内容正文:
第2课时 影响化学反应速率的因素
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课程目标展示
素养目标达成
1.了解浓度、温度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
2.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
3.能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
1.宏观辨识与微观探析:能从宏观上认识外界因素影响化学反应速率的规律,并能从活化分子的有效碰撞等微观角度进行分析解释。
2.证据推理与模型认知:能从定性与定量结合上收集证据,建立探究外界因素影响化学反应速率的思维模型。
学习任务1 探究影响化学反应速率的因素
NO.1 自主学习·夯实基础
1.内因
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为v(Mg)>v(Al)。
2.化学反应速率的影响因素:浓度、压强、温度及催化剂等。
(1)实验探究
反应原理:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,2H2O22H2O+O2↑。
影响因素
实验装置
实验步骤
实验现象比较
结论
浓度
向两支试管中先后滴加指定浓度的Na2S2O3溶液和H2SO4溶液,观察记录浑浊的时间
后者出现浑浊的时间短
反应物浓度增大,化学反应速率增大
温度
取两支试管分别放入Na2S2O3溶液和稀硫酸,分别放入冷水和热水中,然后分别混合并搅拌后,记录浑浊的时间
后者出现浑浊的时间短
温度升高,化学反应速率增大
催化剂
开始加入5% H2O2溶液,观察带余烬的木条变化,经漏斗加入FeCl3溶液后再次观察
开始余烬无明显变化,加入FeCl3溶液后锥形瓶内迅速产生大量气泡,余烬复燃
加入催化剂,化学反应速率增大
(2)压强对反应速率的影响
压强(有气体参
加的化学反应)
(缩小体积)增大压强
增大
(扩大体积)减小压强
减小
微思考:增大压强,化学反应速率一定增大吗?
提示:不一定,对于只涉及固体和液体的反应,压强的改变对化学反应速率几乎没影响。
NO.2 互动探究·提升能力
炎炎夏日,食物也怕“热”,需要及时放到冰箱中,而发酵时却常常用到温水。其中的道理是什么?影响化学反应速率的因素有哪些?
探究 影响化学反应速率的因素
问题1:固体和纯液体的“物质的量”变化,化学反应速率改变吗?
提示:不改变。因为固体或纯液体的浓度可视为常数。
问题2:在速率—时间图像中,某时刻,正、逆反应速率同时增大,改变的外界条件可能是什么?
提示:升温或使用催化剂。
问题3:增大反应物的浓度的瞬间,正、逆反应速率将如何变化?
提示:正反应速率突然增大,逆反应速率不变。
(1)压强对反应速率的影响
①对于没有气体参与的化学反应,由于改变压强,物质的浓度变化很小,可忽略不计,对化学反应速率无影响。
②对于有气体参加的反应
a.恒温时
压缩体积压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大。
b.恒温、恒容时
c.恒温、恒压时
(2)速率常数及其应用
一定温度下,化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v=k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
①速率常数的含义
速率常数(k)是指在给定温度下,反应物浓度皆为1 mol·L-1时的反应速率。
②影响速率常数的因素
只与温度、催化剂有关,与反应物浓度无关。
③应用
a.在相同的浓度条件下,可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
b.正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常数K==,反应达到平衡时v正=v逆,故K=。
[凝练素养] 通过现实生活的实例的探究,建立分析探究外界因素影响化学反应速率的思维模型,即“实验现象→影响规律→理论解释”,促进“证据推理”核心素养的发展,培养“证据推理与模型认知”的化学素养。
NO.3 应用体验·形成素养
题点一 浓度对化学反应速率的影响
(以下选择题有1~2个选项符合题意)
1.下列有关化学反应速率的说法正确的是( BD )
A.用铁片和稀硫酸反应制氢气时,可改用98%的浓硫酸加快生成氢气速率
B.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量氯化钠溶液,反应速率减小
C.SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
解析:浓硫酸具有强氧化性,则用98%的浓硫酸与Fe发生钝化,反应不生成氢气,A项错误;100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,氢离子浓度降低,