专题6 第1单元 第2课时 影响化学反应速率的因素 教案
文档属性
| 名称 | 专题6 第1单元 第2课时 影响化学反应速率的因素 教案 |  | |
| 格式 | DOCX | ||
| 文件大小 | 125.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-02 21:46:19 | ||
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文档简介
第2课时 影响化学反应速率的因素
1．初步形成实验探究化学反应规律的思路。
2．能用变量控制的方法探究影响化学反应速率的因素。
素材1 问题导入——探究浓度对化学反应速率的影响。
实验步骤：① 配制相同体积不同浓度的硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液。
② 在反应容器下垫有标记了黑色“X”的白纸。
③ 加入相同体积和浓度的稀盐酸，并计时。
④ 一旦看不见黑色“X”标记，就立即停止计时。
⑤ 记录、分析数据，绘制图形。
⑥ 根据图形分析，得出结论。
素材2 重难点突破——如何在探究实验中控制变量？
1．确定自变量和因变量。厘清影响实验探究结果的因素有哪些。如在“探究影响化学反应速率的因素”实验中，自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件，因变量为化学反应速率。
2．确定因变量的观测指标。在“探究影响化学反应速率的因素”实验中，应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。
3．定多变一。设计实验操作，改变单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变，看这个因素与探究问题存在怎样的关系。这样确定一种以后，再确定另一种。通过分析每一种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
问题一 影响化学反应速率的因素有哪些？
1．内因
参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。
2．外因
(1) 浓度：通常情况下，反应物浓度越大，反应速率越大；反应物浓度越小，反应速率越小。
(2) 温度：通常情况下，温度升高，化学反应速率增大；温度降低，化学反应速率减小。
(3) 压强：压强改变的实质是气态反应物浓度的改变。如果压强改变，但气态反应物的浓度未发生改变(如恒温恒容时，向反应体系中充入惰性气体)，则反应速率不变。改变固体和液体反应物的压强，其浓度不变，所以压强一般只影响参与反应的气态物质的反应速率。
(4) 催化剂：使用适当的催化剂能增大化学反应速率。
(5) 固体表面积：固体反应物的颗粒越小，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。
问题二 如何通过控制变量研究影响化学反应速率的因素？
当某个反应的化学反应速率受多个因素影响，研究其中某个因素对化学反应速率的影响时，必须控制其他因素不变，仅改变一种因素，才能分析出该因素对化学反应速率的影响。
下列措施是为了增大化学反应速率的是( A )
A．金属冶炼时需将矿石粉碎 B．茶叶储存时采用真空包装
C．葡萄酒中添加SO2作抗氧化剂 D．疫苗运输时需低温冷藏
【解析】 将矿石粉碎，增大接触面积，是为了增大化学反应速率。其他选项是为了减小化学反应速率。
【素养要求】 能从化学反应快慢的角度解释生产、生活中的化学现象。
铁片与盐酸反应制H2的速率较小，下列措施不能增大反应速率的是( C )
A．用铁粉代替铁片 B．增大盐酸的浓度
C．用相同浓度的醋酸代替盐酸 D．适当升高溶液的温度
【解析】 用铁粉代替铁片，增大了反应物的接触面积，化学反应速率增大。增大盐酸的浓度，H＋浓度增大，化学反应速率增大。用相同浓度的醋酸代替盐酸，由于醋酸为一元弱酸，只能部分电离，所以H＋浓度减小，化学反应速率减小。升高溶液的温度，化学反应速率增大。
【素养要求】 知道可以通过改变外界条件调控化学反应的快慢。
用下列方法制取氢气，反应速率最大的是( D )
A．冬天，块状锌与2mol·L－1硫酸反应
B．冬天，粉末状锌与2mol·L－1硫酸反应
C．夏天，块状锌与2mol·L－1硫酸反应
D．夏天，粉末状锌与2mol·L－1硫酸反应
【解析】 影响化学反应速率的因素有温度、反应物的接触面积等。夏天的温度比冬天高，粉末状锌与硫酸的接触面积比块状锌大。
【素养要求】 能从化学反应快慢的角度解释生活、生产中简单的化学现象。
已知某化学实验的结果如下表：
实验序号 反应物 在相同温度下测得的反应 速率v/(mol·L－1·min－1)
大小相同的金属片 酸溶液
1 镁条 1.0mol·L－1硫酸 v1
2 锌片 1.0mol·L－1硫酸 v2
3 锌片 0.1mol·L－1硫酸 v3
下列结论正确的是( D )
A．v2＞v3＞v1 B．v3＞v2＞v1
C．v1＞v3＞v2 D．v1＞v2＞v3
【解析】 实验1、2中酸溶液的浓度相同，金属种类不同，镁比锌活泼，所以v1＞v2。实验2、3中金属种类相同，酸溶液的浓度不同，实验2中酸溶液的浓度比实验3中的大，所以v2＞v3。
【素养要求】 能运用控制变量法探究化学反应速率的影响因素。
*选做强化题 草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生反应：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O。用4mL 0.001mol·L－1KMnO4溶液与2mL 0.01mol·L－1 H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响，改变的条件如下：
组别 10%硫酸的体积/mL 温度/℃ 其他物质
Ⅰ 2 20 —
Ⅱ 2 20 10滴饱和X溶液
Ⅲ 2 30 —
Ⅳ 1 20 1mL蒸馏水
(1) 如果研究浓度对化学反应速率的影响，应使用实验__Ⅰ__和__Ⅳ__(用Ⅰ～Ⅳ表示，下同)，实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水的目的是__确保所有实验中c(KMnO4)、_c(H2C2O4)不变且溶液的总体积不变__。
(2) 如果研究温度对化学反应速率的影响，应使用实验__Ⅰ__和__Ⅲ__。
(3) 研究发现，在反应开始一段时间内，反应速率较小，溶液褪色不明显；但不久溶液突然褪色，反应速率明显增大。在排除温度的影响后，你猜想还可能是__Mn2+对该反应起催化作用__。为了验证这种猜想，某同学在实验Ⅱ中加入X溶液进行验证，则X可能是__B__(填序号)。
A．硫酸钾 B．硫酸锰 C．水
【解析】 (1) Ⅱ中加入了10滴饱和X溶液，研究的是物质X对反应的影响。Ⅲ中的温度是30℃，研究的是温度对反应的影响。所以Ⅰ、Ⅳ两组研究的是浓度对反应的影响。实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中加入了2mL 10%的硫酸，而实验Ⅳ中只加入了1mL 10%的硫酸，这时溶液的总体积与其他组不相等，这就会导致实验Ⅳ中c(KMnO4)、c(H2C2O4)与其他组也不相等，所以实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水是为了确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变且溶液总体积不变。 (2) Ⅰ、Ⅲ两组均加入了2mL 10%的硫酸，但它们的温度不同，所以Ⅰ、Ⅲ两组研究的是温度对化学反应速率的影响。 (3) 反应刚开始速率较小，后来速率明显增大，在排除温度的影响后，可能的原因是反应生成的物质起催化作用。
【素养要求】 提高利用变量控制思想设计并实施实验的能力。
1．初步形成实验探究化学反应规律的思路。
2．能用变量控制的方法探究影响化学反应速率的因素。
素材1 问题导入——探究浓度对化学反应速率的影响。
实验步骤：① 配制相同体积不同浓度的硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液。
② 在反应容器下垫有标记了黑色“X”的白纸。
③ 加入相同体积和浓度的稀盐酸，并计时。
④ 一旦看不见黑色“X”标记，就立即停止计时。
⑤ 记录、分析数据，绘制图形。
⑥ 根据图形分析，得出结论。
素材2 重难点突破——如何在探究实验中控制变量？
1．确定自变量和因变量。厘清影响实验探究结果的因素有哪些。如在“探究影响化学反应速率的因素”实验中，自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件，因变量为化学反应速率。
2．确定因变量的观测指标。在“探究影响化学反应速率的因素”实验中，应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。
3．定多变一。设计实验操作，改变单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变，看这个因素与探究问题存在怎样的关系。这样确定一种以后，再确定另一种。通过分析每一种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
问题一 影响化学反应速率的因素有哪些？
1．内因
参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。
2．外因
(1) 浓度：通常情况下，反应物浓度越大，反应速率越大；反应物浓度越小，反应速率越小。
(2) 温度：通常情况下，温度升高，化学反应速率增大；温度降低，化学反应速率减小。
(3) 压强：压强改变的实质是气态反应物浓度的改变。如果压强改变，但气态反应物的浓度未发生改变(如恒温恒容时，向反应体系中充入惰性气体)，则反应速率不变。改变固体和液体反应物的压强，其浓度不变，所以压强一般只影响参与反应的气态物质的反应速率。
(4) 催化剂：使用适当的催化剂能增大化学反应速率。
(5) 固体表面积：固体反应物的颗粒越小，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。
问题二 如何通过控制变量研究影响化学反应速率的因素？
当某个反应的化学反应速率受多个因素影响，研究其中某个因素对化学反应速率的影响时，必须控制其他因素不变，仅改变一种因素，才能分析出该因素对化学反应速率的影响。
下列措施是为了增大化学反应速率的是( A )
A．金属冶炼时需将矿石粉碎 B．茶叶储存时采用真空包装
C．葡萄酒中添加SO2作抗氧化剂 D．疫苗运输时需低温冷藏
【解析】 将矿石粉碎，增大接触面积，是为了增大化学反应速率。其他选项是为了减小化学反应速率。
【素养要求】 能从化学反应快慢的角度解释生产、生活中的化学现象。
铁片与盐酸反应制H2的速率较小，下列措施不能增大反应速率的是( C )
A．用铁粉代替铁片 B．增大盐酸的浓度
C．用相同浓度的醋酸代替盐酸 D．适当升高溶液的温度
【解析】 用铁粉代替铁片，增大了反应物的接触面积，化学反应速率增大。增大盐酸的浓度，H＋浓度增大，化学反应速率增大。用相同浓度的醋酸代替盐酸，由于醋酸为一元弱酸，只能部分电离，所以H＋浓度减小，化学反应速率减小。升高溶液的温度，化学反应速率增大。
【素养要求】 知道可以通过改变外界条件调控化学反应的快慢。
用下列方法制取氢气，反应速率最大的是( D )
A．冬天，块状锌与2mol·L－1硫酸反应
B．冬天，粉末状锌与2mol·L－1硫酸反应
C．夏天，块状锌与2mol·L－1硫酸反应
D．夏天，粉末状锌与2mol·L－1硫酸反应
【解析】 影响化学反应速率的因素有温度、反应物的接触面积等。夏天的温度比冬天高，粉末状锌与硫酸的接触面积比块状锌大。
【素养要求】 能从化学反应快慢的角度解释生活、生产中简单的化学现象。
已知某化学实验的结果如下表：
实验序号 反应物 在相同温度下测得的反应 速率v/(mol·L－1·min－1)
大小相同的金属片 酸溶液
1 镁条 1.0mol·L－1硫酸 v1
2 锌片 1.0mol·L－1硫酸 v2
3 锌片 0.1mol·L－1硫酸 v3
下列结论正确的是( D )
A．v2＞v3＞v1 B．v3＞v2＞v1
C．v1＞v3＞v2 D．v1＞v2＞v3
【解析】 实验1、2中酸溶液的浓度相同，金属种类不同，镁比锌活泼，所以v1＞v2。实验2、3中金属种类相同，酸溶液的浓度不同，实验2中酸溶液的浓度比实验3中的大，所以v2＞v3。
【素养要求】 能运用控制变量法探究化学反应速率的影响因素。
*选做强化题 草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生反应：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O。用4mL 0.001mol·L－1KMnO4溶液与2mL 0.01mol·L－1 H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响，改变的条件如下：
组别 10%硫酸的体积/mL 温度/℃ 其他物质
Ⅰ 2 20 —
Ⅱ 2 20 10滴饱和X溶液
Ⅲ 2 30 —
Ⅳ 1 20 1mL蒸馏水
(1) 如果研究浓度对化学反应速率的影响，应使用实验__Ⅰ__和__Ⅳ__(用Ⅰ～Ⅳ表示，下同)，实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水的目的是__确保所有实验中c(KMnO4)、_c(H2C2O4)不变且溶液的总体积不变__。
(2) 如果研究温度对化学反应速率的影响，应使用实验__Ⅰ__和__Ⅲ__。
(3) 研究发现，在反应开始一段时间内，反应速率较小，溶液褪色不明显；但不久溶液突然褪色，反应速率明显增大。在排除温度的影响后，你猜想还可能是__Mn2+对该反应起催化作用__。为了验证这种猜想，某同学在实验Ⅱ中加入X溶液进行验证，则X可能是__B__(填序号)。
A．硫酸钾 B．硫酸锰 C．水
【解析】 (1) Ⅱ中加入了10滴饱和X溶液，研究的是物质X对反应的影响。Ⅲ中的温度是30℃，研究的是温度对反应的影响。所以Ⅰ、Ⅳ两组研究的是浓度对反应的影响。实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中加入了2mL 10%的硫酸，而实验Ⅳ中只加入了1mL 10%的硫酸，这时溶液的总体积与其他组不相等，这就会导致实验Ⅳ中c(KMnO4)、c(H2C2O4)与其他组也不相等，所以实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水是为了确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变且溶液总体积不变。 (2) Ⅰ、Ⅲ两组均加入了2mL 10%的硫酸，但它们的温度不同，所以Ⅰ、Ⅲ两组研究的是温度对化学反应速率的影响。 (3) 反应刚开始速率较小，后来速率明显增大，在排除温度的影响后，可能的原因是反应生成的物质起催化作用。
【素养要求】 提高利用变量控制思想设计并实施实验的能力。