新教材必修二丨高中新教材學案導學設計：實驗活動7 學案設計

實驗活動7化學反應速率的影響因素學習目標1.體驗濃度、溫度和催化劑對化學反應速率的影響。理解改變反應條件可以調(diào)控化學反應的速率。2.初步探究溫度、濃度和催化劑對化學反應速率的影響結(jié)果。通過實驗,提高處理實驗數(shù)據(jù)和分析實驗結(jié)果的能力。3.了解實驗的反應原理,初步認識和把握實驗成功的關鍵。認識實驗方法的選擇及反應條件的控制在實驗探究中的重要性。嘗試用比較法來尋找實驗的最佳方案。重、難點重點:影響化學反應速率的外界因素。難點:實驗方法的選擇及反應條件的控制在實驗探究中的重要性。課堂探究主題學習探究過程提升素養(yǎng)情境引入【復習】1.對于反應A2+3B22AB3,以下表示的反應速率,速率最大的是()A.v(A2)=0.4mol·L-1·min-1B.v(B2)=0.8mol·L-1·min-1C.v(AB3)=0.6mol·L-1·min-1 D.v(A2)=0.01mol·L-1·s-12.1830年,法國化學品制造商庫爾曼就提出,氨能跟氧氣在鉑催化下反應生成硝酸和水,其中第一步反應為:4NH3+5O24NO+6H2O,若反應速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(H2O)[單位為mol·L-1·min-1]表示,則正確的關系是()A.4v(NH3)5=v(O2) B.5C.2v(NH3)3=v(H2O) 【觀看多媒體】煤與石油的形成過程,鞭炮爆炸的過程?！舅伎肌窟@兩個片段說明了什么問題?復習化學反應速率的表達式,體會不同物質(zhì)的反應速率之間的關系。一、影響化學反應速率的因素【思考】1.影響化學反應速率的因素有哪些?舉例說明。2.你怎樣才能知道這些因素能夠影響化學反應速率的快慢?3.你可以借助于什么化學反應現(xiàn)象來判斷化學反應的快慢?4.一個實驗的結(jié)果會受到多種因素的影響,為了使實驗結(jié)論更加具有說服力,最好采用對照實驗的方法。什么是對照實驗?形成分析影響因素這類問題的思維模型,包括內(nèi)因和外因,內(nèi)因一般是決定因素,但是不易改變,所以通常重點研究外因。通過可以觀察到的外界現(xiàn)象,培養(yǎng)發(fā)散思維。二、實驗設計【提示】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)俗稱大蘇打或海波,是無色或淡黃色晶體,能風化和潮解,純品可做照相定影劑、去氯劑和分析試劑,還用于皮革、紡織等工業(yè)。本堂課的主要任務是利用實驗探究濃度和溫度對S2O32-+2H+SO2+S+H2O反應速率的影響;利用實驗探究催化劑對H2O了解硫代硫酸鈉物質(zhì)的性質(zhì),理解該實驗的原理。三、實驗探究【實驗1】濃度對化學反應速率的影響。取兩支大小相同的試管,分別加入2mL和1mL0.1mol·L-1Na2S2O3溶液,向盛1mL0.1mol·L-1Na2S2O3溶液的試管中加入1mL蒸餾水,搖勻。再同時向上述兩支試管中加入2mL0.1mol·L-1H2SO4溶液,振蕩。觀察、比較兩支試管中溶液出現(xiàn)渾濁的快慢。實驗編號加入0.1mol·L-1Na2S2O3溶液的體積/mL加入水的體積/mL加入0.1mol·L-1硫酸溶液的體積/mL出現(xiàn)渾濁所用時間12022112【實驗2】溫度對化學反應速率的影響。認真觀察,記錄現(xiàn)象。續(xù)表主題學習探究過程提升素養(yǎng)三、實驗探究取兩支大小相同的試管,分別加入2mL0.1mol·L-1Na2S2O3溶液,分別放入盛有冷水和熱水的兩個燒杯中。再同時向上述兩支試管中加入2mL0.1mol·L-1H2SO4溶液,振蕩。觀察、比較兩支試管中溶液出現(xiàn)渾濁的快慢。實驗編號加入0.1mol·L-1Na2SO3溶液的體積/mL加入0.1mol·L-1硫酸溶液的體積/mL水浴溫度/℃出現(xiàn)渾濁所用時間122222【實驗3】催化劑對化學反應速率的影響。向三支大小相同的試管中各加入2mL10%H2O2溶液,再向其中的兩支試管中分別加入少量的MnO2粉末和2滴1mol·L-1FeCl3溶液。觀察、比較三支試管中氣泡出現(xiàn)的快慢。【現(xiàn)象分析】根據(jù)實際情況分析實驗現(xiàn)象,并得出結(jié)論。四、知識應用1.下列關于化學反應速率的說法,正確的是(填序號)。

①用鐵片和稀鹽酸反應制取氫氣時,再滴加適當?shù)臐恹}酸可以加快反應速率②增加反應物的用量,不一定會增大化學反應速率③決定化學反應速率的主要因素是反應物的濃度④已知工業(yè)合成氨的反應正反應方向放熱,所以升高溫度正反應速率減慢,逆反應速率加快⑤對于有氣態(tài)物質(zhì)參加的反應,增大容器壓強,不一定能加快化學反應速率⑥用鋅與稀硫酸反應制H2時,滴加幾滴硫酸銅溶液一定能加快反應速率⑦光是影響某些化學反應速率的外界條件之一2.請利用所學知識回答問題:消防隊員救火時,開門都很小心,因為門一打開就有可能發(fā)生爆炸。請解釋其中的原因。通過練習,進一步掌握影響化學反應速率的因素。學以致用:在情境中解決問題,進一步增強對反應速率影響因素的理解。小結(jié)【回顧】1.內(nèi)因是決定化學反應速率的重要因素。2.其他條件不變,增大反應物的濃度、提高反應的溫度、加入適當催化劑均可提高化學反應速率。核心素養(yǎng)專練1.下列影響化學反應速率的因素中,屬于內(nèi)在因素的是()A.物質(zhì)的性質(zhì) B.濃度C.溫度 D.催化劑2.某同學設計了探究影響反應速率因素的如下兩組實驗,該同學探究的影響因素是()第一組第二組A.濃度 B.壓強 C.溫度 D.催化劑3.下列實驗操作不能達到預期目的的是()選項實驗操作預期目的A相同溫度下,將等質(zhì)量的大理石塊、大理石粉末分別加入等體積、等濃度的鹽酸和醋酸中,觀察氣泡產(chǎn)生的快慢驗證固體接觸面積對化學反應速率的影響B(tài)向2支試管中加入同體積、同濃度酸性KMnO4溶液,再分別加入同體積不同濃度過量的H2C2O4溶液溶液濃度是影響化學反應速率的一種因素C向含有Fe2+的溶液中滴入KSCN溶液,溶液不變紅,然后通入氯氣,溶液變紅氯氣具有氧化性,能將Fe2+氧化成Fe3+D相同溫度下,兩支試管中裝有等體積、等濃度的H2O2溶液,向其中分別加入少量FeCl3固體和少量的MnO2固體驗證不同催化劑對H2O2分解速率的影響4.下列關于影響化學反應速率的條件的說法正確的是()A.增大壓強一定能加快化學反應速率B.使用催化劑對化學反應速率沒影響C.增加反應物的量一定能加速化學反應速率D.升高溫度,一般能加快化學反應速率5.下列說法正確的是()A.化學反應速率是對可逆反應而言的,非可逆反應不談化學反應速率B.在可逆反應中,正反應的化學反應速率是正值,逆反應的化學反應速率是負值C.同一化學反應中,化學反應速率可用反應物濃度的改變表示,也可用生成物濃度的改變表示,其值可能相同,也可能不同D.化學反應速率的單位可以是g·L-1·s-1,也可以是kg·L-1·s-16.下列有關化學反應速率的說法正確的是()A.根據(jù)化學反應速率的大小可以知道化學反應進行的快慢B.對于任何化學反應來說,反應速率越小,反應現(xiàn)象就越明顯C.化學反應速率越大,說明化學反應進行得越徹底D.改變反應條件只能加快化學反應速率7.下列關于化學反應速率的說法正確的是()A.化學反應速率是指單位時間內(nèi)任何一種反應物或生成物的濃度變化量B.化學反應速率是指某一時刻,某種反應物的瞬時速率C.在反應過程中,反應物的濃度逐漸減少,所以用反應物表示的化學反應速率為負值D.同一反應,用不同物質(zhì)表示的化學反應速率之比等于其化學計量數(shù)之比8.對于化學反應C(s)+O2(g)CO2(g)來說,下列有關說法不正確的是()A.增加木炭的物質(zhì)的量,化學反應速率會加快B.升高溫度,化學反應速率會加快C.將反應容器的體積縮小,化學反應速率會加快D.將木炭粉碎成粉末狀,化學反應速率會加快9.一定溫度下,在某密閉容器中發(fā)生反應2HI(g)H2(g)+I2(g),若15s內(nèi)c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1,則下列說法正確的是()A.該15s內(nèi)用I2表示的平均反應速率v(I2)=0.002mol·L-1·s-1B.c(HI)由0.07mol·L-1降到0.04mol·L-1所需的反應時間為15sC.恒容條件下向容器中充入HI氣體,化學反應速率不變D.縮小容器體積,化學反應速率加快10.化學反應速率是描述化學反應進行快慢程度的物理量。下面是某同學測定化學反應速率并探究其影響因素的實驗。Ⅰ.測定化學反應速率該同學利用如圖裝置測定化學反應速率。(1)除如圖裝置所示的實驗用品外,還需要的一件實驗用品是。

(2)圓底燒瓶中所發(fā)生反應的離子方程式為。

(3)若在2min時收集到224mL(已折算成標準狀況)氣體,可計算出該2min內(nèi)H+的反應速率,而該測定值比實際值偏小,其原因是。

(4)利用該化學反應,試簡述測定反應速率的其他方法:(寫一種)。

Ⅱ.探究化學反應速率的影響因素為探討反應物濃度對化學反應速率的影響,設計的實驗方案如下表。(已知I2+2Na2S2O3Na2S4O6+2NaI,其中Na2S2O3溶液均足量)實驗序號體積V/mL時間/sNa2S2O3溶液淀粉溶液碘水水①10.02.04.00.0T1②8.02.04.02.0T2③6.02.04.0VxT3(5)表中Vx=mL,T1、T2、T3的大小關系是。

11.為探究影響化學反應速率的因素,某研究小組設計了如下五個實驗。按要求回答下列問題(已知:Cu2+、Fe3+對H2O2的分解起催化作用)。(1)為探究溫度對化學反應速率的影響,應選擇實驗(填序號,下同),選擇的依據(jù)是。

(2)為探究催化劑對化學反應速率的影響,同時探究催化劑不同,催化效果不同,應選擇實驗。

(3)通過觀察發(fā)現(xiàn)實驗⑤比實驗③現(xiàn)象明顯,其原因是。

(4)根據(jù)上述實驗,用H2O2快速制取少量O2,可采取的三條措施為。

參考答案課堂探究【情境引入】【復習】1.D2.D【思考】化學反應有快有慢。一、探究影響化學反應速率的因素【思考】1.物質(zhì)本身的性質(zhì)、濃度、溫度、接觸面的大小、催化劑等。2.實驗法。3.可以通過觀察產(chǎn)生氣泡的快慢、沉淀產(chǎn)生的快慢、顏色變化的快慢等來判斷化學反應的快慢。4.對照實驗:在研究某一項條件對化學反應速率的影響時,其他影響化學反應速率的條件必須完全相同。三、實驗探究根據(jù)實際實驗情況填空表格。四、知識應用1.①②⑤⑥⑦①鐵和稀鹽酸反應生成氫氣,滴加適當?shù)臐恹}酸可以增大反應物的濃度,反應速率增大,①正確;②反應物為純固體和純液體時,增加反應物的用量,不會增大化學反應速率,反應物為氣體或溶液時,增加反應物的用量使其濃度增大,反應速率增大,②正確;③決定化學反應速率的主要因素是內(nèi)因,即物質(zhì)本身的性質(zhì),③錯誤;④升高溫度,放熱反應、吸熱反應的反應速率均增大,④錯誤;⑤增大容器壓強,反應物濃度不一定增大,故反應速率不一定增大,⑤正確;⑥滴加幾滴硫酸銅溶液,Zn和硫酸銅反應置換出了Cu,局部形成Cu-Zn原電池,加快了反應速率,⑥正確;⑦有些反應在光照的條件下才能進行,說明,光是影響某些化學反應速率的外界條件之一,⑦正確。2.開門時會增大氧氣濃度,增大化學反應速率。核心素養(yǎng)專練1.A解析:影響化學反應速率的內(nèi)在因素是物質(zhì)本身的性質(zhì),是化學反應速率的決定因素,濃度、溫度、催化劑是影響化學反應速率的外界因素,故選A。2.D3.A4.D解析:壓強對反應速率的影響只適用于有氣體參與的反應,故改變壓強,反應速率不一定改變,A錯誤;催化劑能改變化學反應速率,B錯誤;增加固體反應物的量對化學反應速率沒有影響,C錯誤;升高溫度,加快化學反應速率,正確;故答案為D。5.C解析:化學反應速率是對所有的化學反應而言的,故A錯誤;無論正、逆反應速率都是正值,故B錯誤;同一個化學反應中,化學反應速率可以用反應物的濃度變化,也可以用生成物的濃度變化表示,數(shù)值可能相同,也可能不同,但表示的意義相同,都表示此反應的平均速率,故C正確;化學反應速率的單位是mol·L-1·s-1或者mol·L-1·min-1,故D錯誤。6.A解析:化學反應速率是衡量化學反應進行的快慢程度的物理量,所以根據(jù)化學反應速率的大小可以知道化學反應進行的快慢,A正確;化學反應進行的快慢與反應現(xiàn)象是否明顯無關系,B錯誤;化學反應速率越大不能說明化學反應進行得就越徹底,C錯誤;改變反應條件,既能加快化學反應速率,也能降低反應速率,D錯誤。7.D解析:化學反應速率通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少量或生成物的濃度增加量來表示。固體和純液體的濃度為常數(shù),不用來表示化學反應速率,A選項錯誤;化學反應速率是指某一時間段內(nèi)的平均反應速率,不是瞬時速率,B選項錯誤;反應物濃度的減少量或生成物的濃度增加量,都為正值,所以反應速率都為正值,C選項錯誤;同一反應,用不同物質(zhì)表示的化學反應速率之比等于其化學計量數(shù)之比,D選項正確。8.A9.D解析:該15s內(nèi),v(I2