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《化学反应速率第二课时》
化学反应速率
(第二课时)
—影响化学反应速率的因素
一、教学目标
(一)知识与技能:
1、掌握化学反应速率的影响因素及实质
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
3、能够综合运用外界条件对化学反应速率的影响分析相关问题
4、了解如何控制化学反应速率
5、学会分析化学反应速率的图像
(二)过程与方法:
1、通过“浓度、压强对化学反应速率影响”的实验探究活动,掌握探究问题的方法
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
(三)情感态度与价值观:
1、通过对反应速率控制方法的学习,感悟控制条件在生成、生活和科学研究中的作用2、通过对化学反应速率的学习,感悟其在生产、生活中和科学研究中的作用,提高对化学科学的认识。
二、教学重难点
教学重点:
浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响
教学难点:
浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响
三、教学过程
【思考举例】
通过必修Ⅱ的学习请大家想想:
能够改变反应速率的外界条件主要有哪些?
【归纳】外界条件:
①浓度、②压强、③温度、④催化剂、⑤其他:
颗粒大小、溶剂等
一、浓度
【实验探究】演示实验2-2:
探究不同浓度草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的速率快慢
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4
K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【现象】加入0.2mol/LH2C2O4溶液的试管褪色快
【结论】当其它条件不变时:
【思考】为什么增大反应物的浓度会增大反应速率?
【知识回顾】1、有效碰撞理论
2、化学反应速率与活化能的关系
【结合流程图讲解】
=×
【学与问】增加或减少反应物的浓度会改变反应速率,那么,增加固体反应物或纯液体反应物,反应速率是否也会发生相应的改变?
为什么?
【结论】1、对于固体物质或纯液体,一般认为其“浓度”为常数,它们的量的改变不会影响化学反应速率。
【学与问】块状的煤炭容易燃烧,还是粉末状的容易燃烧?
为什么?
【讲解】固体反应物颗粒的大小能影响化学反应速率。
固体颗粒小,其表面积增大,与其它反应物接触面积增大,有效碰撞次数增大,所以能加快化学反应速率。
【结论】2、固体反应物颗粒的大小能影响化学反应速率。
【练习1】把下列四种X溶液,分别加进四个盛有10mL、2mol·L-1的盐酸的烧杯中,并且均加水稀释至50mL,此时,X和盐酸缓缓地进行反应,其中反应速率最快的是()
A.10mL2mol/LB.20mL2mol/L
C.10mL4mol/LD.20mL3mol/L
【练习2】恒温恒容的容器中进行反应N2O4(g)2NO2(g)△H>0,若反应物浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需20s,那么反应物浓度由0.06mol/L降到0.024mol/L,需反应时间()
A.等于18sB.等于12s
C.大于18sD.小于18s
二、压强
【提出问题】压强是怎样对化学反应速率进行影响的?
【设计实验】提出以下几个实验对比
1.10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的实验。
2.CaO固体与SiO2固体在高温下反应生成CaSiO3。
3.SO2与O2在一密闭容器内反应生成SO3。
【讨论】给上述三个反应的容器加压,三个反应的反应物的浓度是怎样变化的?
列表比较:
编号
反应物的状态
加压后反应物浓度变化
加压后反应的速率变化
1
2
3
【分析实验数据得出结论】对于有气体参加的反应来说,当温度一定时,增大体系的压力,反应速率会加大。
【思考】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率?
【解释】
,压强对反应速率的影响实质使通过影响浓度从而影响反应速率的。
【讲解】
注意:
1、如果反应中没有气体物质参加,压强的改变对反应体系的体积几乎没有影响,不能改变反应的速率。
2、对于有气体参加的可逆反应,增大压强,反应物、生成物的浓度都增大,正反应速率、逆反应速率都增大;反之亦然
【思考】在N2+3H22NH3中,当其他外界条件不变时:
①减小体系压强,该反应的速率怎么变?
②在反应中保持体系容积不变,充入N2,反应的速率怎么变?
③在反应中保持体系容积不变,充入He,反应的速率怎么变?
④在反应中保持体系压强不变,充入He,反应的速率怎么变?
【归纳总结】对于气体反应的几种情况
⑴恒温时:
⑵恒容时:
①
②
⑶恒压时:
【课堂练习】
反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),在一容积可变的密闭容器中进行。
下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()
A.增加C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.压强不变,充入N2使容器体积增大
【分析】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,只有压强变化引起了浓度的变化,反应速率才改变。
三、温度
【思考】在夏天的时候,食物变质快,而冬天慢,为什么会有这样的现象?
这说明食物的腐败快慢与什么因素有关?
【实验探究】不同温度下同浓度的Na2S2O3溶液与0.1mol/L10mLH2SO4反应的v
Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
编号
0.1mol/L的Na2S2O3
0.1mol/L的H2SO4
反应温度(℃)
反应中出现浑浊的时间
1
10ml
10ml
冷水
慢
2
10ml
10ml
热水
快
【结论】加热的一组首先出现浑浊,说明温度高反应速率快
【思考】为什么温度高反应速率快?
【结论】
1、在其他条件不变时:
【思考】对于可逆反应,升高温度或者降低温度,正反应速率和逆反应将作何变化?
【讲解】升高温度,无论是反应物还是生成物,活化分子的百分数都增大,发生有效碰撞的几率也相应的增大,所以,对可逆反应,升高温度,正、逆反应方向的速率都会增大;反之亦然。
2、升高温度,正、逆反应方向的速率都会增大;反之亦然
【讲解】在其它条件不变的情况下,升高温度,化学反应要加快。
经过实验测定,温度每升高10℃,反应速率通常要增大到原来的2~4倍。
【讲解】温度对反应速率的影响在日常生活和工业生产中有很多的实际应用,比如:
4、催化剂
【实验探究】演示课本实验2-4,观察现象
【现象】加MnO2后迅速产生大量气泡
【结论】催化剂加快了反应速率
【思考】催化剂是如何改变化学反应速率的呢?
【注意】
1、其它条件不变时,选用适当的催化剂可以改变反应速率:
一般而言,我们平时说的催化剂都是指正催化剂
【学与问】催化剂能改变化学反应速率,对于可逆反应,如N2+3H22NH3,催化剂将如何改变正、逆反应的速率?
为什么?
【讲解】由P22的图2-4可以看出,催化剂改变的是反应体系中所有物质的活化能,无论是反应物还是生成物,都是同等程度地改变,所以,催化剂能同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率
2、催化剂能同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率
【科学探究】完成P23的《科学探究》
3、催化剂有选择性
【讲解】催化剂不是对所有的反应都具有催化作用,而是有选择性的,不同的催化剂其催化效率是不一样的;催化剂不仅具有选择性,而且选择性极高的酶的生物催化作用的效率是非常高的。
但同时,如果在反应体系中含有杂质,如粉尘等物质,就会使催化剂失去作用,这种现象叫作催化剂中毒。
【学与问】除了上面的几种方法可以影响化学反应速率外,还有很多其他的方法也可以改变化学反应速率,如光照、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场等等,那么他们能够改变反应速率的原因是什么?
【讲解】无论是哪种方式引起的反应速率的改变,其实质都是向反应体系中输入能量,也就是说,只要向反应体系中输入了能量,就能增加有效碰撞的几率,就必然加快反应速率
【课堂练习】
1、下列条件一定能加快反应速率的是()
A.增加反应物的物质的量B.升高温度
C.缩小反应容器的体积
D.加入生成物E.加入MnO2
2、某温度时,在2L的密闭容器中,x、y、z三种物质随时间的变化曲线如下图所示,由图中数据分析该反应的化学方程式为:
3X+2YZ;反应开始至2min,Z的平均速率为0.25mol/(L·min)
n(mol)
4
3x
2y
1z
012t(min)
【课堂小结】影响化学反应速率的外因
影响
外因
单位体积内
有效碰撞次数
化学反应速率(v)
分子总数
活化分子数
活化分子百分数
c增大
增加
增加
不变
增加
增大
p增大
增加
增加
不变
增加
增大
T升高
不变
增加
增加
增加
增大
催化剂
不变
增加
增加
增加
增大
【课后练习】
1、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中,若作如下改变的情况,其中能使最初的化学反应速率增大的是()
A.盐酸的浓度不变,而使盐酸的用量一倍
B.盐酸的浓度增大一倍,而使盐酸的用量减少到原来的一半
C.盐酸的浓度和用量都不变,增加碳酸钙的量
D.盐酸和碳酸钙不变,增大压强一倍
E.加入CaCl2溶液F.加入CaCl2固体
G.将CaCO3用CaCO3粉末代替
2、(09宁夏)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:
Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2+S↓+H2O,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H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
3、把除去氧化膜的镁条投到稀盐酸的试管中发现氢气产生的速率变化情况如上图所示。
其中t1~t2速率增大的主要原因是,t2~t3速率减小的主要原因是
五、板书设计
化学反应速率
(第二课时)
——影响化学反应速率的因素
一、浓度
注:
1、对于固体物质或纯液体,一般认为其“浓度”为常数,它们的量的改变不会影响化学反应速率。
2、固体反应物颗粒的大小能影响化学反应速率。
二、压强
注:
1、如果反应中没有气体物质参加,压强的改变对反应体系的体积几乎没有影响,不能改变反应的速率。
2、对于有气体参加的可逆反应,增大压强,反应物、生成物的浓度都增大,正反应速率、逆反应速率都增大;反之亦然
总结:
对于气体反应的几种情况
⑴恒温时:
⑵恒容时:
①
②
⑶恒压时:
3、温度
总结:
1、在其他条件不变时:
2、升高温度,正、逆反应方向的速率都会增大;反之亦然
4、催化剂
1、未特别注明,催化剂指正催化剂,加快反应速率
2、催化剂能同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率
3、催化剂有选择性
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