2014年高中化學選修四教學案2-2 影響化學反應速率的因素

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第二節(jié)影響化學反應速率的因素課標要求1知道活化能的涵義及其化學反應速率的影響。2通過實驗探究溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響，認識其一般規(guī)律。3認識化學反應速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用。課標解讀1.了解活化能、活化分子對化學反應速率的影響。2理解溫度、濃度、壓強、催化劑對化學反應速率的影響。教學地位本課時通過3個實驗分析了濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響。并用圖示分析了壓強對反應速率的影響。是本章的重點之一。也是學習化學平衡的移動的基礎。新課導入建議(1)其他條件相同時，用2 mol/L HCl、4 mol/L HCl分別與金屬鋅反應，誰產(chǎn)生的氫氣快？(相同時間內(nèi))(2)對反應2 H2O2=2H2OO2使用MnO2作催化劑與不用產(chǎn)生O2的速率有什么不同？教學流程設計課前預習安排：(1)看教材P2024頁填寫【課前自主導學】的“知識1，活化分子和有效碰撞”，并完成【思考交流1】；(2)看教材P20P24頁填寫【課前自主導學】的“知識2，影響化學反應速率的因素”，并完成【思考交流2】。步驟1：導入新課并分析本課時教材地位。步驟2：建議對【思考交流2】多提問幾個學生，使80%以上的學生都能掌握該內(nèi)容，以利于下一步對該重點知識探究。步驟5：在老師指導下由學生完成【變式訓練1】和【當堂雙基達標】中的1、4兩題，驗證學生對探究點的理解掌握情況。步驟4：教師通過【例1】和教材P21頁的講解，對探究1中的“壓強對化學反應速率的影響”進行總結(jié)。步驟3：師生互動完成“探究1”可利用【問題導思】所設置的問題，由淺入深地進行師生互動。建議除【例1】外，再變換一個命題角度，可使用【教師備課資源】中的例題1。步驟6：師生互動完成“探究2、外界條件對化學反應速率影響比較”，可利用【問題導思】所設置的問題，師生互動?？墒褂谩窘處焸湔n資源】為您提供的例題2，拓展學生的思路。步驟7：教師通過【例2】和教材P20P24頁的講解對探究“2”的內(nèi)容進行總結(jié)。步驟8：在老師指導下由學生自主完成【變式訓練2】和【當堂雙基達標】中的2、3、5三題，驗證學生對探究點的理解掌握情況。步驟9：先讓學生自主總結(jié)本課時學習的主要知識，然后對照【課堂小結(jié)】以明確掌握已學的內(nèi)容，安排學生課下完成【課后知能檢測】。課標解讀重點難點1.初步運用有效碰撞理論和活化分子等知識解釋外界條件對化學反應速率的影響。2.理解濃度、溫度、壓強、催化劑對化學反應速率的影響。1.運用濃度、壓強、溫度、催化劑等條件的改變比較反應速率的大小。(重點)2.通過識別有關化學反應速率與外界條件的圖像，提高分析圖像能力。(難點)活化分子和有效碰撞1.有效碰撞：能夠引發(fā)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：活化分子比普通分子所高出的能量。活化能越小，普通分子就越容易變成活化分子。如圖所示：反應的活化能是E1，反應熱是E1E2。4普通分子活化能活化分子。5活化能與化學反應速率的關系：在一定條件下，活化分子所占的百分數(shù)是固定不變的?；罨肿拥陌俜謹?shù)越大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多，單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)越多，化學反應速率越快。1(1)增大濃度或改變壓強能增大活化分子百分數(shù)嗎？(2)催化劑能加快化學反應速率，是因為降低了分子的活化能，對嗎？【提示】(1)不能。(2)對。影響化學反應速率的因素1.內(nèi)因(主要因素)：反應物本身的性質(zhì)。2外因(其他條件不變，只改變一個條件)(1)濃度影響：其他條件不變時，增大反應物濃度，反應速率加快；減小反應物濃度，反應速率減慢原因：其他條件不變時，增大反應物濃度單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多有效碰撞幾率增加化學反應速率加快。反之，減小反應物濃度，化學反應速率減慢。(2)壓強影響：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)。原因：增大壓強(減小容器容積)單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大反應速率加快；反之減小壓強(增大容器容積)，反應速率減慢。(3)溫度影響：升高溫度，反應速率加快；降低溫度，反應速率減慢；原因：升高溫度活化分子百分數(shù)增加有效碰撞次數(shù)增多化學反應速率加快。反之，減慢。 (4)催化劑影響：使用催化劑可加快化學反應速率；原因：催化劑降低活化能，提高活化分子百分數(shù)有效碰撞次數(shù)增多，反應速率加快。2(1)改變哪些條件一定能改變活化分子百分數(shù)？(2)增加物質(zhì)的量一定能加快反應速率嗎？【提示】(1)溫度，催化劑。(2)不一定，若該物質(zhì)的濃度不變，則不變。壓強對化學反應速率影響【問題導思】改變壓強一定會影響化學反應速率嗎？【提示】不一定。怎樣正確分析壓強對化學反應速率的影響。【提示】壓強的變化看是否引起物質(zhì)濃度的變化來分析對化學反應速率的影響。改變壓強，對化學反應速率的影響的根本原因是引起濃度改變。所以在討論壓強對反應速率的影響時，應區(qū)分引起壓強改變的原因。1對于沒有氣體參與的化學反應，由于改變壓強時，反應物濃度變化很小，可忽略不計，因此對化學反應速率無影響。2對于有氣體參與的化學反應，有以下幾種情況： (1)恒溫時，壓縮體積壓強增大反應物濃度增大反應速率增大。(2)恒溫時，對于恒容密閉容器：充入氣體反應物氣體反應物濃度增大(壓強也增大)反應速率增大。充入“惰性氣體”總壓強增大反應物濃度未改變反應速率不變。(3)恒溫、恒壓時：充入“惰性氣體”體積增大氣體反應物濃度減小反應速率減小。壓強變看狀態(tài)無氣體不影響；有氣體看濃度濃度變反應速率變。在一密閉容器中充入2 mol H2和2 mol I2，壓強為p，在一定溫度下發(fā)生H2(g)I2(g)2HI(g)的反應：(1)恒容條件下，向其中加入1 mol H2，反應速率_(填“加快”“減慢”或“不變”，下同)。(2)恒容條件下，向其中加入1 mol Ar，反應速率_。(3)恒壓條件下，向其中加入1 mol Ar，反應速率_?！窘馕觥?1)恒容條件下，充入H2，增大了反應物濃度，反應速率加快。(2)恒容條件下，充入與反應無關的氣體(Ar)，沒有引起反應物濃度的變化，反應速率不變。(3)恒壓條件下，充入與反應無關的氣體(Ar)，使得容器體積增大，各反應物濃度減小，反應速率減慢?！敬鸢浮?1)加快(2)不變(3)減慢因忽略題目給出的條件，恒容、恒壓。錯誤認為恒壓條件下充入Ar反應速率也不變。1對于反應：N2O22NO，在密閉容器中進行，下列條件能加快該反應的速率的是()A縮小體積使壓強增大B體積不變，充入N2使壓強增大C體積不變，充入He使壓強增大D壓強不變，充入N2使體積增大【解析】壓強對速率的影響實質(zhì)上是濃度的影響。A縮小體積，總壓強增大，各物質(zhì)的濃度均增大，故反應速率加快。B體積不變，充入N2，反應物濃度增大，反應速率加快C體積不變，充入He，總壓強增大，但體系中各物質(zhì)濃度均沒有改變，故反應速率不變。D壓強不變，充入N2，導致體積增大，其他物質(zhì)的濃度均減小，故反應速率減慢故正確答案為AB?！敬鸢浮緼B【教師備課資源】反應C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進行，在其他條件不變的情況下，下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是()A增加C的物質(zhì)的量B將容器的體積縮小一半C保持體積不變，充入N2使體系壓強增大D保持壓強不變，充入N2使容器體積變大【解析】本題考查的是壓強對反應速率的影響C為固體反應物，增加其用量，對反應速率幾乎沒有影響；容器體積縮小一半，相當于壓強增大一倍，濃度增大，反應速率增大；體積不變，充入N2，體系總壓強增大，但反應混合物的濃度并未改變，反應速率基本不變；充入N2，使容器的體積增大，總壓強不變，但反應混合物的濃度變小，反應速率減小故正確答案為AC。【答案】AC外界條件對化學反應速率的影響比較【問題導思】外界條件改變后，物質(zhì)的活化能也改變了嗎？【提示】使用催化劑，可改變活化能?；罨肿訑?shù)改變，反應速率就發(fā)生了改變嗎？【提示】不一定，如恒壓條件下：2HI(g)H2(g)I2(g)，若增加HI的量，雖然活化分子數(shù)增多，但體積擴大，各物質(zhì)的濃度不變，反應速率不變。變化結(jié)果條件變化活化能單位體積活化分子數(shù)活化分子百分數(shù)有效碰撞次數(shù)反應速率增大反應物的濃度不變增多不變增多加快減小反應物的濃度不變減少不變減少減慢增大氣體反應物的壓強(減小容器容積)不變增多不變增多加快減小氣體反應物的壓強(增大容器容積)不變減少不變減少減慢升高溫度不變增多增大增多加快降低溫度不變減少減小減少減慢使用催化劑降低增多增大增多加快相互關系單位體積活化分子數(shù)單位體積分子總數(shù)活化分子百分數(shù)1活化分子數(shù)變，反應速率不一定變；但活化分子百分數(shù)變，則反應速率一定變。2對于可逆反應，升溫、加壓，加入催化劑既加快正反應速率又加快逆反應速率。下列說法正確的是()A增大反應物濃度，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增大B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升高溫度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百分數(shù)D催化劑能增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，從而成千成萬倍地增大反應速率【解析】濃度和壓強的變化是改變單位體積內(nèi)分子總數(shù)，活化分子的百分數(shù)不變，而是單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目發(fā)生變化；溫度、催化劑是改變活化分子的百分數(shù)，單位體積內(nèi)分子總數(shù)不變。故應選C、D?！敬鸢浮緾D2對于反應2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，能增大正反應速率的措施是()A通入大量O2B增大容器容積C移去部分SO3 D降低體系溫度【解析】對于該可逆反應，欲增大正反應速率，可采取的措施是：升高溫度；增大壓強；使用催化劑；通入反應物(容器體積不變)。B項為減壓，D項為降溫，C項為移走生成物，它們都能減小正反應速率。故正確答案為A項?！敬鸢浮緼【教師備課資源】0.1 mol/L硫代硫酸鈉溶液和0.1 mol/L硫酸溶液各10 mL與5 mL水混合，初始反應速率為v1 mol/(Ls)；0.2 mol/L硫代硫酸鈉溶液和0.2 mol/L硫酸溶液各5 mL與20 mL水混合，初始反應速率為v2 mol/(Ls)。則v1和v2的關系是()Av1v2 Bv1v2。故選A。【答案】A1(2012山西大學附中高二月考)下列有關影響化學反應速率的因素的說法錯誤的是()A影響化學反應速率的主要因素是內(nèi)因，即反應物本身的性質(zhì)B增大反應物濃度，活化分子百分數(shù)不變，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多C升高溫度可以增大活化分子百分數(shù)，也可以增大分子碰撞的頻率D在其他條件不變時，增大反應物濃度，反應物中的活化分子百分數(shù)增大【解析】其他條件不變，增大反應物濃度，活化分子百分數(shù)沒有變，但單位體積內(nèi)活化分子百分數(shù)增多，反應速率加快。【答案】D2下列不同條件下發(fā)生化學反應：AB=CD，反應速率由大到小的順序正確的一組是()常溫下，20 mL溶液中含A和B各0.001 mol；常溫下，100 mL溶液中含A和B各0.01 mol；常溫下，向10 mL含A和B各0.0005 mol的溶液中再加入蒸餾水30 mL；常溫下，100 mL溶液中含A 0.01 mol和B 0.005 mol。ABC D【解析】根據(jù)題意可知，上述反應其他條件相同，只有A、B的濃度不同。根據(jù)濃度對反應速率的影響，濃度越大，反應速率越快，將題目給出的A、B不同的量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度進行比較。中A、B的物質(zhì)的量濃度均為0.05 mol/L；中A、B的物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L；中A、B的物質(zhì)的量濃度均為0.0125 mol/L；中A的物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L，B的物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L。即濃度的大小順序為：。故正確答案為C?！敬鸢浮緾3向四個體積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO2和O2，開始反應時，按正反應速率由大到小的順序排列，正確的是()在500 ，10 mol SO2和5 mol O2反應在500 ，用V2O5作催化劑，10 mol SO2與5 mol O2反應在450 ，8 mol SO2和5 mol O2反應在500 ，8 mol SO2和5 mol O2反應A BC D【解析】本題考查的是催化劑和溫度對化學反應速率的影響，最快的反應一定是有催化劑的，所以A、D兩項錯誤。和比較，當然是500 時的反應比450 時的反應快，故反應速率由大到小的順序為?！敬鸢浮緾4NO和CO都是汽車尾氣里的有毒氣體，它們之間能緩慢反應生成N2和CO2，對于該反應的下列說法不正確的是()A增大壓強能增大反應速率B使用適當催化劑可增大反應速率C升高溫度能增大反應速率D增大壓強(體積減小)對該反應速率無影響【解析】對于氣體之間的反應，增大壓強(體積減小)、使用催化劑和升高溫度均能增大反應速率，A、B、C均正確，選D?！敬鸢浮緿5(2012山東北鎮(zhèn)中學高二質(zhì)檢)在下列事實中，什么因素影響了化學反應的速率？(1)集氣瓶中有H2和Cl2的混合氣體，在瓶外點燃鎂條時發(fā)生爆炸：_；(2)黃鐵礦煅燒時要粉碎成細小的礦粒：_；(3)熔化的KClO3放出氣泡很慢，撒入少量MnO2很快產(chǎn)生氣體：_；(4)同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣大小的鋅粒和鎂塊，產(chǎn)生氣體有快有慢：_；(5)同樣大小的石灰石分別在0.1 mol/L的鹽酸和1 mol/L的鹽酸中反應速率不同：_；(6)夏天的食品易變霉，冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象：_?！窘馕觥坑绊懟瘜W反應速率的因素除了濃度、溫度、壓強、催化劑以外，光、電磁波、超聲波、反應物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)等，也會對化學反應速率產(chǎn)生影響?！敬鸢浮?1)光(2)反應物的接觸面積(3)催化劑(4)反應物本身的性質(zhì)(5)反應物的濃度(6)反應溫度9