鲁科高中化学四外界因素对化学反应速率的影响（导学案）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精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eq\o（,\s\up7(活化)，\s\do5（去活化）)活化分子。（5)活化能与化学反应速率的关系：在一定条件下，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()①温度②压强③催化剂④浓度⑤反应物本身的性质A．①②③④⑤ B．⑤C．①④ D．①②③④2．对于反应:2SO2＋O22SO3，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①升高温度②降低温度③增大O2的浓度④使用催化剂⑤压缩体积⑥恒容下充入Ne合作探究探究活动一：浓度、压强对化学反应速率的影响1．在298K时，实验测得溶液中的反应H2O2＋2HI=2H2O＋I2在不同浓度时的速率如下表所示：实验编号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分析上表数据，回答下列问题：(1)当c(H2O2）恒定时，随c（HI)增大，其反应速率v的变化趋势是，若c(HI)增大1倍，其反应速率v的变化是。同理，当c（HI）恒定时，反应速率v与c（H2O2)之间有类似的变化规律。（2)由以上分析可知，其反应速率与c（HI)·c（H2O2)成，上述反应在不同浓度时的反应速率的数学表达式是,该温度下k的数值约是_。2．化学反应速率与反应物浓度的关系(1）速率方程对于任意一个化学反应aA＋bB=cC＋dD，其反应速率方程为v＝kcm(A）cn（B），式子中m、n、k都由实验测得，与化学方程式中的系数。（2）反应速率常数速率方程中的比例系数k称为反应速率常数,它表示.它具备以下特点：①与浓度无关，但受等因素的影响。温度升高，k值通常.②通常情况下，k值越大,反应进行得。3．压强对化学反应速率的影响对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比.如图所示，结论：增大压强,体积，浓度，化学反应速率.微观解释：增大压强→体积→反应物浓度→单位体积内活化分子数→单位时间内有效碰撞→反应速率；反之,反应速率。（1)由于固体、液体粒子间的很小，增大压强几乎不能改变它们的，因此对只有固体或液体参加的反应，压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。（2)对于反应N2＋3H22NH3，不同条件下，压强对化学反应速率的影响①恒温恒容密闭容器中a．充入N2,压强，c（N2）,化学反应速率。b．充入He（He与反应无关）,压强，但c(N2）、c(H2)、c(NH3）都，化学反应速率。②恒温恒压密闭容器中充入He,体积，c（N2）、c(H2)、c（NH3)都，化学反应速率。[归纳总结](1）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.(2)固体或纯液体的浓度可视为常数，则固体量的增多，反应速率，反应速率还与固体的大小和生成物的速率有关。（3）压强对反应速率的影响是通过改变气体浓度实现的，故一般意义上增大气体压强是指压缩气体体积；对于有气体参加的化学反应,温度一定时：压强改变—eq\b\lc\|\rc\（\a\vs4\al\co1(—浓度改变→反应速率改变,-浓度不变→反应速率不变)）【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）ΔH=akJ·mol—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。10～15min内反应速率小于15～20min的反应速率,P为升高温度B。10~20min内反应速率小于20～40min的反应速率,P为减小SO3的浓度C.10～15min内反应速率大于40～50min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二：温度对化学反应速率的影响1．根据基元反应碰撞理论,能量较高，相互之间发生碰撞，能够引发化学反应发生的反应物分子叫做活化分子.（1）化学反应一般需要一个活化的过程，即能发生反应的分子，必须是先能量后形成活化分子。(2)普通反应物分子形成活化分子所吸收的叫活化能（Ea).对基元反应而言，其活化能是活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量的。(3)活化能越高，反应进行，反应速率常数.可见，活化能是决定化学反应速率的内因。2．温度会影响反应速率常数，从而影响化学反应速率，下表列出了几个反应在298K和308K时的反应速率常数之比.序号化学反应eq\f（k308K，k298K)ANO＋O3=NO2＋O21.15BH2＋I22HI(气体反应）8。99CNH4CNO=（NH2）2CO3。58请根据表中数据进行讨论：（1)温度对化学反应速率有怎样的影响？(2)升高相同温度,对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗?为什么？（3)对于B反应:H2(g）＋I2（g）2HI(g)ΔH<0,则升高温度时，v正和v逆应如何变化？平衡如何移动？[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10K，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.（3）经验公式（阿伦尼乌斯公式）k＝。Ea为，单位为J或。当Ea〉0时，升高温度，反应速率常数，化学反应速率。2．升高温度，v正、v逆一般均加快，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)ΔH〈0在一定条件下达到平衡状态，时间为t1时改变条件，化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法正确的是（)A.维持温度、反应体系体积不变，t1时充入SO3(g)B。维持压强不变,t1时升高反应体系温度C.维持温度不变，t1时扩大反应体系体积D.维持温度、压强不变,t1时充入SO3（g）4．设C（s）＋CO2（g)2CO（g）ΔH〉0，反应速率为v1,N2（g)＋3H2(g)2NH3（g）ΔH<0,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C．v1增大,v2减小 D．v1减小，v2增大探究活动三：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/kJ·mol－1eq\f(k催，k无)无催化剂有催化剂2HI=H2＋I2金1841051。6×108(503K)CH3CHO=CH4＋CO碘2101367。5×104（793K)2H2O2=2H2O＋O2过氧化氢酶75255.8×108(298K）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2H2O2eq\o（=，\s\up7（催化剂））2H2O＋O2↑实验操作在试管中先加入2mL5%的H2O2溶液，再加入1mL0.1mol·L－1FeCl3在试管中先加入2mL5％的H2O2溶液，再加入1mL0.1mol·L－1CuSO4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．增大正反应速率，减小逆反应速率D．改变平衡混合物的组成6．NO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:2NO＋2CO=N2＋2CO2.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】1．SO2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.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(）①锌粒②锌片③锌粉④5％的盐酸⑤10%的盐酸⑥15％的盐酸⑦加热⑧用冷水冷却⑨不断振荡⑩迅速混合后静置A．②⑥⑦⑩B．①④⑧⑩C．③⑤⑦⑨D．③⑥⑦⑨3．已知：CO2(g）+3H2（g)CH3OH(g）+H2O（g)ΔH=-49。0kJ·mol-1。一定条件下，向体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，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.3min时，用CO2的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。225mol·L—1·min—1C.13min时，向容器中充入2mol氦气，该反应的化学反应速率增加D.13min时,向容器中充入2mol氦气，CO2的转化率增加4．对于反应：N2＋O22NO，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①N2(g）＋3H2（g)2NH3(g）ΔH<0②2NH3（g)N2(g)＋3H2(g)ΔH>0其中v－t图像为（1)反应①t1时刻改变的条件为________________________________________________________________________.t2时刻改变的条件为________________________________________________________________________。(2)反应②t1时刻改变的条件为________________________________________________________________________。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。B2.①增大②减小③增大④增大⑤增大⑥不变【合作探究】探究活动一：1。(1）增大，增大1倍；（2）正比，v＝kc（H2O2）·c（HI），0。760L·mol－1·s－12。（1）无关；（2）单位浓度下的化学反应速率；①温度，催化剂,固体表面性质；增大；②越快3。缩小，增大,加快；缩小,增大，增多,增加，加快，减慢(1）空隙，浓度；（2）①a.增大,增大，加快；b.增大，不变，不变;②增大,减小，减小[归纳总结]（1)正反应，逆反应；(2）不影响，表面积，扩散【学以致用】1。C2.A探究活动二1．(1）吸收;（2)能量，差值；（3