高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 . 外界因素对化学反应速率的影响导学案 新人教版选修

1、2-3-2 外界因素对化学反应速率的影响 【学习目标】1.理解浓度、压强、催化剂对化学反应速率的影响。2.知道反应速率常数、活化能的含义，能够根据相应规律解决有关问题。【学习重难点】学习重点：浓度、压强、催化剂对化学反应速率的影响。学习难点：浓度、压强、催化剂对化学反应速率的影响。【自主预习】1根据课本试自学有关碰撞理论的知识。(1)有效碰撞：能够引发 的碰撞。(2)活化分子：能够发生 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 变成活化分子。如图所示：反应的活化能是 ，反应热是 。(4)普通分子活化能活化分子。(5)活化能与化学反应速率的关系：在一定

2、条件下，活化分子所占的百分数是 的。活化分子的 越大，单位体积内 越多，单位时间内 的次数越多，化学反应速率 。活化能降低普通分子变成活化分子活化分子百分数增大有效碰撞次数增多反应速率加快。2影响化学反应速率的主要因素是 的性质，不同化学反应具有 的反应速率。外界条件对化学反应速率也产生影响。【预习检测】1决定化学反应速率的内因是()温度压强催化剂浓度反应物本身的性质A BC D2对于反应：2SO2O22SO3，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成SO3的反应速率的变化填入下表空格里(填“增大”、“减小”或“不变”)。编号改变的条件生成SO3的速率升高温度降低温度增大O2的浓度使用催化

3、剂压缩体积恒容下充入Ne合作探究探究活动一：浓度对化学反应速率的影响实验2-2在温度不变的情况下，0.01mol/L KMnO4酸性溶液与不同浓度的的H2C2O4 溶液反应的对比实验。反应的化学方程式： 填写实验记录卡：加入试剂0.2mol/L的H2C2O40.1mol/L的H2C2O4实验现象褪色时间实验结果 mol/L的H2C2O4褪色更快。【结 论】：当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以 反应的速率。【原 理】：在其他条件不变的条件下，增大反应物的浓度，单位体积内 的数目增多， 次数增多，化学反应速率 。反之，减小反应物的浓度，化学反应速率 。【理 解】：1.一个反应的速率主要取决于

4、反应物的浓度，与产物的浓度关系不大 2.固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。归纳总结改变浓度对化学反应速率的影响规律为增加反应物浓度， 速率增大。增加生成物浓度， 速率增大。【学以致用】1下列四种X溶液,分别放入盛有10mL2mol/LHCl烧杯中,加水稀释至50mL，X和HCl和缓进行反应,其中反应速率最大的是 （ ）A.20mL3mol/LX溶液 B. 20mL2mol/LX溶液 C.10mL4mol/LX溶液 D.10mL2mol/LX溶液2在2升的密闭容器中, 发生以下反应:2A(g)+ B(g) 2C(g)+D(g) 。若最初加入的A和B都是4 m

5、ol，在前5秒钟A的平均反应速度为0.1 mol/（L），则10秒钟时，容器中B的物质的量是 （ ）A.等于 3 mol B. 大于 3 mol C. 小于 3 mol D. 等于 3.5 mol探究活动二：压强对化学反应速率的影响二、压强对化学反应速率的影响【结 论】：对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，增大体系的压力，反应速率会 。【原 理】：对气体参与的反应，在一定的温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比。也就是说，在相同的温度下，压强越大，一定质量的体积就越 ，单位体积内气体的分子数越 ，活化分子的数目 ，有效碰撞次数 ，化学反应速率 。反之，压强越小，化学反应速率 。【强调

6、】：1.压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。2. 对于那些有气体参加的反应来说，增大体系的压强，反应物浓度都增加，所以，反应速率增大。3.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。【总结】：1.恒压时（即体积可变的容器），增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大。2 .恒容时，充入气体反应物浓度增大反应速率增大。3. 恒容时，充入稀有气体（或非反应气体）压强增大、体积不变浓度不变反应速率不变。4. 恒压时，充入稀

7、有气体（或非反应气体）体积增大 浓度减小 反应速率减小。【学以致用】1反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A将容器的体积扩大一倍 B将容器的体积缩小一半C保持体积不变，充入N2使体系压强增大 D保持压强不变，充入N2使容器体积变大2某恒容密闭容器中进行的反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)H=akJmol-1。某科研小组通过实验测出SO2的转化率(SO2、NO起始量一定)随条件P的变化情况如下图所示,下列说法中正确的是()A.1015 min内反应速率小于1520 min的反应速率,P为升高温

8、度B.1020 min内反应速率小于2040 min的反应速率,P为减小SO3的浓度C.1015 min内反应速率大于4050 min的反应速率,P为减小压强D.该反应中,随着反应物浓度的减小,反应速率一直减小探究活动三：温度对化学反应速率的影响实验2-310ml同浓度的Na2S2O3溶液分别在不同温度下与0.1mol/L的硫酸10ml反应的对比实验。反应的化学方程式： 填写课本上实验记录卡 编 号0.1mol/L的Na2S2O30.1mol/L的H2SO4 反应温度 （）反应中出现浑浊的时间 （秒） 1 10ml 10ml 冷水 2 10ml 10ml 热水实验结果: 温度 的一组先出现浑浊

9、。【结 论】：在其它条件不变的情况下，升高温度化学反应速率要 ，降低温度，化学反应速率要 。【原 理】：.在其他条件不变的情况下，温度升高,反应物分子的 增加，使一部分原来能量较低的分子变成 ，从而增加了反应物分子中 的百分数，使 的次数增多，因而化学反应速率 。反之，则化学反应速率 。 实验测定，温度每升高10oC，化学反应速率通常增大到原来24倍归纳总结1(1)一定条件下的化学反应，升高温度，可 化学反应速率，降低温度，可 化学反应速率。(2)经验规律对于在 中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率增加到 倍。此近似规律只对一些反应的化学反应速率做粗略估计。2升高温度，v正、v逆一般均加

10、快，吸热反应增加的倍数 放热反应增加的倍数。降低温度，v正、v逆一般均减小，且吸热反应减小的倍数 放热反应减小的倍数。【学以致用】3可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0，反应速率为v1，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为()A同时增大 B同时减小Cv1增大，v2减小 Dv1减小，v2增大探究活动四：催化剂对化学反应速率的影响1某些反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比如下表所示：化学反应催化剂Ea/kJmol1无催化剂有催化剂2HI=H2I2金1841051.6108(503 K)CH3CHO=CH

11、4CO碘2101367.5104(793 K)2H2O2=2H2OO2过氧化氢酶75255.8108(298 K)分析上表数据，回答下列问题：(1)使用催化剂与否，其反应的活化能有何变化？反应速率常数有何变化？(2)使用催化剂对其化学反应速率有怎样的影响？(3)与其他因素(如浓度、温度等)相比较，催化剂对化学反应速率的影响程度如何？为什么？2根据表中实验操作要求完成实验，观察实验现象，填写下表：实验原理2H2O22H2OO2实验操作在试管中先加入2 mL 5%的H2O2溶液，再加入1 mL 0.1 molL1 FeCl3在试管中先加入2 mL 5%的H2O2溶液，再加入1 mL 0.1 mol

12、L1 CuSO4实验现象 实验结论 归纳总结(1)催化剂能改变化学反应速率，但反应前后催化剂本身的 和 不变。催化剂通过参与化学反应改变反应历程降低反应的 来提高反应速率。(2)使用正催化剂，反应速率显著 ；使用负催化剂，反应速率显著 。只要不特殊说明，催化剂一般指正催化剂。(3)催化剂 改变正、逆反应速率。但催化剂 引起平衡移动，不改变化学平衡常数，不改变平衡转化率。(4)催化剂具有选择性。某反应中的催化剂不一定适用于其他反应，故工业生产中，常需要选取特定的催化剂来提高生产效率。【学以致用】5对于某一可逆反应，使用催化剂的作用在于()A提高反应物的平衡转化率B同等程度改变正、逆反应速率C增大

13、正反应速率，减小逆反应速率D改变平衡混合物的组成6NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体：2NO2CO=N22CO2。对此反应，下列叙述正确的是()A使用催化剂能加快反应速率B压强增大不影响化学反应速率C冬天气温低，反应速率降低，对人体危害减小D无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响【学习小结】口诀记忆方法：要想反应快加速，增浓加压升温度；催化增大表面积，反应也可加速度。【巩固练习】1SO2的催化氧化反应(2SO2+O22SO3)是一个放热反应。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法中正确的是()A.因为反应放热,所以升高温度会使反应速率减慢B.

14、通过调控反应条件,SO2可以100%的转化为SO3C.当SO2与SO3的浓度相等时,反应达到平衡D.使用催化剂的目的是加快反应速率,提高生产效率2同质量的锌与盐酸反应，欲使反应速率增大，选用的反应条件正确的组合是()锌粒锌片锌粉5%的盐酸10%的盐酸15%的盐酸加热用冷水冷却不断振荡迅速混合后静置A B C D3已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=-49.0 kJmol-1。一定条件下,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中正确的是()A.3 min时,用CO2的

15、浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率B.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=0.225 molL-1min-1C.13 min时,向容器中充入2 mol氦气,该反应的化学反应速率增加D.13 min时,向容器中充入2 mol氦气,CO2的转化率增加4对于反应：N2O22NO，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是()A缩小体积使压强增大B体积不变使压强减小C体积不变充入He使气体压强增大D使总压强不变，充入Ne5对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0其中vt图像为(1)反应t1时刻改变的条件为_。t2时刻改变的条件为_。(2)反应t1时刻改变的条件

16、为_。t2时刻改变的条件为_。【总结与反思】通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。【参考答案】【自主预习】1(1)化学反应 (2)有效碰撞 （3）容易，E1，E1-E2；（5）固定不变，百分数，活化分子数，有效碰撞，越快2 反应物本身，不同【预习检测】1. B 2. 增大减小增大增大增大 不变 【合作探究】探究活动一：增大；活化分子，有效碰撞，增大，减小 归纳总结正反应，逆反应； 【学以致用】1. C 2. B 探究活动二增大，小，多，越多，越多，越快，越慢【学以致用】1. C 2. A 探究活动三加快，减慢；活化能，活化分子，活化分子，有效碰撞，加快，减慢归纳总结1.（1）加快，减慢；（2）溶液，24；（3）活化能，Jmol1或kJmol1；增大，增大2. 大于，大于【学以致用】3. D 4.A 探究活动四：1. (1)使用催化剂，反应的活化能大幅度降低，反应速率常数变大。(2)化学反应速率增大。(3)比温度、压强、浓度对化学反应速率影响程度都要大，加快的速率可达几千倍；因为使用催化剂降低活化能，也就是降低了阻碍反应进行的一个重要因素。