2.2 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 學(xué)案（人教版選修4）
[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.理解外界條(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識其一般規(guī)律。2.知道活化能的含義及其對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。3.學(xué)會比較反應(yīng)的快慢以及如何通過改變外界條改變化學(xué)反應(yīng)速率。
[重點(diǎn)•難點(diǎn)] 重點(diǎn)：濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。難點(diǎn)：外界條影響化學(xué)反應(yīng)速率的原因。
1．化學(xué)反應(yīng)速率與分子間的______________________有關(guān)，所有能夠改變________、_______________以及________________的方法，都可以用改變、控制反應(yīng)速率。
2．濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)影響
其他條不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率______；減小反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率________。
(2)原因
其他條不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度?→單位體積內(nèi)____________________增多?→___幾率增加?→化學(xué)反應(yīng)速率________。反之，減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________。
(3)改變固體或純液體的用量對化學(xué)反應(yīng)速率有何影響？改變?nèi)芤旱挠昧繉瘜W(xué)反應(yīng)速率有何影響？
3．壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響
(1)影響
對于氣體反應(yīng)，在相同溫度下，增大壓強(qiáng)(減小容器容積)，反應(yīng)速率________；減小壓強(qiáng)(增大容器容積)，反應(yīng)速率________。
(2)原因
對于氣體反應(yīng)，在相同溫度下，增大壓強(qiáng)?→________________________增大?→反應(yīng)速率________；反之減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率________。
4．溫度對反應(yīng)速率的影響
(1)影響
其他條相同時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率________；降低溫度，反應(yīng)速率________。
(2)原因
其他條相同時(shí)，升高溫度?→__________________________和較高能量的分子間的
________________提高?→____________________________提高?→化學(xué)反應(yīng)速率
________。
5．催化劑對反應(yīng)速率的影響
(1)影響
使用催化劑可________反應(yīng)速率。
(2)原因
催化劑?→改變反應(yīng)的______，降低反應(yīng)所需_______?→提高_(dá)____?→___________幾率提高?→反應(yīng)速率增大。
6．在氣體反應(yīng)中，能使反應(yīng)物中活化分子數(shù)和活化分子百分?jǐn)?shù)同時(shí)增大的方法是( )
①增大反應(yīng)物的濃度�、谏邷囟取、墼龃髩簭�(qiáng)�、芤苿�(dòng)生成物 ⑤加入催化劑
A．①③⑤ B．②⑤
C．②③⑤ D．①③④
一、外界條對反應(yīng)速率的影響
1．外界條對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的本質(zhì)
增大反應(yīng)物濃度 升高反應(yīng)溫度
↓ ↓
單位體積內(nèi) →單位時(shí)間、單位體積內(nèi) ←單位體積內(nèi)
↑ ↓ ↑
體積縮小 增大化學(xué)反應(yīng)速率 使用催化劑
↑
增大氣體壓強(qiáng)
2．壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率影響的分析
改變壓強(qiáng)，對化學(xué)反應(yīng)速率影響的根本原因是引起濃度改變。所以在討論壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)區(qū)分引起壓強(qiáng)改變的原因。
(1)對于沒有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，由于改變壓強(qiáng)時(shí)，反應(yīng)物濃度變化很小，可忽略不計(jì)，因此對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。
(2)對于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，有以下幾種情況：
①恒溫時(shí)，壓縮體積??→引起壓強(qiáng)________??→引起濃度________??→引起反應(yīng)速率________。
②恒溫時(shí)，對于恒容密閉容器：
a．充入氣體反應(yīng)物??→引起氣體反應(yīng)物濃度________(壓強(qiáng)也________)??→引起反應(yīng)速率________。
b．充入不參與反應(yīng)的氣體??→引起總壓強(qiáng)________?→各物質(zhì)濃度____________?→反應(yīng)速率________。
③恒溫恒壓時(shí)
充入不參與反應(yīng)的氣體??→引起體積________??→引起氣體反應(yīng)物濃度________??→引起反應(yīng)速率減小。
典例1 在下列事實(shí)中，分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：
(1)在集氣瓶外點(diǎn)燃鎂條時(shí)，瓶中H2和Cl2的混合氣體發(fā)生爆炸：
________________________________________________________________________。
(2)硫酸工業(yè)中，黃鐵礦燃燒時(shí)要粉碎成顆粒：
________________________________________________________________________。
(3)I晶體和HgCl2晶體混合無明顯現(xiàn)象，若一起投入水中，則很快生成紅色的HgI2：
________________________________________________________________________。
(4)熔化的ClO3放出氣泡很慢，撒入少量nO2很快產(chǎn)生氣體：
________________________________________________________________________。
(5)同樣大小的石灰石分別在0.1 mol•L－1的鹽酸和1 mol•L－1的鹽酸中反應(yīng)速率不同：
________________________________________________________________________。
(6)夏天的食品易霉變，而冬天不易發(fā)生該現(xiàn)象：
________________________________________________________________________。
聽記錄：
變式訓(xùn)練1 在C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的反應(yīng)中�，F(xiàn)采取下列措施：
①縮小體積，增大壓強(qiáng)�、谠黾犹嫉牧俊、弁ㄈ隒O2�、芎闳菹鲁淙隢2�、莺銐合鲁淙隢2
能夠使反應(yīng)速率增大的措施是( )
A．①④ B．②③⑤
C．①③ D．①②④
變式訓(xùn)練2 下列說法正確的是( )
A．增大反應(yīng)物濃度，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增多
B．有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若增大壓強(qiáng)(即縮小反應(yīng)容器的體積)，可增加活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而使反應(yīng)速率增大
C．升高溫度能使化學(xué)反應(yīng)速率增大的主要原因是增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)
D．催化劑能增大單位體積內(nèi)分子的總數(shù)，從而成千上萬倍地增大反應(yīng)速率
二、化學(xué)反應(yīng)速率圖象分析示例
1．以化學(xué)反應(yīng)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O為例
(1)其他條一定，反應(yīng)速率隨著c(HCl)的增大而增大，如圖A。
(2)其他條一定，反應(yīng)速率隨著溫度的升高而增大，如圖B。
(3)其他條一定時(shí)，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，c(HCl)逐漸減小，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小，如圖C。
2．以化學(xué)反應(yīng)2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(g)為例
(1)其他條一定，增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)(縮小氣體容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的增大而增大，如圖A。
(2)其他條一定，減小氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)(擴(kuò)大氣體容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的減小而減小，如圖B。
(3)溫度、反應(yīng)容器的容積都一定，隨著時(shí)間的延長，SO2、H2S物質(zhì)的量逐漸減少，氣體的壓強(qiáng)逐漸減小，反應(yīng)速率逐漸減小，如圖C。
(4)分別在較低溫度T1和較高溫度T2下反應(yīng)，使氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)都逐漸增大(縮小容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的增大而增大及隨著溫度的升高而增大，如圖D。
典例2 等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條下進(jìn)行反應(yīng)，測定在不同時(shí)間t產(chǎn)生氫氣體積V的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得下圖，則曲線a、b、c、d所對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)組別可能是( )
組別c(HCl)/mol•L－1溫度(℃)狀態(tài)
12.025塊狀
22.530塊狀
32.550塊狀
42.530粉末狀
①4－3－2－1 ②1－2－3－4�、�3－4－2－1
④1－2－4－3
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
聽記錄：
變式訓(xùn)練3 下列表格中的各種情況，可以用下面對應(yīng)選項(xiàng)中的圖象曲線表示的是( )
選項(xiàng)反應(yīng)縱坐標(biāo)甲乙
A外形、大小相近的金屬和水反應(yīng)反應(yīng)
速率Na
B4 mL 0.01 mol•L－1的nO4溶液，分別和不同濃度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反應(yīng)0.1 mol•L－1
的
H2C2O4
溶液0.2 mol•L－1
的
H2C2O4
溶液
C5 mL 0.1 mol•L－1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol•L－1 H2SO4溶液反應(yīng)熱水冷 水
D5 mL 4%的過氧化氫溶液分解放出O2無nO2
粉末加nO2
粉末
參考答案
前準(zhǔn)備區(qū)
1．有效碰撞頻率 內(nèi)能 運(yùn)動(dòng)速率 碰撞幾率
2．(1)增大 減小 (2)活化分子數(shù) 有效碰撞 增大 減小
(3)對于固體或純液體物質(zhì)，一般情況下其濃度可視為常數(shù)，因此改變固體或純液體的用量對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。但固體物質(zhì)的表面積的大小會影響化學(xué)反應(yīng)速率，一般地，固體的顆粒越細(xì)，表面積就越大，反應(yīng)速率就越快。改變?nèi)芤旱挠昧繒r(shí)，由于濃度不變，因此對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。
3．(1)加快 減慢 (2)反應(yīng)物的濃度 加快 減慢
4．(1)加快 減慢 (2)活化分子百分?jǐn)?shù) 碰撞頻率 有效碰撞幾率 增大
5．(1)加快 (2)路徑 活化能 活化分子百分?jǐn)?shù) 有效碰撞
6．B [升溫，有些分子吸收能量變?yōu)榛罨肿�，故活化分子�?shù)增大，同時(shí)活化分子百分?jǐn)?shù)也增大；使用催化劑，改變了反應(yīng)歷程，可以降低反應(yīng)的活化能，許多分子變?yōu)榛罨肿�，同時(shí)活化分子百分?jǐn)?shù)也增大。]
堂活動(dòng)區(qū)
一、
1．活化分子數(shù)增多 有效碰撞次數(shù)增多 活化分子百分?jǐn)?shù)增多
2．(2)①增大 增大 加快�、赼.增大 增大 加快 b．增大 未改變 不變�、墼龃蟆p小
典例1 (1)光照 (2)接觸面積 (3)接觸面積 (4)催化劑 (5)濃度 (6)溫度
變式訓(xùn)練1 C [①中增大壓強(qiáng)即縮小體積可以增大反應(yīng)物濃度，從而使反應(yīng)速率增大；②中碳是固體，增加固體的量對反應(yīng)速率無影響；③中通入CO2使其濃度增大，反應(yīng)速率增大；④中總壓強(qiáng)增大，但參加反應(yīng)的氣體濃度不變，反應(yīng)速率不變；⑤中總壓強(qiáng)不變，但參加反應(yīng)的氣體的濃度變小，反應(yīng)速率減小。]
變式訓(xùn)練2 C [濃度和壓強(qiáng)的變化是改變單位體積內(nèi)分子總數(shù)，活化分子的百分?jǐn)?shù)不變，是單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目發(fā)生變化；溫度、催化劑是改變活化分子的百分?jǐn)?shù)，單位體積內(nèi)分子總數(shù)不變。故應(yīng)選C。]
典例2 A [由圖知，反應(yīng)速率：a>b>c>d；由外界條對反應(yīng)速率的影響知，溫度高、濃度大、固體表面積大，反應(yīng)速率就快，則1組最慢，2組稍快，由于3組溫度高但固體表面積小，4組溫度低但固體表面積大，因此，無法確定3組與4組的反應(yīng)速率的快慢，但均比2組快，故①③項(xiàng)均正確，②④項(xiàng)均錯(cuò)誤。]
變式訓(xùn)練3 A
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