魯科高中化學(xué)四外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響（導(dǎo)學(xué)案）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2-3-2外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解濃度、壓強(qiáng)、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響.2。知道反應(yīng)速率常數(shù)、活化能的含義,能夠根據(jù)相應(yīng)規(guī)律解決有關(guān)問(wèn)題?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】學(xué)習(xí)重點(diǎn):濃度、壓強(qiáng)、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：濃度、壓強(qiáng)、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響?！咀灾黝A(yù)習(xí)】1．根據(jù)課本試自學(xué)有關(guān)碰撞理論的知識(shí)。(1）有效碰撞：能夠引發(fā)的碰撞。（2)活化分子：能夠發(fā)生的分子。（3）活化能：活化分子比普通分子所多出的那部分能量.活化能越小，普通分子就越變成活化分子。如圖所示：反應(yīng)的活化能是，反應(yīng)熱是。（4)普通分子＋活化能eq\o（,\s\up7(活化)，\s\do5（去活化）)活化分子。（5)活化能與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系：在一定條件下，活化分子所占的百分?jǐn)?shù)是的.活化分子的越大,單位體積內(nèi)越多，單位時(shí)間內(nèi)的次數(shù)越多，化學(xué)反應(yīng)速率.活化能降低→普通分子變成活化分子→活化分子百分?jǐn)?shù)增大→有效碰撞次數(shù)增多→反應(yīng)速率加快。2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是的性質(zhì),不同化學(xué)反應(yīng)具有的反應(yīng)速率.外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率也產(chǎn)生影響?！绢A(yù)習(xí)檢測(cè)】1．決定化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因是()①溫度②壓強(qiáng)③催化劑④濃度⑤反應(yīng)物本身的性質(zhì)A．①②③④⑤ B．⑤C．①④ D．①②③④2．對(duì)于反應(yīng):2SO2＋O22SO3，當(dāng)其他條件不變時(shí),只改變一個(gè)反應(yīng)條件，將生成SO3的反應(yīng)速率的變化填入下表空格里(填“增大"、“減小”或“不變”)。編號(hào)改變的條件生成SO3的速率①升高溫度②降低溫度③增大O2的濃度④使用催化劑⑤壓縮體積⑥恒容下充入Ne合作探究探究活動(dòng)一：濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1．在298K時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液中的反應(yīng)H2O2＋2HI=2H2O＋I(xiàn)2在不同濃度時(shí)的速率如下表所示：實(shí)驗(yàn)編號(hào)12345c（HI）/mol·L－10.1000.2000。3000。1000.100c（H2O2)/mol·L－10。1000.1000。1000.2000。300v/mol·L－1·s－10。007600。01530。02270。01510。0228分析上表數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：(1)當(dāng)c(H2O2）恒定時(shí)，隨c（HI)增大，其反應(yīng)速率v的變化趨勢(shì)是，若c(HI)增大1倍，其反應(yīng)速率v的變化是。同理，當(dāng)c（HI）恒定時(shí)，反應(yīng)速率v與c（H2O2)之間有類似的變化規(guī)律。（2)由以上分析可知，其反應(yīng)速率與c（HI)·c（H2O2)成，上述反應(yīng)在不同濃度時(shí)的反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式是,該溫度下k的數(shù)值約是_。2．化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系(1）速率方程對(duì)于任意一個(gè)化學(xué)反應(yīng)aA＋bB=cC＋dD，其反應(yīng)速率方程為v＝kcm(A）cn（B），式子中m、n、k都由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，與化學(xué)方程式中的系數(shù)。（2）反應(yīng)速率常數(shù)速率方程中的比例系數(shù)k稱為反應(yīng)速率常數(shù),它表示.它具備以下特點(diǎn)：①與濃度無(wú)關(guān)，但受等因素的影響。溫度升高，k值通常.②通常情況下，k值越大,反應(yīng)進(jìn)行得。3．壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響對(duì)于氣體來(lái)說(shuō)，在一定溫度下，一定質(zhì)量的氣體所占的體積與壓強(qiáng)成反比.如圖所示，結(jié)論：增大壓強(qiáng),體積，濃度，化學(xué)反應(yīng)速率.微觀解釋：增大壓強(qiáng)→體積→反應(yīng)物濃度→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)→單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞→反應(yīng)速率；反之,反應(yīng)速率。（1)由于固體、液體粒子間的很小，增大壓強(qiáng)幾乎不能改變它們的，因此對(duì)只有固體或液體參加的反應(yīng)，壓強(qiáng)的變化對(duì)于反應(yīng)速率的影響可以忽略不計(jì)。（2)對(duì)于反應(yīng)N2＋3H22NH3，不同條件下，壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響①恒溫恒容密閉容器中a．充入N2,壓強(qiáng)，c（N2）,化學(xué)反應(yīng)速率。b．充入He（He與反應(yīng)無(wú)關(guān)）,壓強(qiáng)，但c(N2）、c(H2)、c(NH3）都，化學(xué)反應(yīng)速率。②恒溫恒壓密閉容器中充入He,體積，c（N2）、c(H2)、c（NH3)都，化學(xué)反應(yīng)速率。[歸納總結(jié)](1）改變濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律為增加反應(yīng)物濃度，速率增大.增加生成物濃度，速率增大.(2)固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，則固體量的增多，反應(yīng)速率，反應(yīng)速率還與固體的大小和生成物的速率有關(guān)。（3）壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響是通過(guò)改變氣體濃度實(shí)現(xiàn)的，故一般意義上增大氣體壓強(qiáng)是指壓縮氣體體積；對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),溫度一定時(shí)：壓強(qiáng)改變—eq\b\lc\|\rc\（\a\vs4\al\co1(—濃度改變→反應(yīng)速率改變,-濃度不變→反應(yīng)速率不變)）【學(xué)以致用】1．反應(yīng)C(s)＋H2O（g）CO（g）＋H2（g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是（）A．將容器的體積擴(kuò)大一倍B．將容器的體積縮小一半C．保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大D．保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大2．某恒容密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng):SO2（g）+NO2(g)SO3(g）+NO（g）ΔH=akJ·mol—1。某科研小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出SO2的轉(zhuǎn)化率（SO2、NO起始量一定)隨條件P的變化情況如下圖所示，下列說(shuō)法中正確的是（）A。10～15min內(nèi)反應(yīng)速率小于15～20min的反應(yīng)速率,P為升高溫度B。10~20min內(nèi)反應(yīng)速率小于20～40min的反應(yīng)速率,P為減小SO3的濃度C.10～15min內(nèi)反應(yīng)速率大于40～50min的反應(yīng)速率,P為減小壓強(qiáng)D。該反應(yīng)中，隨著反應(yīng)物濃度的減小，反應(yīng)速率一直減小探究活動(dòng)二：溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1．根據(jù)基元反應(yīng)碰撞理論,能量較高，相互之間發(fā)生碰撞，能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)物分子叫做活化分子.（1）化學(xué)反應(yīng)一般需要一個(gè)活化的過(guò)程，即能發(fā)生反應(yīng)的分子，必須是先能量后形成活化分子。(2)普通反應(yīng)物分子形成活化分子所吸收的叫活化能（Ea).對(duì)基元反應(yīng)而言，其活化能是活化分子平均能量與普通反應(yīng)物分子平均能量的。(3)活化能越高，反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)速率常數(shù).可見(jiàn)，活化能是決定化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因。2．溫度會(huì)影響反應(yīng)速率常數(shù)，從而影響化學(xué)反應(yīng)速率，下表列出了幾個(gè)反應(yīng)在298K和308K時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)之比.序號(hào)化學(xué)反應(yīng)eq\f（k308K，k298K)ANO＋O3=NO2＋O21.15BH2＋I(xiàn)22HI(氣體反應(yīng)）8。99CNH4CNO=（NH2）2CO3。58請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行討論：（1)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有怎樣的影響？(2)升高相同溫度,對(duì)不同化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響程度一樣嗎?為什么？（3)對(duì)于B反應(yīng):H2(g）＋I(xiàn)2（g）2HI(g)ΔH<0,則升高溫度時(shí)，v正和v逆應(yīng)如何變化？平衡如何移動(dòng)？[歸納總結(jié)]1．（1）一定條件下的化學(xué)反應(yīng)，升高溫度,可化學(xué)反應(yīng)速率,降低溫度，可化學(xué)反應(yīng)速率。（2）經(jīng)驗(yàn)規(guī)律對(duì)于在中發(fā)生的反應(yīng),溫度每升高10K，反應(yīng)速率增加到倍。此近似規(guī)律只對(duì)一些反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率做粗略估計(jì).（3）經(jīng)驗(yàn)公式（阿倫尼烏斯公式）k＝。Ea為，單位為J或。當(dāng)Ea〉0時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)，化學(xué)反應(yīng)速率。2．升高溫度，v正、v逆一般均加快，吸熱反應(yīng)增加的倍數(shù)放熱反應(yīng)增加的倍數(shù)。降低溫度,v正、v逆一般均減小,且吸熱反應(yīng)減小的倍數(shù)放熱反應(yīng)減小的倍數(shù)?！緦W(xué)以致用】3．可逆反應(yīng)2SO2(g）+O2（g）2SO3（g)ΔH〈0在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)，時(shí)間為t1時(shí)改變條件，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如圖。下列說(shuō)法正確的是（)A.維持溫度、反應(yīng)體系體積不變，t1時(shí)充入SO3(g)B。維持壓強(qiáng)不變,t1時(shí)升高反應(yīng)體系溫度C.維持溫度不變，t1時(shí)擴(kuò)大反應(yīng)體系體積D.維持溫度、壓強(qiáng)不變,t1時(shí)充入SO3（g）4．設(shè)C（s）＋CO2（g)2CO（g）ΔH〉0，反應(yīng)速率為v1,N2（g)＋3H2(g)2NH3（g）ΔH<0,反應(yīng)速率為v2，對(duì)于上述反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí),v1和v2的變化情況為（)A．同時(shí)增大 B．同時(shí)減小C．v1增大,v2減小 D．v1減小，v2增大探究活動(dòng)三：催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1．某些反應(yīng)使用催化劑前后的活化能及反應(yīng)速率常數(shù)之比如下表所示：化學(xué)反應(yīng)催化劑Ea/kJ·mol－1eq\f(k催，k無(wú))無(wú)催化劑有催化劑2HI=H2＋I(xiàn)2金1841051。6×108(503K)CH3CHO=CH4＋CO碘2101367。5×104（793K)2H2O2=2H2O＋O2過(guò)氧化氫酶75255.8×108(298K）分析上表數(shù)據(jù),回答下列問(wèn)題:（1）使用催化劑與否，其反應(yīng)的活化能有何變化？反應(yīng)速率常數(shù)有何變化？(2)使用催化劑對(duì)其化學(xué)反應(yīng)速率有怎樣的影響？(3）與其他因素(如濃度、溫度等)相比較,催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響程度如何？為什么?2．根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)操作要求完成實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，填寫下表:實(shí)驗(yàn)原理2H2O2eq\o（=，\s\up7（催化劑））2H2O＋O2↑實(shí)驗(yàn)操作在試管中先加入2mL5%的H2O2溶液，再加入1mL0.1mol·L－1FeCl3在試管中先加入2mL5％的H2O2溶液，再加入1mL0.1mol·L－1CuSO4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論［歸納總結(jié)](1）催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但反應(yīng)前后催化劑本身的和不變.催化劑通過(guò)參與化學(xué)反應(yīng)改變反應(yīng)歷程降低反應(yīng)的來(lái)提高反應(yīng)速率。（2）使用正催化劑，反應(yīng)速率顯著；使用負(fù)催化劑，反應(yīng)速率顯著.只要不特殊說(shuō)明，催化劑一般指正催化劑.(3)催化劑改變正、逆反應(yīng)速率。但催化劑引起平衡移動(dòng)，不改變化學(xué)平衡常數(shù)，不改變平衡轉(zhuǎn)化率.（4)催化劑具有選擇性。某反應(yīng)中的催化劑不一定適用于其他反應(yīng)，故工業(yè)生產(chǎn)中，常需要選取特定的催化劑來(lái)提高生產(chǎn)效率?！緦W(xué)以致用】5．對(duì)于某一可逆反應(yīng)，使用催化劑的作用在于()A．提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率B．同等程度改變正、逆反應(yīng)速率C．增大正反應(yīng)速率，減小逆反應(yīng)速率D．改變平衡混合物的組成6．NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì),它們能緩慢地起反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸細(xì)怏w:2NO＋2CO=N2＋2CO2.對(duì)此反應(yīng)，下列敘述正確的是（)A．使用催化劑能加快反應(yīng)速率B．壓強(qiáng)增大不影響化學(xué)反應(yīng)速率C．冬天氣溫低,反應(yīng)速率降低，對(duì)人體危害減小D．無(wú)論外界條件怎樣改變，均對(duì)此化學(xué)反應(yīng)的速率無(wú)影響【學(xué)習(xí)小結(jié)】口訣記憶方法：要想反應(yīng)快加速，增濃加壓升溫度；催化增大表面積,反應(yīng)也可加速度.【鞏固練習(xí)】1．SO2的催化氧化反應(yīng)(2SO2+O22SO3)是一個(gè)放熱反應(yīng)。如果反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行,下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A。因?yàn)榉磻?yīng)放熱,所以升高溫度會(huì)使反應(yīng)速率減慢B.通過(guò)調(diào)控反應(yīng)條件,SO2可以100％的轉(zhuǎn)化為SO3C.當(dāng)SO2與SO3的濃度相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡D.使用催化劑的目的是加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率2．同質(zhì)量的鋅與鹽酸反應(yīng)，欲使反應(yīng)速率增大，選用的反應(yīng)條件正確的組合是(）①鋅粒②鋅片③鋅粉④5％的鹽酸⑤10%的鹽酸⑥15％的鹽酸⑦加熱⑧用冷水冷卻⑨不斷振蕩⑩迅速混合后靜置A．②⑥⑦⑩B．①④⑧⑩C．③⑤⑦⑨D．③⑥⑦⑨3．已知：CO2(g）+3H2（g)CH3OH(g）+H2O（g)ΔH=-49。0kJ·mol-1。一定條件下，向體積為1L的恒容密閉容器中充入1molCO2和3molH2，測(cè)得CO2和CH3OH（g)的濃度隨時(shí)間變化曲線如圖所示。下列敘述中正確的是（)A.3min時(shí)，用CO2的濃度表示的正反應(yīng)速率等于用CH3OH的濃度表示的逆反應(yīng)速率B。從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,H2的平均反應(yīng)速率v（H2）=0。225mol·L—1·min—1C.13min時(shí)，向容器中充入2mol氦氣，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率增加D.13min時(shí),向容器中充入2mol氦氣，CO2的轉(zhuǎn)化率增加4．對(duì)于反應(yīng)：N2＋O22NO，在密閉容器中進(jìn)行，下列條件能加快反應(yīng)速率的是(）A．縮小體積使壓強(qiáng)增大B．體積不變使壓強(qiáng)減小C．體積不變充入He使氣體壓強(qiáng)增大D．使總壓強(qiáng)不變，充入Ne5．對(duì)于①N2(g）＋3H2（g)2NH3(g）ΔH<0②2NH3（g)N2(g)＋3H2(g)ΔH>0其中v－t圖像為（1)反應(yīng)①t1時(shí)刻改變的條件為_(kāi)_______________________________________________________________________.t2時(shí)刻改變的條件為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)反應(yīng)②t1時(shí)刻改變的條件為_(kāi)_______________________________________________________________________。t2時(shí)刻改變的條件為_(kāi)______________________________________________________________________?！究偨Y(jié)與反思】通過(guò)自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)相結(jié)合對(duì)本節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思感悟。【參考答案】【自主預(yù)習(xí)】1．(1）化學(xué)反應(yīng)(2）有效碰撞（3）容易，E1，E1—E2；（5)固定不變，百分?jǐn)?shù)，活化分子數(shù),有效碰撞，越快2．反應(yīng)物本身,不同【預(yù)習(xí)檢測(cè)】1。B2.①增大②減?、墼龃螈茉龃螈菰龃螈薏蛔儭竞献魈骄俊刻骄炕顒?dòng)一：1。(1）增大，增大1倍；（2）正比，v＝kc（H2O2）·c（HI），0。760L·mol－1·s－12。（1）無(wú)關(guān)；（2）單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率；①溫度，催化劑,固體表面性質(zhì)；增大；②越快3。縮小，增大,加快；縮小,增大，增多,增加，加快，減慢(1）空隙，濃度；（2）①a.增大,增大，加快；b.增大，不變，不變;②增大,減小，減小[歸納總結(jié)]（1)正反應(yīng)，逆反應(yīng)；(2）不影響，表面積，擴(kuò)散【學(xué)以致用】1。C2.A探究活動(dòng)二1．(1）吸收;（2)能量，差值；（3