专题2.2影响化学反应速率的因素(导学案+教学案+测)-2017-2018学年高二化学同步精品课堂(选修4)

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名称 专题2.2影响化学反应速率的因素(导学案+教学案+测)-2017-2018学年高二化学同步精品课堂(选修4)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2017-10-07 21:53:37

文档简介

【学习目标】
了解外部条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响,
认识一般规律;
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外界条件对化学反应速率的影响。
【教学重点】
浓度、压强对反应速率的影响
【教学难点】
浓度、压强对反应速率的影响
【自主学习】
1、有效碰撞可以认为是发生化学反应的
_________
条件。
2、能够发生有效碰撞的分子叫做
__________

3、把活化分子比反应物所多出的那部分能量称做__________
。右图中的________是反应的活化能,_____是活化分子变成生成物分子放出的能量,___________是反应热。活化能的大小虽然意味着一般分子变成活化分子的难易,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。
4、在其他条件不变时,对于某一反应来说,活化分子在反应物分子中所占的百分数是__________的。
5、化学反应速率与分子间的____________有关,因此所有能够________________、___________
以及_______________的方法,都可以用来_____________、____________反应的速率。


__________
、使用
等是我们已经用过的方法。
二、影响化学反应速率的因素
结合下列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
(1)汽车安全气囊发生的反应2NaN3=2Na+3N2在约0.03s内完成;
(2)钟乳石平均生长速度是每十年增加约1mm;
(3)向炉膛中鼓风;
(4)糕点包装中放置除氧剂;
(5)将食物保存在冰箱中;
(6)用高压锅煮食物;
(7)加酶洗衣粉;
(8)用煤粉代替煤块。
1.影响化学反应速率的因素内因有
2.影响反应速率的外因主要有
3.你还能想到哪些生活中的事例
合作探究
【问题1】完成课本2-2实验,并且填写课本相应的表格。
【问题2】阅读课本P21压强对化学反应速率的影响,思考增大压强,化学反应速率一定增大吗?
【问题3】完成实验2-3和科学探究?
【问题4】完成实验2-4和科学探究
【问题5】除上述方法提高反应速率外,还有其他方法吗?
【练习】判断正误
【自主练习】判断正误
(1)催化剂能降低反应所需的活化能,△H也会发生变化
(2)温度和催化剂能改变活化分子的百分数
(3)对于反应A+B=C,改变容器的体积,化学反应速率一定发生变化
(4)MnO2能加快所有化学反应的速率
1、对于在一定条件下进行的化学反应:2SO2+O22SO3,改变下列条件,可以提高反应物中活化分子百分数的是


A、增大压强
B、升高温度
C、加入催化剂
D、减小反应物浓度
2、将4
mol
A气体和2
mol
B气体在2
L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2
s后测得C的浓度为0.6
mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应平均速率为0.3
mol·L-1·s-1②用物质B表示的反应的平均速率为0.6
mol·L-1·s-1③2 s时物质A的转化率为70%④2 s时物质B的浓度为0.7
mol·L-1
其中正确的是(
)A.①③
B.①④
C.②③
D.③④
3、从下列实验事实所引出的相应结论正确的是(

选项
实验事实
结论
A
其他条件相同,Na2S2O3溶液浓度越大,析出硫沉淀所需时间越短
当其他条件不变时,增大反应物浓度化学反应速率加快
B
在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变
催化剂一定不参与化学反应
C
H+浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒反应
反应开始速率相同
D
在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),把容积缩小一倍
正反应速率加快,逆反应速率不变
4、把石灰石浸入盐酸中,下列措施能使反应速率增大的是


A、加大盐酸用量B、增大盐酸浓度C、粉碎石灰石
D、增大体系压强
5、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加快的是
(   )
A、加热
B、将稀硫酸改为98%的浓硫酸
C、
加少量硫酸铜溶液
D、
铁片改用铁粉
6、NO和CO都是汽车尾气里的有毒气体,他们之间能缓慢反应生成N2和CO2,,对于该反应的下列说法中正确的时             (   )
A、降低压强能增大反应速率     B、使用适当催化剂增大反应速率
C、升高温度能增大反应速率     D、增大压强对该反应速率无影响
7、在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察右图,然后回答问题。
(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的△H
=____
____
(用含E1、E2的代数式表示)。
(2)已知热化学方程式:H2(g)+
O2(g)
=
H2O(g)
△H
=
-
241.8
kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2
kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为____________________。
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是_________________________。
自主学习
一、1.
必要;2.活化分子;3.活化能,E1,E1-E2,4.一定;5.有效碰撞的频率,改变内能,运动速率,碰撞几率,改变,控制,加热,搅拌,增大反应物的浓度,催化剂;二、1.(1)、(2);2.(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8);3.略。
合作探究
【问题2】其他条件不变时,增大压强(缩小容器的体积),化学反应速率增大,减小压强(增大容器的体积),化学反应速率降低;增大压强,增加单位体积内活化分子的个数,有效碰撞次数增多,化学反应速率增大;增大压强相对于增大浓度,压强对化学反应速率的影响,研究的对象是气体,对固体和液体无影响;注意:恒容状态下,充入非反应气体,虽然压强增大,但组分的浓度不变,化学反应速率不变;恒压状态下,充入非反应气体,容器的体积增大,组分的浓度减小,化学反应速率降低。
【问题3】其他条件不变,升高温度,反应速率加快,升高温度,增加了活化分子的百分数,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,每升高10℃,
速率
要增大到原来的2~4倍。
【问题4】中学阶段,使用催化剂加快反应速率,使用催化剂降低活化能,提高活化分子百分数,有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。
【问题5】光能、超声波、接触面积、原电池等。
【自主练习】
×√××
【随堂检测】1BC
2B
3AC
4BC
5
B
6
BC
7
(1)放热;-(E1-E2)kJ·mol-1;(2)409kJ·mol-1;(3)催化剂。
反应过程
能量
(kJ/mol)
反应物
分子
生成物
分子
活化
分子
反应物的
总能量(E1)
生成物的
总能量(E2)
(Ⅰ)
(Ⅱ)
活化分子的最低能量(测试时间:
30分钟
满分
100分)
姓名:
班级:
得分:
一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)
1.下列条件一定能使反应速率加快的是:①增加反应物的物质的量
②升高温度③缩小反应容器的体积④加入生成物
⑤加入催化剂(

A.全部
B.①②⑤
C.②
D.②③
【答案】C
【解析】①如果反应物是固体,增加固体反应物的物质的量,但浓度不变,反应速率不变,故①错误;②温度升高,反应速率一定加快,故②正确;③没有气体参加的反应,缩小容器体积,增大压强,反应速率不变,故③错误;④增加的生成物状态若是固体,加入生成物反应速率不变,故④错误;⑤催化剂有加快反应速率的,还有降低反应速率的催化剂,所以加入催化剂,反应速率不一定加快,故⑤错误;故选C。
2.下列说法正确的是(

A.反应物分子的每次碰撞都能发生化学反应
B.活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
C.能够发生化学反应的碰撞是有效碰撞
D.增大反应物浓度时,活化分子百分数增大
【答案】C
点睛:本题考查活化能及其对反应速率的影响。注意活化分子、有效碰撞以及活化能等概念的理解,活化分子之间的碰撞不一定为有效碰撞,当发生化学反应的碰撞才是有效碰撞。
3.100mL
6mol.L-1的硫酸溶液与过量锌粉反应,在一定温度下为了减缓反应速率但又不影响生成氢气的总质量,可向反应物中加入适量的


A.硝酸
B.水
C.硫酸氢钾
D.氯化氢气体
【答案】B
4.室温时,将同种规格的铝片分别投入下列物质中,生成氢气的反应速率最大的是(  )
A.0.1mol/L盐酸15mL
B.0.15mol/L硫酸8mL
C.0.2mol/L盐酸12mL
D.18mol/L硫酸15mL
【答案】B
【解析】氢离子浓度越大反应速率越大,但铝在18mol/L硫酸中钝化,故B正确。
5.下列各组溶液同时开始反应,最先出现浑浊现象的是(

组别
反应温度(℃)
反应物
加水体积(ml)
Na2S2O3
H2SO4
体积(ml)
浓度(mol/L)
体积(ml)
浓度(mol/L)
A
40
5
0.2
5
0.1
10
B
10
10
0.1
10
0.1
0
C
10
5
0.1
5
0.2
10
D
40
5
0.2
5
0.2
10
【答案】D
【解析】温度越高、浓度越大,反应速率越快,最先出现浑浊,根据表中数据,选项D中温度高,硫酸的浓度大,因此D反应速率最快,最先出现浑浊,故D正确。
点睛:最先出现沉淀,从影响化学反应速率因素中考虑,根据表格数据,温度最高,反应速率最快,因此排除选项B和C,然后看浓度,记住浓度是混合后的浓度,浓度越大,反应速率越快,从而判断出选项。
6.将a
g块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中的实线所示,在相同条件下,将b
g
(
a>b
)粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是(  )
【答案】C
【解析】盐酸是足量的,CaCO3不足,因为a>b,因此a产生的CO2多,粉末状的增加与CaCO3的接触面积,反应速率比块状的快,故选项C正确。
7.下列有关化学反应速率的说法中,
正确的是
A.l00mL2mol/L的盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率不变
B.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
C.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,加入少量的硫酸铜溶液,反应速率不变
D.容器中N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当温度、压强不变,充入惰性气体,反应速率减慢
【答案】D
8.反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
A.增加少量的C
B.保持压强不变,充入N2使容器体积增大
C.保持体积不变,充入H2使体系压强增大
D.将容器的体积缩小为原来的一半
【答案】A
【解析】C是固体,增加少量的C,浓度不变,所以速率不变,故A正确;保持压强不变,充入N2使容器体积增大,浓度减小,速率减慢,故B错误;保持体积不变,充入H2使体系压强增大,氢气浓度增大,反应速率加快,故C错误;将容器的体积缩小为原来的一半,浓度增大,反应速率加快,故D错误。
9.下列实验能达到相应目的是(  )
选项
A
B
C
D
实验过程
实验目的
将乙二醇(HOCH2CH2OH)转化为乙二酸(H2C2O4)
比较氯化铁和二氧化锰对H2O2分解反应的催化效果
证明稀硝酸与铜反应时表现出氧化性
用SO2与Ba(NO3)2反应获得BaSO3沉淀
【答案】C
10.反应3Fe(s)+4H2O(g)
Fe3O4+4H2(g)在容积不变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
A.将铁片变成铁粉
B.升高温度
C.增大水蒸气浓度
D.充入Ne
【答案】D
【解析】A.将铁片变成铁粉可以增大反应物的接触面积,化学反应速率加快;
B.升高温度,化学反应速率加快;C.增大水蒸气浓度
,可以加快正反应速率;
D.充入Ne,对各反应物的浓度没有影响,所以化学反应速率几乎不变,D符合题意,选D。
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
11.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)(标况下)
50
120
232
290
310

哪一时间段(指①0~1、②1~2、③2~3、④3~4、⑤4~5
min,下同)反应速率最大______
(填序号,下同),原因是_____________________________


哪一段时段的反应速率最小______,原因是________________________。

求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变,不要求写出计算过程)_________________


如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:
A..蒸馏水
B.KNO3溶液
C.NaCl溶液
D.CuSO4溶液
你认为可行的是(填编号)
_______________________

【答案】③
该反应放热,2-3min时温度最高

溶液中H+的浓度变小了
0.1mol·L-1·min-1
AC
设需要盐酸的物质的量是x
mol,
x=0.01mol
mol·L-1·min-1;

改变反应速率的方法有:改变浓度、改变温度、改变固体表面积等;
A..蒸馏水,盐酸浓度变小,反应速率减慢,产生氢气的量不变,故A正确;
B.加入KNO3溶液生成硝酸,硝酸具有强氧化性,不能生成氢气,故B错误;
C.加入NaCl溶液,盐酸体积增大,浓度减小
,反应速率减慢,产生氢气的量不变,故C正确;
D.CuSO4溶液,形成铜锌原电池,加快反应速率,故D错误。
点睛:盐酸与金属反应放热,溶液温度升高,所以反应速率逐渐增大;随反应进行,盐酸浓度明显减小,所以反应最后有逐渐减慢。
12.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果甲乙两组同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
(1)图一可通过观察____________________现象来定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是__________________,你认为还可以作其他何种改进?
_____________________。
(2)图二可用于定量比较反应的快慢,检查图二装置气密性的方法是________________。
利用图二做实验时需测量的数据是_____________________。
【答案】反应产生气泡快慢(或反应完成的先后或试管壁的冷热程度)控制阴离子相同,排除阴离子的干扰将FeCl3改为Fe2(SO4)3关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否回到原位,如回到原位证明气密性良好一定时间内收集到的气体体积或收集一定体积的气体所需要的时间
13.某化学小组利用硫代硫酸钠进行了相关的实验。
已知:Na2S2O3
+
H2
SO4
Na2SO4
+
SO2↑+S↓+H2O,某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时,设计了如下系列实验:
实验序号
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
c/(mol/L)
V/mL

20
10.0
0.10
10.0
0.50
0

40
V1
0.10
V2
0.50
V3

20
V4
0.10
4.0
0.50
V5
(1)该实验①、②可探究温度对反应速率的影响,因此V1=V2
=________,V3=_______;
(2)若V4=10.0,V5=6.0,则实验①、③可探究__________对反应速率的影响。
【答案】10.0
0
【解析】由表中所给数据可知:实验①、②温度不同故实验①、②则是探究温度对反应速率影响,则V1=10.0ml,V2=10.0ml;V3=0ml;(2)实验①、③温度相同,所取稀硫酸量不同,故实验①、③则是探究浓度对反应速率影响。一、教材分析
《影响化学反应速率的因素》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第2章《
化学反应速率和化学平衡》第2节的教学内容,主要学习影响化学反应速率的外界因素及其影响规律和理论解释。本节内容是对化学2中已经介化学反应速率的知识的提升,重点介绍的是影响浓度、温度对影响化学反应速率的影响规律及理论解释。
二、教学目标:
1.知识与技能
①理解外部条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响,
认识一般规律;
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外界条件对化学反应速率的影响。。
2.过程与方法
在学习中,在仔细、全面、准确观察实验现象的基础上,要积极将感性认识上升到理性认识,也就是培养自己透过现象看本质的能力。
3.情感态度与价值观
(1)通过对实验的操作,培养学生勇于实践的科学精神和科学态度。
(2)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
三、教学重难点
教学重点
浓度、压强对反应速率的影响
教学难点
浓度、压强对反应速率的影响
四、教学过程
预习探究(学生用)
1、有效碰撞可以认为是发生化学反应的
必要
条件。
2、能够发生有效碰撞的分子叫做
活化分子

3、把活化分子比反应物所多出的那部分能量称做活化能
。右图中的
E1是反应的活化能,E2
是活化分子变成生成物分子放出的能量,
E1-E2是反应热。活化能的大小虽然意味着一般分子变成活化分子的难易,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。
4、在其他条件不变时,对于某一反应来说,活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。
5、化学反应速率与分子间的有效碰撞的频率有关,因此所有能够改变内能、
运动速率
以及碰撞几率的方法,都可以用来改变、控制反应的速率。
加热

搅拌

增大反应物的浓度
、使用
催化剂
等是我们已经用过的方法。
二、影响化学反应速率的因素
结合下列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
(1)汽车安全气囊发生的反应2NaN3=2Na+3N2在约0.03s内完成;
(2)钟乳石平均生长速度是每十年增加约1mm;
(3)向炉膛中鼓风;
(4)糕点包装中放置除氧剂;
(5)将食物保存在冰箱中;
(6)用高压锅煮食物;
(7)加酶洗衣粉;
(8)用煤粉代替煤块。
1.影响化学反应速率的因素内因有
(1)、(2)
2.影响反应速率的外因主要有
(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)
3.你还能想到哪些生活中的事例
菜刀上涂抹一层油,金属制品涂一层油漆等等
互动课堂
(一)情景激思(教师用)
【引入】上节课,我们学习了化学反应速率,知道不同的反应,反应速率是不相同的,这是由于参加反应的物质本身的性质是决定化学反应速率的重要因素。那么,化学反应速率对于某一反应来说是不是就是一成不变的呢?今天我们一起学习探讨这个问题。
【教师强调】本节课主要内容是影响化学反应速率的因素。
【板书】影响化学反应速率的因素
【问题1】完成课本2-2实验,并且填写课本相应的表格。
【学生动手实验】
【教师总结】其他条件不变时,增大反应物(或生成物)的浓度,化学反应速率增大,减小反应物(或生成物)的浓度,反应速率降低;增大反应物的浓度,增加了单位体积内的活化分子的个数,有效碰撞次数增多,反应速率增大;注意固体和纯液体的浓度视为常数,改变的它们的量,化学反应速率不变。
【问题2】阅读课本P21压强对化学反应速率的影响,思考增大压强,化学反应速率一定增大吗?
【学生阅读课本并回答】
【教师总结】其他条件不变时,增大压强(缩小容器的体积),化学反应速率增大,减小压强(增大容器的体积),化学反应速率降低;增大压强,增加单位体积内活化分子的个数,有效碰撞次数增多,化学反应速率增大;增大压强相对于增大浓度,压强对化学反应速率的影响,研究的对象是气体,对固体和液体无影响;注意:恒容状态下,充入非反应气体,虽然压强增大,但组分的浓度不变,化学反应速率不变;恒压状态下,充入非反应气体,容器的体积增大,组分的浓度减小,化学反应速率降低。
【问题3】完成实验2-3和科学探究?
【学生动手实验】
【教师总结】其他条件不变,升高温度,反应速率加快,升高温度,增加了活化分子的百分数,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快,每升高10℃,
速率
要增大到原来的2~4倍。
【问题4】完成实验2-4和科学探究
【学生动手实验】
【教师总结】中学阶段,使用催化剂加快反应速率,使用催化剂降低活化能,提高活化分子百分数,有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。
【问题5】除上述方法提高反应速率外,还有其他方法吗?
【学生思考】
【教师总结】光能、超声波、接触面积、原电池等。
【板书】影响化学反应速率的因素
内因:物质本性
外因:浓度
温度
压强
催化剂等
一、浓度对反应速率的影响
1.其他条件不变时,增加反应物(气体或溶液)浓度,加快反应速率
2、
3、浓度增大→单位体积内活化分子数增加→有效碰撞次数增多→
速率加快。
二、压强对反应速率的影响
1有气体参加

其他条件不变时,增加压强(缩小容积),化学反应速率加快。
2原因:增大压强相当于增大浓度。
三、温度对反应速率的影响
1规律:其他条件不变,升高反应的温度,加快反应速率。
2原因:升高温度→活化分子的百分比增大→有效碰撞次数增多→
速率加快
每升高10℃,
速率
增大到原来的2~4倍。
四、催化剂对化学反应速率的影响
1
用催化剂,加快速率
2实质:
用催化剂→降低反应所需要的能量→活化分子的百分比增大→
有效碰撞次数增多→化学反应速率加快。
【自主练习】判断正误
(1)催化剂能降低反应所需的活化能,△H也会发生变化
(×,△H只与始态和终态有关,因此△H不变)
(2)温度和催化剂能改变活化分子的百分数
(√)
(3)对于反应A+B=C,改变容器的体积,化学反应速率一定发生变化
(×,改变容器的体积,化学反应速率发生变化,研究的对象是气体,不知道A、B、C的状态)
(4)MnO2能加快所有化学反应的速率
(×,只能作为部分化学反应的催化剂,如H2O2的分解、KClO3分解)
[教师点拨]学习知识时,不要只简单掌握知识,应该要记住知识的内涵和延伸。
五、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案,学生预习本节内容,找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等,最后进行当堂检测,课后进行延伸拓展,以达到提高课堂效率的目的。