高中化學 第二章 第二節(jié)《影響化學反應速率的因素》導學案 新人教版選修4

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第二章 化學反應速率和化學平衡第二節(jié) 影響化學反應速率的因素(第1課時)【學習目標】1.知道活化分子、活化能、有效碰撞的有關概念。2.理解濃度、壓強對化學反應速率影響的結論和理論解釋。【重、難點】有效碰撞理論，濃度、壓強對化學反應速率的影響基礎落實：一、有效碰撞理論1有效碰撞：能發(fā)生化學反應的碰撞。 2活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。3活化能：活化分子高出反應物分子平均能量的部分。4指出下圖中有關能量E的含義E1反應的活化能 E2活化分子變成生成物分子放出的能量 E1E2反應熱二、影響化學反應速率的因素同一條件下不同的反應有快有慢，這取決于反應物的性質。同一反應在不同的條件下進行時，快慢不同，這是因為外界條件影響化學反應速率，舉例說明：H2O2的分解反應，常溫時分解緩慢，加熱時分解加快，使用催化劑時分解速率加快。1濃度對反應速率的影響(1)影響：其他條件不變時，增大反應物濃度，反應速率增大；減小反應物濃度，反應速率減小。(2)原因：其他條件不變時，增大反應物濃度，單位體積內活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率增多，化學反應速率增大。反之，減小反應物的濃度，化學反應速率減小。2壓強對反應速率的影響(1)影響：對于氣體反應，增大壓強(減小容器容積)，反應速率加快；減小壓強(增大容器容積)，反應速率減慢。(2)原因：對于氣體反應，增大壓強，相當于增大反應物濃度，反應速率加快；反之，減小壓強，反應速率減慢。對點訓練：知識點一有效碰撞的有關概念1下列說法正確的是 (D)A活化分子間的碰撞一定是有效碰撞 B活化分子具有的能量是活化能C活化分子的總數(shù)越多，反應速率越快 D單位時間內有效碰撞次數(shù)越多，反應速率越快解析活化分子間的碰撞并不都是有效碰撞，只有發(fā)生化學反應的碰撞才是有效碰撞，活化分子具有的平均能量與普通分子具有的平均能量之差才叫活化能；單位體積內活化分子總數(shù)越多，有效碰撞機會越多，反應速率才越快，A、B、C三項均錯。知識點二濃度對化學反應速率的影響2將質量相同的鋅粉分別投入下列4個燒杯的溶液中，反應速率最快的是 (D)3對于溶液中的反應：MnO5Fe28H=5Fe3Mn24H2O下列措施能使化學反應速率提高的是 (D)A加水 B增加同濃度FeSO4的用量 C向溶液中滴加稀硫酸 D加入少量KMnO4晶體知識點三壓強對反應速率的影響4在C(s)CO2(g)=2CO(g)的反應中，現(xiàn)采取下列措施：縮小體積，增大壓強 增加碳的量通入CO2恒容下充入N2 恒壓下充入N2能夠使反應速率增大的措施是 (C )A B C D5通過縮小反應容器體積而增大壓強對下列反應的速率無影響的是 (C)ACO2(g)Ca(OH)2=CaCO3H2O BH2(g)I2(g) 2HI(g)CNaClAgNO3=AgClNaNO3 DN2(g)3H2(g) 2NH3(g)【基礎落實】1下列說法正確的是 (C)A增大反應物濃度，可增大單位體積內活化分子的百分數(shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增加B對于有氣體參加的化學反應，若增大壓強(即縮小反應容器的體積)，可增大活化分子的百分數(shù)，從而使反應速率增大C改變條件能使化學反應速率增大的主要原因是增大了反應物分子中活化分子的有效碰撞幾率D對于本來不能發(fā)生的化學反應，改變條件可以使反應發(fā)生解析增大反應物濃度、增大氣體反應物的壓強都會使單位體積內活化分子數(shù)增加，但由于反應物分子的平均能量和發(fā)生反應所需能量(即活化能)都未發(fā)生變化，所以活化分子的百分數(shù)并未改變。改變條件使化學反應速率增大，主要靠增加活化分子的百分數(shù)或增加單位體積內活化分子的總數(shù)，從而增加有效碰撞次數(shù)，C項正確；對于本來不能發(fā)生的化學反應，即使改變條件，化學反應也不能發(fā)生。2在相同條件下，等質量(金屬顆粒大小相當)的下列金屬與足量1 molL1的鹽酸反應時，速率最快的是 (C)A鎂 B鋁 C鈉 D鐵3常溫下，分別將四塊形狀相同、質量均為7 g的鐵片同時放入下列四種溶液中，產生氣體速率最快的是 (B)A150 mL 2 molL1鹽酸 B500 mL2molL1硫酸C50 mL 3 molL1鹽酸 D50 mL 18.4 molL1硫酸解析18.4 molL1的硫酸為濃硫酸，常溫下，遇鐵發(fā)生鈍化；2 molL1的硫酸中c(H)4 molL1，濃度最大，反應最快。4一定條件下，對于反應：CaCO3(塊狀)2HCl=CaCl2CO2H2O，為加快反應速率，下列方法可行的有 (B)增加鹽酸的濃度增加同濃度鹽酸的用量加水增加CaCO3(塊狀)的用量將塊狀CaCO3改為粉末狀CaCO3A1項 B2項 C3項 D4項解析增大反應物濃度，可使化學反應速率加快，而中增加鹽酸用量不等于增加鹽酸濃度；對于固體反應物而言，無濃度概念，要想使反應加快，可通過改變表面積來實現(xiàn)，與用量無關，粉末狀固體物質比塊狀固體物質反應速率快，項符合題意。5將等物質的量的HI氣體分別置于兩個容積相等的針筒中，一個保持體積不變，另一個壓縮為原來的，其它條件不變，則HI的分解速率 (B)A前者快 B后者快 C相等 D無法判斷6一定溫度下，100 mL 6 molL1的硫酸與過量鋅粉反應，為了減緩反應速率，但又不影響生成氫氣的總質量，可向反應物中加入適量的 ( C )A碳酸鈉固體 B少量鋅粉 C硫酸鉀溶液 D鹽酸溶液7反應3Fe(s)4H2O(g)高溫 Fe3O4(s)4H2(g)在一可變容積的密閉容器中進行，下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是 (A )AFe的量 B將容器的容積縮小一半C保持容積不變，充入水蒸氣使體系壓強增大 D壓強不變，充入N2使容器容積增大【方法技巧】條件改變后化學反應速率的比較8對反應AB=AB來說，常溫下按以下情況進行反應：20 mL溶液中含A、B各0.01 mol 50 mL溶液中含A、B各0.05 mol 0.1 molL1的A、B溶液各10 mL 0.5 molL1的A、B溶液各50 mL四者反應速率的大小關系是 (A )A B C D解析中c(A)c(B)0.5 molL1 中c(A)c(B)1 molL1中c(A)c(B)0.05 molL1 中c(A)c(B)0.25 molL1在其他條件一定的情況下，濃度越大，反應速率越快，則反應速率由大到小的順序為。反應速率隨時間變化而變化的分析技巧9在恒溫恒容的容器中發(fā)生N2O4(g)2NO2(g)，若反應物的濃度由0.1 molL1降到0.06 molL1需20 s，那么由0.06 molL1降到0.036 molL1，所需反應時間為 (C )A10 s B12 s C大于12 s D小于12 s解析前20 s內的化學反應速率v(N2O4)0.002 molL1s1,20 s后，c(N2O4)減小，反應速率減小，即v(N2O4)0.002 molL1s1，若還按0.002 molL1s1計算，則t12 s，故應大于12 s?！揪C合拓展】10在N23H22NH3反應中，當其它條件不變時，僅改變如下一個條件，該反應的速率將如何改變？(用“加快”、“減慢”、“不變”填空)(1)增大容器的體積_減慢_； (2)保持容積不變充入N2_加快_；(3)保持容積不變充入He_不變_； (4)保持容積壓強不變充入He_減慢_。11反應速率v和反應物濃度的關系是用實驗方法測定的。化學反應H2Cl2=2HCl的反應速率v可表示為vKcm(H2)cn(Cl2)，式中K為常數(shù)，m、n的值可用下表中數(shù)據(jù)確定。c(H2)/(molL1)c(Cl2)/molL1v/(molL1s1)1.01.01.0K2.01.02.0K2.04.032.0K(1)由此可推得，m、n的值正確的是 (D)Am1、n1/2 Bm1/2、n1 Cm2、n1 Dm1、n2(2)H2濃度對反應速率的影響_小于_Cl2濃度對反應速率的影響(填“小于”、“大于”或“等于”)。第二節(jié) 影響化學反應速率的因素(第2課時)【學習目標】1.知道溫度對化學反應速率影響的結論和理論解釋。2.知道催化劑對化學反應速率影響的結論和理論解釋?！局?、難點】溫度、催化劑對化學反應速率的影響基礎落實：1溫度對反應速率的影響(1)影響：其他條件相同時，升高溫度，反應速率加快；降低溫度，反應速率減慢。(2)原因：其他條件相同時，升高溫度，提高了活化分子的百分數(shù)和較高能量的分子間的碰撞頻率，使分子間有效碰撞的幾率提高，反應速率增大。2催化劑對反應速率的影響(1)影響：使用催化劑可加快反應速率。(2)原因：催化劑改變了反應的路徑，降低了反應所需的活化能，提高了反應體系中活化分子的百分數(shù)，使有效碰撞的幾率提高，反應速率加快。(3)根據(jù)圖象填空。 如圖所示，使用催化劑使反應速率加快其中途徑表示沒使用催化劑。途徑表示使用了催化劑。使用了催化劑，反應的活化能降低。圖中E1、E2都是該反應的活化能，但E2E1是因為使用了催化劑，與不使用催化劑相比，反應的活化能由E1變?yōu)镋2，活化分子的百分數(shù)增多。對點訓練：知識點一溫度對化學反應速率的影響1對于反應：MNP，如果溫度每升高10，化學反應速率提高到原來的3倍，在10時完成反應的10%需要81 min，將溫度提高到30時，完成反應的10%需要的時間 (A)A9 min B27 min C13.5 min D3 min解析溫度由10升高到30時，反應速率提高到原來的32倍，設當提高到30時，完成反應的10%需要的時間為t min，則32t81 min，故t9 min。2已知硫代硫酸鈉溶液與稀H2SO4反應可析出單質硫沉淀：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O，某同學按下表進行實驗，請你判斷哪一組先出現(xiàn)渾濁。(第3組實驗先出現(xiàn)渾濁)編號加3%Na2S2O3/mL加15的H2SO4/滴溫度/152525251535352545知識點二催化劑對化學反應速率的影響3下列關于催化劑的說法，正確的是 (B)A催化劑能使不起反應的物質發(fā)生反應 B催化劑在化學反應前后，化學性質和質量都不變C催化劑不能改變化學反應速率 D任何化學反應都需要催化劑4亞氯酸鹽(如NaClO2)可用作漂白劑，在常溫下不見光時可保存一年，但在酸性溶液中因生成亞氯酸而發(fā)生分解：5HClO2=4ClO2HCl2H2O。分解時，剛加入硫酸，反應緩慢，隨后突然反應釋放出大量ClO2，這是因為 (C)A酸使亞氯酸的氧化性增強 B溶液中的H起催化作用C溶液中的Cl起催化作用 D逸出的ClO2使反應生成物的濃度降低解析由題目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亞氯酸，生成的亞氯酸在剛加入硫酸時反應緩慢，隨后突然反應加快，這說明分解生成的產物中的某種物質起了催化劑的作用，故正確答案為C?！净A落實】1能夠增加反應物分子中活化分子百分數(shù)的是 (A)A升高溫度 B減小壓強 C增大壓強 D增大濃度解析升高溫度可以增加單位體積內的活化分子百分數(shù)；增大壓強和增大濃度均不能增加活化分子百分數(shù)。2已知：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各組實驗中，反應速率最快的是 (D)組號反應溫度/Na2S2O3H2SO4H2O體積/ mL濃度/ molL1體積/ mL濃度/ molL1體積/ mLA1050.250.110B1050.150.110C3050.150.110D3050.250.210【方法技巧】圖象識別技巧3.等質量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應，測定在不同時間t產生氫氣體積V的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得下圖，則曲線a、b、c、d所對應的實驗組別可能是 (C)組別c(HCl)(molL1)溫度()狀態(tài)12.025塊狀22.530塊狀32.550粉末狀42.530粉末狀 A.4321 B1234 C3421 D12434把下列四種X溶液分別加入四個盛有10 mL 2 molL1鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50 mL，此時，X和鹽酸緩慢地進行反應，其中反應速率最快的是 (B)A10 20 mL 3 molL1的X溶液 B20 30 mL 2 molL1的X溶液C20 10 mL4 molL1的X溶液 D10 10 mL 2 molL1的X溶液【綜合拓展】5某中學化學小組查閱資料發(fā)現(xiàn)金屬氧化物A也能催化氯酸鉀的分解，且A和二氧化錳的最佳催化溫度均在500左右，于是對A和二氧化錳的催化性能進行了定量對照實驗。實驗時均以收集滿500 mL氧氣為準(其他可能影響實驗的因素均已忽略)。表一：用MnO2作催化劑實驗序號KClO3質量(g)MnO2質量(g)反應溫度()待測數(shù)據(jù)18.002.0050028.002.00500表二：用A作催化劑實驗序號KClO3質量(g)A質量(g)反應溫度()待測數(shù)據(jù)18.002.0050028.002.00500請回答：上述實驗中的待測數(shù)據(jù)應是_時間_。完成此研究后，他們準備發(fā)表一篇研究報告，請你替他們擬一個報告的題目：_ A與二氧化錳催化效果的對照研究_。解析根據(jù)題意，此實驗的目的是為了對照MnO2和A的催化能力，而催化能力的高低可以用單位時間內產生的氣體的量，或者產生一定量氣體需要的時間來表示?，F(xiàn)在題目指明“以收集滿500 mL氧氣為準”，因此在實驗報告中應記錄產生這些氣體需要的時間。本次實驗的主要目的在于比較，比較的是催化劑的效果，在擬定實驗報告標題的時候注意給出這兩個題目要點就可以了。6某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題：(1)上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式有_ CuSO4Zn=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2_；(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是CuSO4與Zn反應產生的Cu與Zn形成CuZn微電池，加快了氫氣產生的速率；(3)實驗室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液，可與上述實驗中CuSO4溶液起相似作用的是_ Ag2SO4_；(4)要加快上述實驗中氣體產生的速率，還可采取的措施有_升高反應溫度、適當增加硫酸的濃度、增加鋅粒的比表面積等(答兩種)；(5)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列的實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中，收集產生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需的時間。實驗混合溶液ABCDEF4 molL1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100請完成此實驗設計，其中：V1_30_，V6_10_，V9_17.5_。反應一段時間后，實驗A中的金屬呈_灰黑_色，實驗E中的金屬呈_暗紅_色；該同學最后得出的結論為：當加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因_當加入一定量的CuSO4后，生成的單質Cu會沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積_。解析(1)在稀硫酸中加入硫酸銅后發(fā)生了兩個反應：CuSO4Zn=ZnSO4Cu、ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)由于Zn與反應生成的Cu及硫酸銅溶液組成了CuZn微電池，大大加快了生成氫氣的反應速率。(3)只要是比鋅的金屬性差的金屬都可以與鋅組成原電池，都可以加快生成氫氣的反應速率，故在所給的物質中只有Ag2SO4符合題意。(4)要加快生成氫氣的反應速率，還可以采取如下措施：升高溫度、適當增大硫酸的濃度、增加鋅粒的比表面積等。(5)因為要研究硫酸銅的量對反應速率的影響，故應保持硫酸的濃度在各組實驗中相同，則硫酸溶液的體積均取30 mL，根據(jù)F中增加的水與硫酸銅溶液的體積之和為20 mL，可以求得各組實驗中加入水的體積分別為V720 mL，V819.5 mL，V917.5 mL，V1015 mL。當溶液中析出少量的銅時，因不能形成銅的晶體，故銅顯示的顏色是灰黑色，E中析出較多的銅，則顯示出了銅晶體的顏色：暗紅色。由于析出的銅的量較多，會覆蓋在鋅的表面，使得鋅與稀硫酸的接觸面積大大減小，故反應速率反而會減慢了。7“碘鐘”實驗中，3IS2O=I2SO的反應速率可以用I與加入的淀粉溶液顯藍色的時間t來度量，t越小，反應速率越大。某探究性學習小組在20進行實驗，得到的數(shù)據(jù)如下表：實驗編號c(I)/molL10.0400.0800.0800.1600.120c(S2O)/molL10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列問題：(1)該實驗的目的是_研究反應物I與S2O的濃度對反應速率的影響_。(2)顯色時間t1_29.3 s _。(3)溫度對該反應的反應速率的影響符合一般規(guī)律，若在40下進行編號對應濃度的實驗，顯色時間t2的范圍為_ A _(填字母)。A44.0 s D數(shù)據(jù)不足，無法判斷(4)通過分析比較上表數(shù)據(jù)，得到的結論是_反應速率與反應物起始濃度乘積成正比(或顯色時間與反應物起始濃度乘積成反比)。解析由和知：c(I)由0.040 molL10.080 molL1，t由88.0 s44.0 s由和知，c(I)由0.040 molL10.120 molL1，t由88.0 s s29.3 s溫度越高，化學反應速率越快，而由2040，顯色時間t2應該比22.0 s短，所以選A。40，顯色時間t2應該比22.0 s短，所以選A。