内容正文:
第2课时 影响化学反应速率的因素
新知探究(一)——影响化学反应速率的因素
1.实验探究——化学反应速率的影响因素
(1)催化剂对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
①有 气泡出现
②产生 气泡
实验结论
MnO2可以使H2O2分解的速率
[微点拨] 催化剂有正、负之分,正催化剂能加快反应速率,负催化剂能减慢反应速率,不特别指明的条件下,均指正催化剂。催化剂只对某一特定反应具有催化作用,即有专一性。
(2)温度对化学反应速率的影响
实验操作
试管中均为5 mL 12%的H2O2溶液
实验现象
①产生气泡速率
②产生气泡速率
实验结论
升高温度,H2O2的分解速率
(3)浓度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
①产生气泡速率
②产生气泡速率
实验结论
增大H2O2溶液的浓度,H2O2的分解速率
(4)反应物表面积对化学反应速率的影响
实验
操作
现象
与结论
块状大理石与盐酸反应的速率 ,粉末状大理石与盐酸反应的速率较快,说明增大反应物的接触面积,能 反应速率
2.结论——影响化学反应速率的外界因素
浓度
其他条件相同时,反应物的浓度越大,反应速率
温度
其他条件相同时,反应的温度越高,反应速率
催化剂
其他条件相同时,加入催化剂能显著地 反应速率
其他因素
反应物的接触面积增大,反应速率 ;光照对反应速率也有影响
[微点拨] 内因是影响化学反应速率的主要因素,外因是次要因素。
3.控制变量法
受多种因素影响的问题往往比较复杂。每次只改变其中的一个因素,而控制其余几个因素不变,研究被改变的因素对事物发展的影响。这样,就将多因素问题拆解为多个单因素问题分别开展研究,化繁为简,再进行综合分析,最后得出结论。这种方法称为控制变量法。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)大理石与盐酸反应时,增加大理石块的量,可以加快反应速率。 ( )
(2)利用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,二氧化锰可以加快反应速率。 ( )
(3)升温时不论吸热反应还是放热反应,反应速率都增大。 ( )
2.少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸反应,反应太慢。为了加快该反应的化学反应速率且不改变H2的产量,可以使用如下方法中的 ( )
①加H2O;②滴入几滴浓HNO3;
③滴入几滴浓盐酸;④加CH3COONa固体;
⑤加NaCl固体;
⑥升高温度(不考虑盐酸挥发);
⑦改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸
A.①⑥⑦ B.③⑤⑦
C.③⑥⑦ D.⑤⑥⑦
3.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,对于反应2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O进行实验。把下列四种H2C2O4溶液分别加入四个盛有10 mL 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液和5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液的烧杯中,并迅速加水稀释到100 mL,其中反应最快的是 ( )
A.10 ℃,20 mL 0.3 mol·L-1的H2C2O4溶液
B.20 ℃,30 mL 0.3 mol·L-1的H2C2O4溶液
C.20 ℃,50 mL 0.2 mol·L-1的H2C2O4溶液
D.10 ℃,40 mL 0.2 mol·L-1的H2C2O4溶液
4.日常生活中的下列做法,与调控反应速率有关的是 (填序号)。
①食品抽真空包装 ②在铁制品表面刷油漆
③向门窗合页里注油 ④用冰箱冷藏食物
5.某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如下表所示:
实验
编号
锌的形态
反应温度/℃
收集100 mL
氢气所需时间/s
Ⅰ
薄片
15
200
Ⅱ
薄片
25
90
Ⅲ
粉末
25
10
(1)该实验的目的是探究 、 对锌和稀盐酸反应速率的影响。
(2)实验Ⅰ和Ⅱ表明 ,化学反应速率越快。
(3)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是 和 。
(4)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应速率的影响: 。
新知探究(二)——压强对反应速率的影响
典例导学
[典例] 我国科学家研发的新型催化剂,实现了由甲烷制备乙酸:2CH4(g)+2O2(g)CH3COOH(g)+2H2O(g),在恒容密闭容器中发生上述反应。下列说法错误的是 ( )
A.其他条件不变,升高温度,反应速率增大
B.其他条件不变,充入惰性气体,反应速率减小
C.CH4、O2的反应速率相等
D.其他条件不变,再充入一定体积的CH4,能提高反应速率
听课记录:
[系统融通知能]
压强对反应速率的影响,是通过改变气体的浓度来实现的,故一般意义上的增大压强是指压缩气体的体积。
(1)对无气体参加的化学反应,改变压强时,化学反应速率基本不变。如
MgO+2HClMgCl2+H2O。
(2)对有气体参加的化学反应,压强对化学反应速率的影响可简化理解为
压强改变→
①恒温时:增大压强体积缩小反应速率增大。
②气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响:
恒容
充入惰性气体总压增大反应物浓度不变反应速率不变
恒压
充入惰性气体体积增大反应物浓度减小反应速率减小
[题点多维训练]
1.对于在密闭容器中进行的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列哪些条件能加快该反应的化学反应速率(假设温度不变) ( )
A.增大体积使压强减小
B.体积不变充入Ne使压强增大
C.体积不变充入N2使压强增大
D.恒压时充入Ne
2.反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,试回答:
(1)增加Fe的量,其反应速率 (填“增大”“不变”或“减小”,下同)。
(2)将容器的体积缩小一半,其反应速率 。
(3)保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其反应速率 。
(4)保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其反应速率 。
课下请完成课时跟踪检测(二)
第2课时 影响化学反应速率的因素
新知探究(一)
1.(1)少量 大量 加快 (2)较慢 较快 增大 (3)较慢 较快 增大 (4)较慢 增大 2.越大 越大 增大 增大
[题点多维训练]
1.(1)× (2)× (3)√
2.选C 要加快化学反应速率,同时不改变生成H2的量,可以采取升高温度,增大H+浓度,增大接触面积,使用催化剂等措施。加入浓HNO3虽然能增大H+浓度,但常温下Fe遇浓HNO3钝化,会使生成H2的量减少;Cl-不参与该反应,故增大Cl-浓度对化学反应速率无影响。
3.选C 其他条件相同时,温度越高,反应速率越大;混合溶液中草酸的浓度越大,反应速率越大。把四种H2C2O4溶液分别加入四个盛有10 mL 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液和5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液的烧杯中,并迅速加水稀释到100 mL,则加入草酸的物质的量越大,所得混合溶液中草酸的浓度越大,反应速率越大。A项,草酸的物质的量为6×10-3 mol;B项,草酸的物质的量为9×10-3 mol;C项,草酸的物质的量为1×10-2 mol;D项,草酸的物质的量为8×10-3 mol;综上,4个选项中,C项温度高且草酸物质的量大,选C。
4.解析:①降低氧气的浓度,减慢食品被氧化的速率;②减少氧气与铁制品的接触面积,降低反应速率;③向门窗合页中注油主要是起到润滑作用,与化学反应速率无关;④用冰箱冷藏食物是为了降低温度,减慢食品腐败速率。
答案:①②④
5.解析:(1)由实验Ⅰ和Ⅱ中温度不同,可知Ⅰ和Ⅱ探究的是温度对化学反应速率的影响;Ⅱ和Ⅲ中接触面积不同,因此Ⅱ和Ⅲ探究的是固体表面积对化学反应速率的影响。
(2)Ⅰ和Ⅱ相比,Ⅱ温度高,收集100 mL氢气所需时间短,即温度越高,化学反应速率越快。
(3)根据(1)的分析,Ⅱ和Ⅲ探究的是固体表面积对化学反应速率的影响。
(4)研究盐酸浓度对反应速率的影响,需要其他条件相同,盐酸浓度不同,即在相同的温度下,采用相同状态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应。
答案:(1)温度 固体表面积 (2)温度越高
(3)Ⅱ Ⅲ (4)在相同的温度下,采用相同状态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应
新知探究(二)
[典例导学]
[典例] 选B 其他条件不变,在恒容密闭容器中充入惰性气体,虽然气体总压强增大,但各气体反应物浓度不变,则反应速率不变,B错误。
[题点多维训练]
1.选C A项,将容器体积增大,各物质浓度均减小,故化学反应速率减慢;B项,充入Ne使压强增大,浓度不变,故化学反应速率不变;C项,N2的浓度增大,故化学反应速率加快;D项,恒压时充入Ne会导致容器体积增大,各物质的浓度减小,化学反应速率减慢。
2.解析:(1)由于Fe是固体,改变Fe的量,反应物浓度不变,故反应速率不变。(2)将容器体积缩小一半,则反应物浓度增大,故反应速率增大。(3)容器体积不变,充入N2,反应物浓度不变,故反应速率不变。(4)保持容器内压强不变,充入N2容器体积增大,即反应物和生成物浓度均减小,故反应速率减小。
答案:(1)不变 (2)增大 (3)不变 (4)减小
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