資源簡介

(共42張PPT)
專題2
化學反應速率與化學平衡
第一單元　化學反應速率
第2課時　影響化學反應速率的因素
內容索引
學習目標
活動方案
課堂反饋
學 習 目 標
1. 了解溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響，認識其一般規律。
2. 知道化學反應是有歷程的，認識基元反應活化能對化學反應速率的影響，了解活化分子、活化能的概念。
3. 知道催化劑可以改變反應歷程，了解催化劑在生產、生活和科學研究領域中的重大作用。
4. 認識化學反應速率的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。
活 動 方 案
硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸發生下列反應：Na2S2O3＋H2SO4===
Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。向A、B、C三支試管中各加入2 mL 不同濃度的硫代硫酸鈉溶液，濃度依次為0.1 mol·L－1、0.05 mol·L－1、0.01 mol·L－1，再同時各加入2 mL 0.2 mol·L－1稀硫酸，觀察并比較試管中出現渾濁現象的快慢。
1. 實驗現象：__________________________________________。
2. 實驗結論：_______________________________________________
______________________________________。
活動一：實驗探究濃度對反應速率的影響
濃度大的先出現渾濁，濃度小的后出現渾濁
其他條件相同的情況下，反應物濃度越大，反應速
率越大，反應物濃度越小，反應速率越小
1. 閱讀教材，了解碰撞理論，下圖是兩種碰撞，討論有效碰撞需要什么條件？
【答案】 有效碰撞必須滿足的條件：分子具有足夠高的能量，分子在一定的方向上發生碰撞。
活動二：了解有效碰撞、活化分子、活化能、基元反應、反
應歷程
2. 閱讀教材，什么是活化分子？什么是活化能？
【答案】 化學反應中能量較高、有可能發生有效碰撞的分子稱為活化分子?；罨肿拥钠骄芰颗c所有分子的平均能量之差稱為活化能。
3. 為什么增加反應物濃度可以增大反應速率？
【答案】 增加反應物濃度，單位體積內反應物的活化分子數增多(即活化分子濃度增大)，反應物發生有效碰撞的次數增多，反應速率增大。
4. 閱讀教材，什么是基元反應？基元反應有沒有中間產物生成？氫氣與碘的反應是否是基元反應？
【答案】 反應物分子經過一次碰撞就轉化為產物分子的反應，稱為基元反應，基元反應過程中沒有中間產物生成。反應H2＋I2===2HI不是基元反應，反應歷程含兩步基元反應：I2===2I、H2＋2I===2HI。
5. 基元反應的活化能大小與反應速率有什么關系？
【答案】 每個基元反應都有對應的活化能，反應的活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例也就越小，故化學反應速率越小。
1. 在一定溫度下，一定質量的氣體的物質的量濃度與壓強有何種關系？
【答案】 如果氣體的壓強增大，氣體的體積減小，單位體積內的氣體分子數增多，氣體物質的量濃度增大。
活動三：探究壓強對反應速率的影響
2. 討論：對于有氣體參與的反應，在密閉容器中保持溫度不變時，改變壓強對反應速率有什么影響？為什么？
【答案】 對于有氣體參加的反應，在密閉容器中保持溫度不變時，增大壓強，氣體體積減小，相當于增大反應物的濃度，反應速率增大；減小壓強，氣體體積增大，相當于減小反應物的濃度，反應速率減小。
3. 壓強改變對反應速率的影響可以歸結為濃度改變對反應速率的影響。思考：若反應物以液體或固體狀態存在，改變反應體系的壓強，反應速率是否改變？
【答案】 所有其他條件相同時，若反應物為液態或固態，改變壓強，反應物濃度不變化，反應速率無影響。
4. 在三個密閉容器中分別進行下列反應：
(1) 10 mL 1 mol·L－1 HCl溶液與10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液；
(2) CaO固體與SiO2固體在高溫下反應生成CaSiO3；
(3) SO2氣體與O2氣體在一密閉容器內反應生成SO3氣體。
給上述三個反應容器加壓，反應物的濃度怎樣變化？
編號 反應物的狀態 反應物是否能被壓縮 加壓后反應物濃度的變化
(1)
(2)
(3)
液態
否
不變
固態
否
不變
氣態
是
增大
1. 閱讀教材，完成教材實驗，記錄實驗現象。
活動四：探究溫度對反應速率的影響
實驗 冰水 室溫中 熱水中
褪色的時間
實驗結論
【答案】 略
2. 根據實驗結論，結合你以往化學實驗的經驗，你能得出溫度對化學反應速率影響的一般規律是什么？
【答案】 當其他條件相同時，升高溫度，反應速率增大，降低溫度，反應速率減小。
3. 科學研究表明，對于許多反應而言，一般溫度每升高10 K，其反應速率可增大2～4倍。從活化分子有效碰撞角度解釋，隨著溫度升高反應速率增大的原理。在實驗室或工業生產中，溫度對反應速率的影響有什么應用？
【答案】 隨著溫度的升高，反應物的活化分子數目增多，分子運動加快，活化分子有效碰撞的次數增多，反應速率增大。實驗或生產中常常采用加熱的方法，使反應在較高溫度下進行，以提高反應速率。
1. 通過實驗探究催化劑對化學反應速率的影響。
向A、B、C 3支試管中分別加入等體積5%的H2O2溶液，再向試管中分別加入2～3滴洗滌劑。向試管A中加入2～3滴FeCl3溶液，向試管B中加入少量MnO2粉末，C試管留作比較。觀察、比較 3支試管中發生的實驗現象，并試著分析導致實驗現象差異的原因。
活動五：探究催化劑對反應速率的影響
實驗 A B C
實驗現象
實驗結論 迅速產生大量氣泡
迅速產生大量氣泡
幾乎無氣泡產生
催化劑可增大反應速率
2. 閱讀過渡態理論：化學反應并不是通過簡單的碰撞就能完成的，而是在反應物到生成物的過程中經過一個能量較高的過渡狀態。過渡狀態的平均能量與反應物分子的平均能量的差為反應的活化能。Ea是正反應的活化能，E′a為逆反應的活化能。化學反應速率與反應的活化能大小密切相關，活化能越低，反應速率越大。
(1) 上圖所示反應是吸熱反應還是放熱反應？
【答案】 該反應是放熱反應。
(2) 該反應是正反應速率大還是逆反應速率大？
【答案】 該反應正反應的活化能小，反應速率大，逆反應的活化能大，反應速率小。
3. 右圖是催化劑對活化能的影響。
實驗表明，催化劑對反應速率有明顯影響，結合圖示分析，催化劑是怎樣改變反應速率的？
【答案】 根據圖示，使用催化劑時活化能降低，能量不足的分子就有可能變成活化分子，從而使有效碰撞的概率提高，反應速率增大。
4. 閱讀教材，了解催化劑是改變化學反應速率最有效的手段。
【答案】 略
通常認為，酶的催化作用是酶與反應物先形成中間化合物，然后中間化合物分解成產物并釋放酶。
活動六：了解酶的催化原理
閱讀教材，討論酶的催化作用有哪些特點。
【答案】 高效的催化活性；高度的選擇性；特殊的溫度效應。
1. 閱讀課本，影響化學反應速率的因素還有哪些？
【答案】 影響化學反應速率的因素還有很多，如反應物間的接觸面積、光、電磁波、超聲波等因素也會對反應速率產生影響。
2. 結合教材學以致用內容，從內外因兩個角度討論如何調控反應速率。
【答案】 略
活動七：閱讀教材，了解其他因素對化學反應速率的影響
課 堂 反 饋
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1. 下列有關說法不正確的是(　　)
A. 加入適宜的催化劑，則活化分子百分數增大
B. 升高溫度，使反應物分子中活化分子百分數增大
C. 對有氣體參加的化學反應，增加反應物濃度，使反應物分子中的活化分子百分數增大，化學反應速率增大
D. 對有氣體參加的化學反應，減小容器體積，使體系壓強增大，可使單位體積內活化分子數目增大，化學反應速率增大
【解析】 增加反應物濃度，單位體積內分子總數增大，活化分子數也增大，但是活化分子百分數不變，C錯誤。
【答案】 C
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2. 下列事實能說明影響化學反應速率的決定性因素是反應物本身性質的是(　　)
A. Cu能與濃硝酸反應，不能與濃鹽酸反應
B. Cu與濃硝酸反應比與稀硝酸反應快
C. N2與O2在常溫、常壓下不反應，放電時可反應
D. Cu能與濃硫酸反應，不能與稀硫酸反應
【答案】 A
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3. 將鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器，產生氫氣的速率變化如圖。下列影響反應的因素有(　　)
① 鹽酸的濃度 ② 鎂條的表面積
③ 溶液的溫度 ④ Cl－的濃度
A. ①④ B. ③④
C. ①②③ D. ②③④
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【解析】 隨著反應的進行，c(H＋)不斷減小，反應速率會逐漸減小，說明①鹽酸的濃度影響反應；在鎂條的表面有一層氧化膜，當將鎂條投入鹽酸中時，隨著氧化膜的不斷溶解，鎂與鹽酸的接觸面積不斷增大，產生H2的速率會增大，說明②鎂條的表面積影響反應；該反應放出熱量，使溫度升高，反應速率也會增大，說明③溶液的溫度影響反應；鎂條和鹽酸反應產生H2的離子方程式為Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，是鎂與H＋的置換反應，與Cl－無關，說明④ Cl－的濃度不影響反應，故選C。
【答案】 C
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4. 下列說法正確的是(　　)
A. 降低溫度能使化學反應速率減小，主要原因是降低了反應物分子中活化分子的百分數
B. 減小反應物濃度，可降低單位體積內活化分子的百分數，從而使有效碰撞次數減小
C. 對反應Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑來說，若增大壓強，產生氣泡的速率增大
D. 催化劑雖然可以改變化學反應速率，但在反應過程中沒有參與反應，前后的質量不變
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【解析】 降低溫度，部分活化分子變成普通分子，降低了反應物分子中活化分子的百分數，從而使反應速率減小，A正確；減小反應物濃度，使單位體積內活化分子數目降低，從而使有效碰撞次數減小，反應速率減小，B錯誤；反應Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑在溶液中進行，增大壓強，不能改變其反應速率，C錯誤；催化劑參與化學反應過程，改變反應的活化能，從而改變反應速率，D錯誤。
【答案】 A
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5. 下列措施中，不能增大化學反應速率的是(　　)
A. Zn與稀硫酸反應制取H2時，加入少量CuSO4溶液
B. Al在O2中燃燒生成Al2O3時，用鋁粉替代鋁片
C. 用KClO3固體分解制取O2時，固體中添加少量MnO2
D. CaCO3與稀鹽酸反應生成CO2時，將鹽酸換成等濃度的硝酸
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【解析】 Zn與稀硫酸反應制取H2時，加入少量CuSO4溶液，會形成原電池，增大化學反應速率，A正確；Al在O2中燃燒生成Al2O3時，用鋁粉替代鋁片，增大接觸面積，增大化學反應速率，B正確；用KClO3固體分解制取O2時，固體中添加少量MnO2起到了催化劑的作用，增大化學反應速率，C正確；CaCO3與稀鹽酸反應生成CO2時，將鹽酸換成等濃度的硝酸，并沒有改變酸的濃度，不能增大化學反應速率，D錯誤。
【答案】 D
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6. 針對反應H2(g)＋I2(g)?? 2HI(g)，其中能使活化分子百分數增加的是(　　)
①增加反應物濃度?、谠龃髿怏w的壓強　③升高體系的溫度　④使用催化劑
A. ①② B. ②③
C. ①④ D. ③④
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【解析】 增加反應物濃度只能增加單位體積的活化分子的數目，活化分子百分數是不變的，①錯誤；對于有氣體參與的化學反應，其他條件不變時(除體積)，增大壓強，即體積減小，反應物濃度增大，單位體積內活化分子數增多，但活化分子百分數是不變的，②錯誤；升高溫度，活化分子百分數增多，③正確；催化劑改變化學反應速率是降低了反應的活化能，活化分子百分數增多，④正確。故選D。
【答案】 D
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7. 如圖中曲線表示一定條件下一定量的鋅粒與足量的稀硫酸反應的過程。若使曲線b變為曲線a，可采取的措施是(　　)
A. 加入硫酸銅固體
B. 加入醋酸鈉固體
C. 稀硫酸換成濃硫酸
D. 加熱使溶液溫度升高
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【解析】 由圖像可知，曲線b變為曲線a，反應速率增大，生成氫氣的物質的量不變。一定量的鋅與足量的稀硫酸反應生成氫氣，生成的氫氣的量取決于鋅的量。加入硫酸銅固體，部分鋅和硫酸銅反應生成銅，構成銅鋅原電池，反應速率增大，但和硫酸反應的鋅質量減小，生成氫氣的物質的量減小，A錯誤；加入醋酸鈉固體，醋酸鈉和硫酸反應生成醋酸和硫酸鈉，溶液中氫離子濃度降低，反應速率減小，B錯誤；濃硫酸和鋅不能生成氫氣，C錯誤；加熱使溶液溫度升高，反應速率增大，生成氫氣的物質的量不變，D正確。
【答案】 D
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8. 下列實驗能達到目的的是(　　)
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選項 實驗目的 實驗方法或操作
A 測定中和反應的反應熱 用保溫杯替代燒杯更有利于減少熱量散失，同時可以用溫度傳感器采集反應溶液的溫度，實現化學實驗數字化、形象化
B 探究濃度對化學反應速率的影響 量取同體積不同濃度的NaClO溶液，分別加入等體積等濃度的Na2SO3溶液，對比現象
C 探究催化劑對反應速率的影響 將等體積、等濃度的氯化鐵和硫酸銅溶液分別加入體積相同的2%和10%的H2O2溶液中，對比產生氣泡的快慢
D 檢驗SO的存在 向待測液中先加入氯化鋇溶液，再加入稀鹽酸，觀察是否有白色沉淀產生
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【答案】 A
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【解析】 測定中和反應的反應熱可以用保溫杯替代燒杯更有利于減少熱量散失，同時可以用溫度傳感器采集反應溶液的溫度，實現化學實驗數字化、形象化，A正確；NaClO溶液和Na2SO3的溶液反應無明顯現象，無法根據實驗現象進行濃度對化學反應速率影響的實驗探究，B錯誤；探究催化劑對反應速率的影響，應將等體積、等濃度的氯化鐵和硫酸銅溶液加入體積、濃度相同的H2O2溶液中，還應準備未加氯化鐵和硫酸銅的對照實驗，C錯誤；先加入稀鹽酸，排除Ag＋的干擾，再加入氯化鋇溶液，D錯誤。
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9. 化學反應速率是通過實驗測定的，下列化學反應速率的測量中，測量依據不可行的是(　　)
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選項 化學反應 測量依據(單位時間內)
A CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) 壓強變化
B Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ H2體積
C 2NO2??N2O4 顏色深淺
D Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH 沉淀質量
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【答案】 A
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【解析】 該反應是氣體體積不變的反應，反應前后壓強始終不變，A符合題意；單位時間內H2體積變化多，速率大，B不符合題意；2NO2
N2O4，NO2是紅棕色氣體，N2O4是無色氣體，可以用單位時間內氣體顏色的變化來衡量反應的快慢，C不符合題意；單位時間內產生的沉淀的質量越大，速率越大，D不符合題意。
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10. 某同學探究外界條件對H2O2分解速率的影響。實驗所用試劑：0.4 mol·L－1H2O2溶液、蒸餾水、MnO2粉末、Fe2O3粉末。
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實驗序號 H2O2濃度/ (mol·L－1) V(H2O2溶液) /mL 溫度 催化劑 收集112 mL O2所需時間/s
1 0.4 20 室溫 無 幾乎無氣體產生
2 0.4 20 50 ℃水浴 無 296
3 0.4 20 室溫 0.5 g　a 45
4 0.4 20 室溫 0.5 g MnO2粉末 100
5 0.4 b 室溫 0.5 g　a ＞45
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(1) 實驗1、2的目的是其他條件相同時，研究________對H2O2分解速率的影響。
(2) 表中a處所用試劑為___________；對比實驗3、4可得出的結論是___________________________________________________。
(3) 實驗3、5是其他條件相同時，探究濃度對該化學反應速率的影響。b處取用10 mL 0.4 mol·L－1H2O2溶液，還應添加的試劑及用量為____________________。
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溫度
Fe2O3粉末
其他條件相同時，不同催化劑對H2O2分解速率影響不同
10 mL蒸餾水
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(4) 控制其他條件相同，印刷電路板的金屬粉末用0.4 mol·L－1H2O2溶液和3.0 mol·L－1H2SO4溶液處理，其反應方程式為Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。某同學在不同溫度下完成該實驗，測得銅的平均溶解速率分別如下表所示。
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溫度/℃ 20 30 40 50 60 70 80
銅的平均溶解速率/ (×10－3mol·L－1·min－1) 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76
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當溫度高于40 ℃時，銅的平均溶解速率隨著反應溫度的升高而下降，其主要原因是_______________________________________________
______________________________。
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溫度高于40 ℃時，有較多H2O2分解，反應物濃度
降低，使銅的平均溶解速率降低

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