高二化学影响化学反应速率的因素.docx
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高二化学影响化学反应速率的因素
第二节影响化学反应速率的因素（学案）
学习目标：
1．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：
1.一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+bBcC+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：
1、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：
1.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：
1.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]
1．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（正）和V（逆）都发生变化,且变化的倍数相等
B.加压,V（正）和V（逆）都增,且V（正）增加倍数大V（逆）增加倍数
C.降温,V（正）和V（逆）都减少,且V（正）减少倍数大V（逆）减少倍数
D.增加[N2],V（正）和V（逆）都增大,且V（正）增加倍数大V（逆）增加倍数
（一）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
（二）温度对化学反应速率的影响
温度升高,化学反应速率__________.
（三）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?
（填有,无）
[探讨]N2+3H2==2NH3反应在密闭容器中进行
1.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_____（加快,不变,减慢），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（加快,不变,减慢）_____,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.（纵坐标为H2的生成速率）
v（H2）
t1时间
[随堂练习]
1．一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）（℃）
AMg，0.16mol·L-1硝酸10mL60
BMg，0.13mol·L-1盐酸10mL60
CFe，0.13mol·L-1L盐酸10mL60
DMg，0.13mol·L-1硫酸10mL60
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（-1）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_________。
10．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（k为常数）
[I-]（mol·L-1）
[Fe3+]（mol·L-1）
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
1B，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。
10．C；大于。
【课堂练习】
1.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BC.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_________________________________。
V
t1t2t3
[随堂练习]
1．一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（-1）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_________。
10．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（k为常数）
[I-]（mol·L-1）
[Fe3+]（mol·L-1）
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
1B，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。
10．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）
1
1.0
1.0
1.2×10-2
2
2.0
1.0
2.4×10-2
3
4.0
1.0
4.9×10-2
4
1.0
1.0
1.2×10-2
5
1.0
2.0
4.8×10-2
6
1.0
4.0
1.9×10-2
（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
15
200
C
2
薄片
25
100
D
2
薄片
35
50
E
2
薄片
45
25
F
2
粉末
15
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
1AB，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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