2018-2019学年人教版选修4 第2章第2节 影响化学反应速率的因素 作业
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第二节影响化学反应速率的因素从容说课在学生积累了大量影响化学反应速率现象的感性认识之后,有必要从理论上给以升华,让学生实现从现象到本质,进而利用理论指导实践,完成一次认识的飞跃。
为了让学生清楚地认识化学与生活息息相关,教科书列举了生活中的常见事例,让学生在观察、体验的过程中感受化学。
要明确反应物的本质决定了反应速率。
在讨论影响速率的因素时着重介绍浓度、压强、温度及催化剂等外界条件对化学反应速率的影响,并利用绪言中的有效碰撞模型加以解释,其中除活化分子、活化能概念外,还提到了活化分子百分数,虽然这是新出现的概念,但从数学的观点看不是新知识,应不难理解。
教学中在利用理论模型加深学生对实验现象的理解的同时,应注意让学生体会理论模型的意义。
催化剂在化工生产中是至关重要的,教科书简单提到了它的选择性,以及在寻找良好催化剂的研究上还需要理论上的重大突破,以激发学生努力学习、探究的欲望。
浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响,是本章教学内容的重点。
教科书安排了【实验22】【实验23】和【实验24】,意图是通过实验加深学生对浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响的认识,为后续化学平衡移动的学习打下基础;同时通过科学探究激发学生的学习热情,进一步加深他们对知识的理解。
浓度对化学反应速率的影响是教学中的重点。
建议在教学中直接应用有关的名词概念,不作进一步的扩展(根据学生情况,可让学生自己查阅相关资料)。
适度介绍其他条件对反应速率的影响,进而得出所有能向反应体系中输入能量,增加有效碰撞机会的方法都能提高反应速率的结论。
在实际教学中应注意以下几点:1.尽可能采用边讲边实验的方式,增加学生动手的机会,加深体验,有利于他们从中领悟教科书内容。
2.尽可能利用数据、动画等方法进行说明,以使教学深入浅出、生动形象。
3.教学中也可以设计思考题,如:(1)请列举生活中有关影响化学反应速率的事例。
(2)影响化学反应速率的因素有哪些?是如何影响的?怎样解释?(3)从化学键角度思考反应物分子中键能的高低对反应的活化能及反应速率的影响。
第2节 影响化学反应速率的因素1.有效碰撞理论(1)有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞.[化学反应发生的先决条件是反应物分子乊间必须发生碰撞.反应物分子乊间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生,多数碰撞并不能导致反应的发生,是无效碰撞.碰撞的频率越高,则化学反应速率就越大.研究发现,只有既具有足够的能量又有合适的取向的分子碰撞,才是有效碰撞.有效碰撞是发生化学反应的充分条件.](2)活化分子和活化能①活化分子:能够发生有效碰撞的分子.②活化能:活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需的最低能量).如下图所示中的E 1是反应的活化能,E 2是活化分子变成生成物分子放出的能量,能量差E 2-E 1是反应热.活化能越小,普通分子就越容易变成活化分子.即普通分子+活化能−−→−活化活化分子−−→−去活化普通分子+活化能(注:活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易,但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响)③活化能与化学反应速率:在一定条件下,活化分子所占的百分数是固定不变的.活化能低→普通分子易变成活化分子→活化分子百分数大→有效碰撞次数多→反应速率快,因此利用有效碰撞理论可以解释外界条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响.2.浓度对化学反应速率的影响 2KMnO 4+5H 2C 2O 4+3H 2SO 4=2MnSO 4+K 2SO 4+10CO 2↑+8H 2OKMnO 溶液褪色 KMnO 溶液褪色 其他条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率增大;减小反应物的浓度,反应速率减小.(3)理论解释其他条件不变时,对某一反应而言,活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的,如果反应物的浓度增大,则单位体积内活化分子数的数目增多,那么在单位时间内有效碰撞的次数也相应增多,化学反应速率也就增大了.【注意】①影响化学反应速率的是反应物以及生成物的浓度,而不是物质量的多少或反应物的总量.②溶液中发生离子反应时,与反应无关的离子浓度的大小对反应速率无影响,如NaOH 溶液和盐酸的反应时,增大Na +或Cl -的浓度,对该反应的反应速率无影响.③固体反应物颗粒越小,其总的表面积越大,与其他反应物的接触面积越大,有效碰撞次数增多,反应速率越大,故块状固体可以通过研磨以增大表面积来增大反应速率.④此规律只适用于气体或溶液的反应,不适用固体或纯液体的反应物.3.压强对化学反应速率的影响(1)结论:对于有气体参加的化学反应而言,在一定温度下,增大压强(减小容器体积),反应速率加快;减小压强(增大容器体积),反应速率减慢.(2)解释:在一定温度下,一定物质的量的气体所占的体积与压强成反比.增大压强(减小容器体积)就相当于增大反应物的浓度,反应速率加快;减小压强(增大容器体积)就相当于减小反应物的浓度,反应速率减慢.【特别提醒】①若参加反应的物质为固体或液体(溶液),由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变. ②对于有气体参加的可逆反应,增大压强,正反应速率、逆反应速率都增大;减小压强,正反应速率、逆反应速率都减小.(3)改变压强对反应速率的影响的几种情形对于有气体参加的反应,改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是浓度的改变.所以讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因,这种改变对反应体系的浓度产生何种影响,由此判断出对反应速率有何影响.①恒温时:a.体积缩小−−→−引起压强增大−−→−引起浓度增大−−→−引起反应速率加快;b.体积增大−−→−引起压强减小−−→−引起浓度减小−−→−引起反应速率减慢.②恒温、恒容时:a.充入气体反应物−−→−引起总压强增大−−→−引起浓度增大−−→−引起反应速率加快;b.充入惰性气体(稀有气体、非反应体系气体,即不与反应体系中气体反应的气体)−−→−导致总压强增大,但参与该反应的气体的浓度不变−−→−导致反应速率不变.③恒温恒压时:充入惰性气体−−→−导致体积增大−−→−导致各反应物浓度减小−−→−导致反应速率减慢4.温度对化学反应速率的影响 Na 2S 2O 3+H 2SO 4=Na 2SO 4+S↓+SO 2↑+H 20冷水和热水中的两组实验均出现浑浊,但热水中的一组实验先出现浑浊 其他条件不变时,升高温度,反应速率加快;降低温度,反应速率减小.(3)理论解释在其他条件不变时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子(如下图)→活化分子百分数增加→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大.因此,升高温度可以增大化学反应速率.【注意】①温度对反应速率的影响规律,对吸热反应、放热反应都适用,且不受反应物状态的限制.升温时,化学反应速率增大;降温时,化学反应速率减小.②对于可逆反应而言,升高温度,正、逆反应速率均增大,只是增大的程度不同;同理,降低温度,正、逆反应速率均减小,只是减小的程度不同.③许多实验表明,温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来的2~4倍.④一般情况下,温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大,也更易控制.5.催化剂对化学反应速率的影响(1)实验探究①未加入MnO时,余烬无明显变化;2KMnO2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O n C6H12O6(葡萄糖)①号试管中产生气催化剂能够改变化学化学反应速率.能加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂,能减慢化学反应速率的催化剂叫做负催化剂.在实际应用中,如不特别说明,凡是说催化剂都是指正催化剂.(3)原因分析使用催化剂→降低反应所需的能量(如下图)→更多的反应物分子成为活化分子→大大增加单位体积内的活化分子百分数→成千上万倍地增化学反应速率【注意】a.使用催化剂能同等程度地改变(加快或减慢)化学反应的正、逆反应速率.b.约85%的化学反应需要使用催化剂,在使用催化剂时应防止催化剂中毒.拓展点1:除了浓度、温度、压强、催化剂等能改变化学反应速率外,反应物的颗粒大小、溶剂的性质、光、超声波、磁场等也会对化学反应速率产生影响.6.化学反应速率影响因素的分析方法(1)控制变量某种物质发生某个化学反应时,反应速率的大小不仅取决于物质的本身性质,还受温度、浓度、催化剂、物质的存在状态、表面积等外界条件的影响.当研究多个因素间的关系时,往往先控制其他几个因素不变,集中研究其中一个因素的变化所产生的影响,这种研究方法称为“控制变量法”.如果同时改变温度和反应物的浓度,就难以弄明白温度、反应物浓度分别是怎样影响反应速率的.因此为更快地得出相关的规律,不能同时改变两个变量来研究反应速率的变化.(2)分清主次①多个因素影响反应速率时要看主要因素.例如锌和稀硫酸反应时,氢气的生成速率随时间变化先由慢到快,然后又由快到慢.反应体系中硫酸所提供的氢离子浓度由高到底,若氢气的生成速率由其决定,速率的变化趋势也是由快到慢.但事实并非如此,说明前半程变化只能是温度所致,锌与稀硫酸反应时放热,体系温度逐渐升高,温度对反应速率的影响占主导地位.一段时间后,硫酸的浓度下降对反应速率的影响占主导地位,因而氢气的生成速率随时间先由慢到快,然后又由快到慢.②一般来说,对于同一个化学反应,外界条件对反应速率的影响最显著的是催化剂,其次是温度,影响程度较小的是反应物的浓度和压强的改变.7.外界条件对可逆反应中正逆反应速率的影响分析对于可逆反应而言,由反应物生成生成物方向的反应速率叫正反应速率;同时还迚行着生成物乊间相互反应生成反应物的逆反应,由生成物生成反应物的反应速率叫逆反应速率.如:各种外界条件对上述反应的v(正)、v(逆)的影响分别是:(1)增大反应物(N2或H2)浓度,v(正)增大,v(逆)随乊增大;增大生成物(NH3)浓度,v(逆)增大,v(正)也随乊增大;减小反应物(N2或H2)浓度,v(正)减小,v(逆)随乊减小;减小生成物(NH3)浓度,v(逆)减小,v(正)也随乊减小.(2)升高温度,v(逆)和v(正)均增大,并且v(逆)增大的程度要比v(正)增大的程度大;减低温度,v(逆)和v(正)均减小,并且v(逆)减小的程度要比v(正)减小的程度大.(3)增大压强,v(逆)和v(正)均增大;减小压强,v(逆)和v(正)均减小.[注意:对于反应前后气体分子数相同的气体反应,加压时,v(逆)和v(正)同等倍数地增大,减压时,v(逆)和v(正)同等倍数地减小].(4)催化剂对可逆反应速率的影响是同等倍数地增大或减小v(逆)和v(正).8.外界条件对反应速率的影响本质9.有关化学反应速率的图像问题(1)图像类试题的解题技巧:一看、二想、三判断“一看”—看图像①看面:弄清纵、横坐标的含义.②看线:弄清线的走向、变化趋势以及线的陡与平.③看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,比如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等.④看量的变化:弄清是浓度的变化、温度变化还是转化率的变化等.⑤看是否需要作辅助线:比如等温线、等压线等.“二想”—想规律看完线后联想外界条件对反应速率的影响规律.“三判断”—得出结论通过对比分析,做出正确判断.(2)具体图像类型此类问题主要包括反应速率与浓度、压强、反应温度、催化剂等外界条件的关系以及反应过程中的速率变化等. ①定性图像a.全程速率—时间图像比如Zn 与足量的盐酸反应,反应速率随时间的变化如上图所示.AB 段:Zn 与盐酸的反应是放热反应,溶液的温度升高,化学反应速率逐渐增大;BC 段:随着反应的迚行,盐酸的浓度逐渐减小,化学反应速率逐渐减小.b.速率—温度图像其他条件一定,反应速率随着温度的升高而增大,随着温度的降低而减小.如下图A 所示.c.速率—压强图像其他条件一定,增大气体反应的压强(缩小容器的体积),反应速率增大;减小气体反应的压强(增大容器的体积),反应速率减小.如上图B 所示.②定量图像定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度)与反应时间的定量关系.如下图所示:利用该类图像解决的问题主要有:a.化学方程式的确定;b.某物质在某时间段内的平均反应速率;c.化学反应达到平衡的时间.解决此类问题的方法是灵活应用“物质的量的变化量乊比=浓度的变化量乊比=化学计量数乊比”和化学反应速率的计算式:v=t c ∆∆=t V n ∆⋅∆。
第二节影响化学反应速率的因素[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析:通过实验,从宏观上认识外界因素影响化学反应速率的规律,并能从活化分子的有效碰撞等微观的角度进行分析解释。
2.证据推理与模型认知:建立分析探究外界因素影响化学反应速率的思维模型,即“实验现象→影响规律→理论解释”,促进“证据推理”核心素养的发展。
一、有效碰撞理论1.有效碰撞2.活化能和活化分子(1)活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
(2)活化能:活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。
3.反应物、生成物的能量与活化能的关系图反应的活化能越低,活化分子百分数越大,反应速率越快。
例1下列说法正确的是()A.活化分子具有的能量是活化能B.活化分子的总数越多,反应速率越快C.某一反应的活化分子的百分数是个定值D.单位时间内有效碰撞次数越多,反应速率越快答案 D解析活化分子具有的平均能量与普通分子具有的平均能量之差才叫活化能,A项错误;单位体积内活化分子总数越多,有效碰撞机会越多,反应速率才越快,B项错误;只有在一定条件下,活化分子在反应物中所占百分数才是定值,C项错误。
考点活化分子与有效碰撞理论题点活化分子数对化学反应速率的影响例2一定温度下,反应H2+Cl2===2HCl中的某一基元反应H2+Cl===HCl+H,其能量变化如下图所示。
H…H…Cl表示反应物分子旧化学键没有完全断裂、新化学键没有完全形成的过渡态。
该基元反应的活化能为kJ·mol-1,ΔH为 kJ·mol-1。
答案21.5+7.5二、外界因素对化学反应速率的影响1.浓度对化学反应速率的影响(1)按表中实验步骤完成实验,观察实验现象,填写下表:(2)影响规律其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率增大;减小反应物的浓度,反应速率减小。
(3)微观解释反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞几率增加→反应速率加快;反之,反应速率减慢。
第二节影响化学反应速率的因素上信中学陈道锋1、内因:(主要因素)反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。
如卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2,镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。
2、外因:(其他条件不变,只改变一个条件)(1)浓度:增大反应物浓度,反应速率加快,反之减慢;(2)压强:对于有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快,反之减慢;(3)温度:升高温度,反应速率加快,反之减慢;(4)催化剂:使用催化剂,能改变化学反应速率,且正逆反应速率的改变程度相同;(5)其他因素:反应物间的接触面积,形成原电池、光辐射、放射线辐照、超声波等。
3、理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
②活化能:由普通分子到达活化分子状态所需的最低能量图中:E1为正反应的活化能;E2为逆反应的活化能;E3为使用催化剂时的活化能;反应热ΔH=E1-E2。
③有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(两点:足够能量和合适的取向)(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系4、特别说明:改变压强对化学反应速率的影响改变压强对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。
对于气体反应体系,有以下几种情况:①恒温时:增加压强――→引起体积缩小――→引起浓度增大――→引起反应速率加快。
②恒容时:a .充入气体反应物――→引起浓度增大――→引起总压增大―→反应速率加快;b .充入“惰气”――→引起总压增大(分压不变)―→各反应物质浓度不变―→反应速率不变。
③恒压时:充入“惰气”――→引起体积增大―→各反应物浓度减小―→反应速率减慢。
5、化学反应速率图像及其应用:(1)物质的量(或浓度)--时间图像例如:某温度时,在定容(V L)容器中,X 、Y 、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示由图象得出如下息①反应物是X 、Y ,生成物是Z ;②t 3时反应达到平衡,X 、Y 没有全部反应。
第二节影响化学反应速率的因素【教学目标】知识与技能 1、学会描述化学反应速率、以及其表示方法、表达式、单位,学会用化学反应速率进行简单的计算。
2、认识影响化学反应速率的因素,并尝试应用化学反应速率说明生产生活中的实际问题。
过程与方法 1、通过由浅到深、由宏观到微观,由感性到理性的认知思维学习化学反应速率。
2、通过对影响高锰酸钾和过氧化氢反应速率的因素的探究培养自己的观察、分析能力和设计简单实验的能力。
情感态度与价值观 1、培养对化学反应研究的兴趣,能够在对化学反应原理的探究过程中找到成功的喜悦,激发学习化学、探究原理的动力。
2、增强合作、创新与求实精神。
【重点难点】用活化分子理论解释催化剂对化学反应速率的影响【教学过程】导入:某些化学反应的速率太快或太慢了怎么办?例:夏天时食物变质得太快了;废弃的有机高分子材料降解速率太慢了;板书:影响化学反应速率的因素分析:一、内因:物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素,反应类型不同有不同的化学反应速率,反应类型相同但反应物不同,化学反应速率也不同。
板书:二、外界条件对化学反应速率的影响1、浓度对化学反应速率的影响。
讲解:结论:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。
设问:是否所有物质的浓度都会影响化学反应速率?学生讨论后回答:此规律只适用于气体或溶液的反应,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。
分析:原因:在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子百分数是一定的,所以当反应物的浓度增大时,单位体积内的分子数增多,活化分子数也相应的增多,反应速率也必然增大。
板书:2、压强对反应速率的影响。
讲解:对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。
原因:对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,单位体积内活化分子数增多,因而可以增大化学反应的速率。
高中化学人教版选修4第二章第2课《影响化学反应速率的因素》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
高中化学人教版选修4第二章第2课《影响化学反应速率的因素》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
1新设计
1.运用有效碰撞和活化分子的概念等来解释浓度、压强等条件对化学反应速率的影响。
2.通过实验探究浓度、压强对化学反应速率的影响,认识其一般规律。
3. 通过浓度对反应速率的影响,使学生初步了解在实验中控制不同变量因素的方法,并能结合实验原理得出实验目的或结论
4 理解温度、催化剂对化学反应速率影响
2教学目标
1.知道活化分子、活化能、有效碰撞的有关概念。
2. 理解浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率影响的结论和理论解释。
3学情分析
学生理解理论性知识的能力有差异,理解能力较弱,接收知识能力也较弱,本节课对于学生来说具有一定的难度。
4重点难点
浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率影响的结论和理论解释。
5教学过程
5.1.1教学活动
活动1【导入】【基础知识梳理】
一、有效碰撞理论
1.有效碰撞:__________________。
2.活化分子:__________________。
3.活化能: __________________。
活动2【导入】二、影响化学反应速率的因素讨论:为什么不同的化学反应的速率会不同呢? 同一化学反应的速率也会有变化呢?。
《影响化学反应速率的因素》例题分析1.为了更好的解决能源问题,人们一方面研究如何提高燃料的燃烧效率,另一方面寻找能源,以下做法不能提高燃料燃烧效率的是()A.煤的汽化与液化B.液体燃料呈雾状喷出C.通入大大过量的空气D.将煤粉粉碎【解析】增大固体反应物与气体的接触面积、适当增大反应物浓度,都可以加快化学反应速率。
本题C选项中“通入大大过量的空气”会使热量大量被空气带出,非但不能提高燃烧效率,反而降低了燃烧效率。
【答案】C2.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,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,充入氮气使体系压强增大D.压强不变充入氮气使容器体积增大【解析】A因浓度越大,化学反应速率越快,但是固体量的增减不影响反应速率,所以增加C(s)的量,反应速率不变;B将容器的体积缩小一半,反应体系中物质的浓度增大,则化学反应速率增大;C选项中充入氮气使体系压强增大,但容器的容积未变,参加反应的各种气体浓度未变,故反应速率不变;D选项中保持恒压,充入氮气使容器体积增大,参加反应的各种气体浓度减小,反应速率减小。
【答案】AC3.设C+CO22CO(正反应吸热),反应速率为v1;N2+3H2 2NH3(正反应放热),反应速率为v2。
对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况是()A.同时增大B.同时减小C.v1增加,v2减小D.v1减小,v2增大【解析】因温度对化学反应速率的影响为升高温度,化学反应速率加快,对于可逆反应来说,升高温度无论是正反应反应速率还是逆反应化学反应速率都加快。
【答案】A4.向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按正反应速率由大到小顺序排列正确的是()甲.在500 ℃时,SO2和O2各10 mol乙.在500 ℃时,用V2O5作催化剂,10 mol SO2和10 mol O2丙.在450 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2丁.在500 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2A.甲、乙、丙、丁B.乙、甲、丙、丁C.乙、甲、丁、丙D.丁、丙、乙、甲【解析】甲与乙相比,SO2浓度相等,甲中氧气的浓度大、乙中使用催化剂,其它条件相同,由于二氧化硫的浓度一定,氧气浓度的影响不如催化剂影响大,故使用催化剂反应速率更快,所以反应速率:乙>甲;甲与丁相比,甲中SO2、O2的物质的量比丁中大,即SO2、O2的浓度比丁中大,其它条件相同,浓度越大,反应速率越快,所以反应速率:甲>丁;丙与丁相比,其它条件相同,丁中温度高,温度越高,反应速率越快,所以反应速率:丁>丙;所以由大到小的顺序排列乙、甲、丁、丙。
年级高二学科化学版本人教新课标版课程标题选修4 第二章第二节影响化学反应速率的因素编稿老师佘平平一校张小雯二校林卉审核王艳会一、考点突破: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. 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. 学会依据反应原理设计实验来探究影响化学反应速率的因素。
二、重难点提示:重点:依据反应原理设计实验探究影响化学反应速率的因素。
难点:利用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响。
微课程1:影响化学反应速率的因素【考点精讲】1. 内因(决定因素):反应物的结构和性质。
2. 外因:主要有浓度、压强、温度和催化剂等,其它因素还包括固体表面积、光照、超声波、放射线、溶剂、电弧、强磁场、研磨等。
只考虑单一因素对化学反应速率的影响(其它因素保持不变),化学反应速率变化的趋影响因素反应物浓度c↑压强p↑温度T↑使用催化剂化学反应速率v↑v↑v↑v↑注:①纯固体和纯液体的浓度无法改变,只能改变其接触面积;②改变压强相当于改变气体的浓度,压强对固体、液体的影响忽略不计;③催化剂不特殊声明,均指正催化剂,对于可逆反应,催化剂可以同等地改变正、逆反应速率。
3. 微观解释各种外界条件对反应速率影响的实质,都是改变了反应物的活化分子的百分数或改变了单位体积内的活化分子的总数,从而改变了有效碰撞次数而影响了化学反应速率。
影响因素单位体积分子数目活化分子百分数单位体积活化分子数目单位体积有效碰撞次数化学反应速率反应物浓度c↑↑-↑↑↑压强p ↑ ↑ - ↑ ↑ ↑ 温度T ↑ - ↑ ↑ ↑ ↑ 使用催化剂 -↑↑↑↑【典例精析】例题1 对反应A +B =AB 来说,常温下按以下情况进行反应:①20 mL 溶液中含A 、B 各0.01 mol ②50 mL 溶液中含A 、B 各0.05 mol ③0.1 mol·L-1的A 、B 溶液各10 mL ④0.5 mol·L-1的A 、B 溶液各50 mL四者反应速率的大小关系是( ) A. ②>①>④>③ B. ④>③>②>①C. ①>②>④>③D. ①>②>③>④思路导航:①中c (A )=c (B )=0.01 mol 0.02 L=0.5 mol·L -1;②中c (A )=c (B )=0.05 mol 0.05 L=1 mol·L -1;③中c (A )=c (B )=0.1 mol·L -12=0.05 mol·L -1;④中c (A )=c (B )=0.5 mol·L -12=0.25 mol·L -1;在其他条件一定的情况下,浓度越大,反应速率越大,所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③。
第二节影响化学反响速率的因素—————————————————————————————————————[课标要求 ]1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反响速率的影响,认识其一般规律。
2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
3.了解通过改变外界条件改变化学反响速率的方法和意义。
,有效碰撞理论1.有效碰撞2.活化能和活化分子(1)活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
(2)活化能:活化分子所多出的那局部能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。
3.反响物、生成物的能量与活化能的关系[特别提醒 ]反响的活化能越低,活化分子百分数越大,反响速率越快。
1.以下说法正确的选项是 ()①活化分子间的碰撞一定能发生化学反响②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应③活化分子比普通分子具有较高的能量④化学反响的实质是原子的重新组合⑤化学反响的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程⑥化学反响的实质是活化分子有适宜取向的有效碰撞A.①③④⑤B.②③⑥C.④⑤⑥D.②④⑤解析:选 C活化能合理取向化学反应的分解过程为普通分子――→ 活化分子――→适宜力度有效碰撞―→ 化学反响① 错误,因为活化分子发生有适宜取向、且力度适宜的碰撞时,才能发生化学反响;②错误,因为普通分子间的碰撞并非有效碰撞,因而不会发生化学反响;③ 指代不明确,即某种普通分子所具有的能量可能比另一种活化分子的能量高,因而是错误的。
2.人们把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子,同时把活化分子比普通反响物分子所多出的那局部能量称作活化能。
某反响过程如右图所示。
那么该反响的活化能为 ________,反响为 ________(填“放热〞或“吸热〞 )反响,- 1H = ________ kJ·mol 。
解析: E2> E 1,说明反响放热,H = (E1-E 2)kJ ·mol-1。
答案: E1放热E1- E 2浓度和压强对化学反响速率的影响1.影响化学反响速率的内因——反响物的性质影响化学反响速率的主要因素是反响物本身的性质。
第2节 影响化学反应速率的因素 学习目标:1.运用有效碰撞和活化分子模型描述和解释化学反应速率的影响因素。
(难点)2.理解浓度、温度、压强、催化剂等外因对化学反应速率的影响。
(重点)[自 主 预 习·探 新 知]一、有效碰撞理论1.有效碰撞2.活化分子与活化能(1)活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
(2)活化能:活化分子比普通分子多出的那部分能量。
⎩⎨⎧ E 1:反应的活化能;E 1-E 2:反应热;关系:普通分子+活化能活化分子(3)解释化学反应的过程二、影响化学反应速率的因素1.浓度(1)影响规律。
其他条件不变时 ⎩⎨⎧ 增大反应物浓度,反应速率增大减小反应物浓度,反应速率减小(2)理论解释。
反应物浓度增大→⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫单位体积活化分子数增多 ↓单位时间内有效碰撞次数增加→反应速率加快 2.压强(1)影响规律。
对于有气体参加的化学反应,在相同温度下,⎩⎨⎧增大压强(减小容器容积),反应速率增大减小压强(增大容器容积),反应速率减小(2)理论解释。
压强增大→⎩⎨⎧⎭⎬⎫气体体积减小 ↓反应物浓度增大→反应速率加快3.温度(1)影响规律。
其他条件不变时⎩⎨⎧ 升高温度,反应速率增大降低温度,反应速率减小(2)理论解释。
4.催化剂(1)影响规律。
其他条件不变时,使用合适的催化剂,可加快化学反应速率。
(2)理论解释。
催化剂→⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫改变反应的路径,降低反应所需活化能 ↓提高活化分子百分数→有效碰撞几率提高→反应速率增大5.其他因素对化学反应速率的影响 如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物接触面积等,均会对化学反应速率产生影响。
[基础自测]1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)常温下钠与足量O 2反应生成Na 2O ,随温度升高生成Na 2O 的速率逐渐加快。
( )(2)锌与稀H 2SO 4反应时,硫酸的浓度越大,产生H 2的速率越快。
第2节影响化学反应速率的因素质量检测试题(满分:100分,考试时间:45分钟)一、选择题:本题包括13小题,每小题有1-2个选项符合题意,每小题4分,共52分。
1.下列说法不正确的是( )A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的数目从而使有效碰撞次数增大B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增大了反应物中活化分子的百分数D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而成千成万倍地增大反应速率答案:B【解析】浓度和压强的变化是改变单位体积内分子总数,活化分子的总数未变,百分数也不变,而是单位体积内活化分子的数目发生变化;温度、催化剂只改变活化分子的百分数,不改变单位体积内分子总数。
B项错误。
2.对于一定条件下进行的化学反应:2SO 2+O22SO3,改变下列条件,可以提高反应物中活化分子百分数的是( )①增大压强②升高温度③加入催化剂④减小反应物浓度A.①②B.②③C.①②③D.①④答案:B【解析】升温能提高分子的能量,催化剂能降低反应所需活化能,均能使非活化分子变成活化分子,提高活化分子百分数。
3.一定条件下,对于反应:CaCO3(块状)+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,为加快反应速率,下列方法可行的有()①增加盐酸的浓度②增加同浓度盐酸的用量③加水④增加CaCO3(块状)的用量⑤将块状CaCO3改为粉末状CaCO3A.1项B.2项C.3项D.4项答案:B【解析】增大反应物浓度,可使化学反应速率加快,而②中增加盐酸用量不等于增加盐酸浓度;对于固体反应物而言,无浓度概念,要想使反应加快,可通过改变表面积来实现,与用量无关,粉末状固体物质比块状固体物质反应速率快,①⑤项符合题意。
4.把下列4种X溶液,分别加入到4个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,并加水稀释到50 mL,此时X与盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是( )A.20 mL,3 mol·L-1B.20 mL,2mol·L-1C.10 mL,4 mol·L-1D.10 mL,2 mol·L-1答案:A【解析】此题主要考查浓度对化学反应速率的影响,X溶液的浓度大小决定了反应速率的快慢。
由于四个烧杯中均加水稀释到50 mL,故同一体积的溶液中X的物质的量越大,浓度就越大,A中X的物质的量最大,故反应速率最大。
5.通过缩小反应容器体积而增大压强对下列反应的速率无影响的是()A.CO2(g)+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2OB.H2(g)+I2(g)2HI(g)C.NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)答案:C【解析】只要反应中无气体物质参加或生成,改变压强均不能改变化学反应速率。
6.将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中,反应速率最快的是()答案:D【解析】当反应中一种反应物相同时,反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量,四个装置中所用的酸虽不同,但都是由c(H+)的大小决定反应的快慢。
7.右图为反应N2+3H22NH3的速率v(N2)变化的图像,则横坐标不可能是()A.反应时间B.温度C.压强D.N2的浓度答案:A【解析】随着反应的进行,N2的浓度逐渐减小,反应速率减小而不是增大,故横坐标不可能是反应的时间。
8.反应C(s)+H 2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变能够引起反应速率增大的是A.增加C的量B.将容器的容积缩小一半C.保持体积不变,充入Ar使体系压强增大D.保持压强不变,充入Ar使容器容积增大答案:B【解析】C为固体反应物,增加其用量对反应速率几乎没有影响;容器容积缩小一半相当于压强增大一倍,浓度增大,反应速率增大;体积不变,充入Ar,体系总压强增大,但反应混合物浓度并未改变,反应速率基本不变;充入Ar使容器容积增大,总压强不变,但反应混合物浓度变小,反应速率减小。
9.某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。
下列有关叙述不正确的是( )A.该反应为吸热反应B.使用催化剂能加快该反应的化学反应速率C.催化剂能降低该反应的活化能D.逆反应的活化能大于正反应的活化能答案:D【解析】该反应生成物能量比反应物能量高,为吸热反应,A项正确;对照图中有无催化剂的两种情况,有催化剂活化能较低,催化剂能降低反应的活化能,从而加快化学反应速率,B、C项正确;D项,E1大于E2,正反应的活化能大,D项错误。
10.设C+CO22CO(正反应为吸热反应)的反应速率为v1;N2+3H22NH3(正反应为放热反应)的反应速率为v2,对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为()A.都增大B.都减小C.v1增大,v2减小D.v1减小,v2增大答案:A【解析】温度升高,反应速率加快,所以v1和v2均增大。
11.对于反应A(g)+B(g)C(g),用如图中的图象分别表示其他条件不变时,某一反应物浓度、反应持续的时间、反应温度跟反应速率v之间的关系,其中有明显错误的是( )答案:AC【解析】反应物浓度为0时,反应速率也为0,当浓度增大时,化学反应速率增加,A、B均正确。
反应刚开始,反应速率不可能为0,随着时间延长,反应速率不会一直增大,所以C错。
温度为0时,反应速率并不为0,升高温度,反应速率增大,D正确。
12.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得下图,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是()A.4-3-2-1 B.1-2-3-4 C.3-4-2-1 D.1-2-4-3答案:C【解析】b→b→c→d,然后根据表中所列条件判断。
13.下列实验事实所引出的相应结论正确的是答案:A二、非选择题:本题包括3小题,共48分。
14.(每空4分,共16分)把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示,请回答下列问题:(1)曲线O a段不产生氢气的原因是________________,有关的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)曲线ac段产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是______________________________________________________________________________________________________。
(3)曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是_______________________________________________________________________________________________。
【解析】(1)在空气中久置的铝片表面有一层氧化铝薄膜,因此硫酸首先和氧化铝反应,不产生氢气;(2)ac段,虽然硫酸的浓度不断减小,但该反应是放热反应,体系温度升高,化学反应速率增大;(3)曲线由c以后,硫酸浓度的逐渐减小成为影响化学反应速率的主要因素,因此化学反应速率逐渐减小。
答案:(1)久置的铝片表面覆有一层氧化铝薄膜Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O(2)该反应是放热反应,温度升高,化学反应速率增大(3)硫酸的浓度减小,化学反应速率逐渐减小15.(16分)某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如下表所示:(1)该实验的目的是探究________、________对锌和稀盐酸反应速率的影响;(2)实验Ⅰ和Ⅱ表明________,化学反应速率越大;(3)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是________和________;(4)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响:__________________________________________________________________________。
【解析】实验Ⅰ、实验Ⅱ锌的状态相同,反应温度不同,故实验Ⅰ、实验Ⅱ探究的是温度对化学反应速率的影响,从表格中的数据可知,温度越高,化学反应速率越快,用时越少。
实验Ⅱ、实验Ⅲ反应温度相同,锌的状态不同,故实验Ⅱ、实验Ⅲ探究的是固体的表面积对化学反应速率的影响,从表格中的数据可知,固体的表面积越大,化学反应速率越快,用时越少。
答案:(1)固体表面积温度(2)温度越高(3)ⅡⅢ(4)在相同的温度下,采用相同状态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应16.(16分)为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过如图实验装置测定反应中生成的CO2气体体积,并绘制出如图所示的曲线。
请分析讨论以下问题。
(1)化学反应速率最快的时间段是________,原因是_____________________;A.0~t1B.t1~t2C.t2~t3D.t3~t4(2)为了减缓上述反应速率,欲向盐酸溶液中加入下列物质,你认为可行的是____________;A.蒸馏水B.NaCl固体C.NaCl溶液D.通入HCl(3)若盐酸溶液的体积是20 mL,图中CO2的体积是标准状况下的体积,则t1~t2时间段平均反应速率v(HCl)=________mol·L-1·min-1。
答案:(1)B反应放热,使反应速率加快(2)A、C(3)。