学反应时接触面大,所以反应速率快。
3.解释下列反应事实:
(1)
氨气在空气中不能燃烧,但在纯氧气中点燃能剧烈燃烧。
(2)
硫在空气中点燃产生淡蓝色火焰,而在氧气中点燃却产生蓝紫色火焰。
(3)把一定量的铜片投入到盛有稀硝酸溶液的试管中,反应速率变化趋势常常是:
较慢→逐渐加快→突然剧烈加快→逐渐变慢。
4.有一化学反应,aA+bBc,根据影响化学反应速率的因素可得υ0=k[A]m[B]n,其中k是与温度有关的常数,为测k、m、n的值,在298k时,将A、B溶液按不同浓度混合,得到下列实验数据:
编号
A的初始浓度mol•L-1
B的初始浓度mol•L-1
生成c的初始速率mol•L-1•s-1)
.0
.0
.2×10-2
2
2.0
.0
2.4×10-2
3
4.0
.0
4.9×10-2
4
.0
.0
.2×10-2
5
.0
2.0
4.8×10-2
6
.0
4.0
.9×10-2
(1)根据上表可求得:
m____,n_____,k_____,k的单位是_____。
(2)若a=m,b=n,当[A]=[B]=2.0mol•L-1时,求以B表示的初始反应速率。
5.在锌与某浓度的盐酸反应的实验中,一个学生得到下面的结果:
锌的质量(g)
锌的形状
温度(℃)
溶解于酸花的时间(s)
A
2
薄片
5
400
B
2
薄片
5
200
c
2
薄片
25
00
D
2
薄片
35
50
E
2
薄片
45
25
F
2
粉末
5
5
利用从A到F的结果:
(1)
画一幅以时间对温度的曲线图(纵轴表示时间,横轴表示温度)。
(2)
利用你所画成的曲线图,你能得出关于温度影响反应速率的什么结论?
(3)
20℃时,2g锌箔溶解于酸中需花多长时间?
(4)
对比结果B与F,解释结果F为什么那么快?
课堂练习答案
AB,2cD,
3.
(1)纯氧气中o2分子的浓度大,反应速率大,单位时间内放出热量多,容易使氨跟氧气的反应发生,并达到着火点而燃烧。
(2)o2分子浓度大,硫跟o2分子反应速率大,产生的火焰的颜色深。
(3)硝酸跟铜的反应是放热反应,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,反应速率逐渐加快;反应产生的氮的氧化物又是该反应的催化剂,所以反应进行到某一时刻反应速率会突然加快;最后由于硝酸的浓度降低,反应速率又会逐渐变慢。
4.
(1)1;2;1.2×10-2;L2•mol-2•s-1。
(2)υ(B)=1.926×10-1mol•L-1•s-1
5.
(1)可作如下图:
(2)从这5组实验数据可归纳出,温度对该反应速度影响的规律为:
温度每升高10℃,反应速率加快到原来的两倍。
(3)题目要求用已得有关反应速率的规律来求解20℃时的反应时间。
根据
(1)中的图象可求得,当温度为20℃时,反应时间约需150s。
(4)对比B和F,反应温度相同,酸的浓度也相同,锌的质量也相同。
但B中2g锌全部溶解用了200s时间,而F中只需要5s时间,F中反应速率比B中反应速率快了40倍。
这是因为B中锌是块状,F中锌是粉末状,粉末状时锌与酸溶液的接触面要比块状时的接触面大得多。
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