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第一节 化学反应速率
第2课时 影响化学反应速率的因素
人教版选择性必修1
学习目标
1.了解影响化学反应速率的因素;了解控制化学反应速率的一般方法。
3.能通过实验探究分析不同组分浓度对化学反应速率的影响,能用一定理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
学习目标
利用化学反应速率的测定实验,通过气泡产生的快慢定性地理解化学反应速率的概念。通过实验探究,总结影响化学反应速率的因素,形成由宏观到微观、由感性到理性的科学探究过程,并获得基本的观察能力、探究能力和实际解决问题的能力。培养学生“宏观辨识和微观探析”“科学探究与创新意识”的学科素养。
素养目标
情境引入
思考:对于下列反应,你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好?
钢铁腐蚀 食物腐坏 炼钢 合成氨
调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。
教学过程
2.外因:外界条件
1.内因:反应物本身的性质(决定性因素)
温度、浓度、催化剂、压强、表面积、形成原电池、其他……
一、影响化学反应速率因素
教学过程
影响因素 规 律
内因 反应物本 身的性质 反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之化学反应速率越慢
外因 浓度 增大反应物的浓度,化学反应速率增大;减小反应物的浓度,化学反应速率减小
温度 升高温度,化学反应速率增大;
降低温度,化学反应速率减小
催化剂 一般地,使用催化剂能极大地加快反应速率
固体的表面积 增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快
其他 光照、溶剂、形成原电池等,也能影响化学反应速率
教学过程
1.定性研究影响化学反应速率的因素
选择实验用品,设计实验探究影响化学反应速率的因素
【实验仪器】烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。
【实验药品】0.1 mol/L Na2S2O3溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、0.5 mol/L H2SO4溶液、5% H2O2溶液、1mol/L FeCl3溶液、蒸馏水、热水。
【实验原理】Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
二、实验探究——定性与定量研究研究影响化学反应速率的因素
提出问题
浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率?如何测定化学反应速率?
教学过程
(1)探究浓度对反应速率的影响
【实验步骤】
【实验现象】两支试管中的溶液 , 滴加 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液的试管_________。
【实验结论】其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率________。
均变浑浊
先变浑浊
增大
教学过程
(2)探究温度对反应速率的影响
【实验结论】其他条件相同时,升高温度,化学反应速率__________。
增大
烧杯中装热水 烧杯中装冷水
【实验现象】两支试管中的溶液__________,烧杯中装______的试管__________。
【实验步骤】
均变浑浊
热水
先变浑浊
教学过程
(3)探究催化剂对反应速率的影响
【实验结论】催化剂可以_________化学反应速率。
没有复燃
改变
【实验原理】
【实验步骤】
【实验现象】 余烬____________ 余烬____________
复燃
教学过程
定性研究影响化学反应速率因素 实验视频
教学过程
其他条件不变时,对于有气体参与的反应,增大压强(减小容器容积),相当于增大反应物的浓度,化学反应速率增大;
减小压强(增大容器容积),相当于减小反应物的浓度,化学反应速率减小。
(4)压强对反应速率的影响
(压强的本质看浓度)
教学过程
(1)压强对反应速率的影响,仅针对有气体参与的反应。
(2)压强对反应速率的影响,本质是引起浓度的变化:
①恒温时,压缩体积→压强增大→气体浓度增大→反应速率增大;
②恒温恒容时,
充入气体反应物→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大;
充入惰性气体→总压强增大→气体浓度不变→反应速率不变。
③恒温恒压时,
充入惰性气体→压强不变→体积增大→气体浓度减小→反应速率减小。
注意
教学过程
2.定量研究影响化学反应速率的因素
【实验操作】
(1)按下图所示安装装置,在锥形瓶内放入2g锌粒,通过分液漏斗加入40 mL 1 mol/L的稀硫酸,测量收集10 mL H2所用的时间。
(2)用4 mol/L的稀硫酸代替1 mol/L的稀硫酸重复上述实验。
教学过程
【实验操作】
加入试剂 反应时间 反应速率
40 mL 1 mol·L-1硫酸 ________ ________
40 mL 4 mol·L-1硫酸 ________ ________
【实验结论】4 mol·L-1硫酸与锌反应比1 mol·L-1硫酸与锌反应的速率_______。
快
长
短
慢
快
教学过程
①测量一定时间内H+的浓度变化;
②测量一定时间内产生的H2的体积;
③测量一定时间内锌粒的质量变化。
①锌粒颗粒大小(表面积)基本相同(控制变量,避免表面积的干扰)。
②40 mL的稀硫酸溶液要迅速加入。
③装置气密性要好,且计时要迅速、准确。
注意
实验通过测量收集10 mL H2所用的时间,来表征反应速率的快慢,除了这个方式,还可以测量哪些物理量来表征速率快慢?
思考
教学过程
定量研究影响化学反应速率因素 实验视频
思维模型
“控制变量法”解题思维模板
教学过程
典例1.
课堂练习
一定温度下,反应①C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH>0,反应②2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH<0。下列有关以上两个反应的说法正确的是( )
A.降低温度反应①的速率减小,反应②的速率增大
B.增大压强反应①的速率不变,反应②的速率增大
C.增大压强反应①的速率增大,反应②的速率增大
D.升高温度反应①的速率增大,反应②的速率减小
【答案】C
【解析】降低温度反应速率减小,升高温度反应速率增大,A、D错误;对于有气体参加的可逆反应,增大压强反应速率增大,减小压强反应速率减小,B错误,C正确。
典例2.
课堂练习
如图安装好实验装置(装置气密性良好),在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(Zn的相对原子质量为65),通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L-1的稀硫酸,将产生的H2收集在注射器中,10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是( )
A.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用H+表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
B.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
C.用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s-1
D.用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s-1
下列叙述不正确的是( )
A.反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=== Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
B.Na2S2O3的浓度越大,反应速率越快
C.a=4
D.b=2
【答案】D
【解析】反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,A正确;在其他条件不变时,反应物的浓度越大,反应速率越快,B正确;该实验是研究浓度对化学反应速率的影响,根据①可知,3% Na2S2O3溶液与所加水的总体积为6 mL,则a=4,b=1,C正确,D错误。
典例10.为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇,某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g),测定的部分实验数据如下:
课堂练习
某同学做浓度对化学反应速率的影响的实验时,将3支试管分别编号为①②③,实验结束后记录的数据如下表所示:
典例3.
课堂练习
下列叙述不正确的是( )
A.反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4= Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
B.Na2S2O3的浓度越大,反应速率越快
C.a=4
D.b=2
【答案】D
【解析】反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,A正确;在其他条件不变时,反应物的浓度越大,反应速率越快,B正确;该实验是研究浓度对化学反应速率的影响,根据①可知,3% Na2S2O3溶液与所加水的总体积为6 mL,则a=4,b=1,C正确,D错误。
课堂小结
外因
温度
浓度
催化剂
接触面积
压强(气体)
化学反应速率
影响因素
内因:
反应物本身的性质
感 谢 倾 听