第2章 第1节 第2课时 影响化学反应速率的因素-(配套课件)【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(人教版)
2026-08-15
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教辅
摘要:
该高中化学课件聚焦影响化学反应速率的外界因素,通过Na与水反应、食物变质等化学事实导入,引导学生经历“提出假设—实验探究—得出结论”的科学研究步骤,结合定性现象观察与定量速率测定实验,构建从宏观现象到微观本质的学习支架。
其亮点是以实验探究为主线,通过浓度、温度、催化剂对比实验(如不同浓度硫酸与Na₂S₂O₃反应、H₂O₂分解的催化剂效果比较)培养科学探究与实践能力,结合装置分析、方案设计等问题发展证据推理的科学思维,强化“反应速率与条件关系”的化学观念。学生能提升实验操作与分析能力,教师可利用分层练习优化教学效果。
内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第2课时 影响化学反应速率的因素
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第二章 化学反应速率与化学平衡
1
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随堂巩固演练
02
知能达标训练
03
新知学习探究
01
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第二章 化学反应速率与化学平衡
1
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第二章 化学反应速率与化学平衡
1
新知学习探究
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第二章 化学反应速率与化学平衡
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第二章 化学反应速率与化学平衡
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反应物本身的性质
反应物的浓度
温度
催化剂
接触面积
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第二章 化学反应速率与化学平衡
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变化
快慢
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第二章 化学反应速率与化学平衡
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浑浊
出现浑浊更快
增大
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第二章 化学反应速率与化学平衡
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浑浊
首先出现浑浊
增大
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第二章 化学反应速率与化学平衡
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无明显现象
出现大量气泡
加快
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第二章 化学反应速率与化学平衡
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第二章 化学反应速率与化学平衡
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长
慢
短
快
增大
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加快
减慢
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增大
加快
减小
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加快
减慢
加快
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第二章 化学反应速率与化学平衡
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第二章 化学反应速率与化学平衡
1
[学习目标]
1.了解外界条件(浓度、压强、温度和催化剂等)对化学反应速率的影响。
2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
知识点一 实验探究影响化学反应速率的外界因素
一、定性研究影响化学反应速率的因素
1.科学研究的基本步骤
提出问题→收集化学事实与信息→提出假设→设计实验方案→实验探究→得出结论
化学事实和信息
提出假设——反应速率的影响因素
Na与水的反应比Mg与水的反应剧烈
____________________
食物真空保存变质慢
________________
夏天食物变质快
________
向H2O2中加入MnO2后会迅速分解产生气泡
__________
将等质量的铁片与铁粉放入稀硫酸中,铁粉产生气泡较快
____________
2.化学反应速率的定性描述
能体现化学反应速率的反应现象有:颜色________快慢,产生气泡________,产生浑浊快慢,固体减少快慢等。
3.影响化学反应速率因素的实验
(1)实验原理
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
2H2O22H2O+O2↑
(2)实验方案设计
影响
因素
实验步骤
实验现象
实验结论
浓度
均出现________,但后者____________
增大反应物浓度,化学反应速率________
温度
混合后均出现_______,但70 ℃热水一组________________
升高温度,化学反应速率________
催化剂
前者______________,后者_______________
催化剂能________化学反应速率
二、定量研究影响化学反应速率的因素
1.原理:Zn + H2SO4===ZnSO4 + H2↑
2.实验操作:按如图所示安装两套装置A、B,在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒,通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L-1和40 mL 4 mol·L-1的硫酸溶液。
3.实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间)
加入试剂
反应时间(填
“长”或“短”)
反应速率(填
“快”或“慢”)
结论
1 mol·L-1 H2SO4溶液
______
______
增大反应物浓度,化学反应速率________
4 mol·L-1 H2SO4溶液
______
______
在用上述实验测定锌与硫酸反应的速率时:
(1)为确保测定的准确性,应注意哪些事项?
________________________________________________________
(2)用上述装置测定化学反应速率时,操作、药品无误,结果测定速率偏大,从装置缺陷的角度分析可能的原因是_____________________ ______________________________。
(3)除了测定氢气的体积外,你还能设计哪些方案测定锌与稀硫酸反应的速率?
________________________________________________________
提示 (1)锌的颗粒(即比表面积)大小基本相同;稀硫酸要迅速加入;装置气密性良好,且计时要迅速准确。
(2)忽视加入稀硫酸排出气体的体积
(3)在恒容反应装置中,测定一段时间内压强的变化;测定一段时间内H+的浓度变化;测定一段时间内锌粒的质量变化等。
1.(1)亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂,在常温,不见光时可保存一年,但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解:5HClO2===4ClO2↑+H++Cl-+2H2O,分解时刚加入硫酸反应缓慢,随后突然反应释放出大量ClO2,这是因为__________________________________________。
(2)H2O2分解制O2的实验中,在10% H2O2溶液中未加催化剂,试管口带火星的木条没有明显变化。加入MnO2粉末,溶液中迅速产生大量气泡,木条立刻复燃;若加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,溶液中产生气泡比较快,木条复燃;若加入1 mL 0.1 mol·L-1 CuCl2溶液,溶液中产生气泡比较慢,一段时间后木条复燃。由此可知催化剂的催化效果:_________________________________________________________。
解析 (1)由题给信息可知,NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸,生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢,随后突然反应加快,这说明分解生成的产物中某种物质起了催化剂的作用且该物质反应前不存在。
答案 (1)溶液中的 Cl- 起催化作用 (2)MnO2>Fe3+>Cu2+
2.用酸性KMnO4和H2C2O4反应研究影响反应速率的因素。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如图1(KMnO4溶液已酸化):
实验序号
A溶液
B溶液
①
20 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液
②
20 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液
(1)该反应的离子方程式为______________________________。
(2)该实验探究的是____________________对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是________(用实验序号填空)。
(3)小组同学发现反应速率总是如图2,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:
①____________________________________________________;
②____________________________________________________。
解析 (1)MnO中Mn元素化合价从+7价降低到+2价的Mn2+,H2C2O4中C元素化合价从+3价升高到+4价的CO2,并根据元素守恒进行配平,故离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O;(2)对比①②实验,根据单一变量原则可知,该实验探究的是草酸浓度对化学反应速率的影响,两组实验溶液总体积一样,②中A溶液的草酸浓度比①中大,化学反应速率大,所得CO2的体积大。
(3)催化剂能加快化学反应的速率,产物Mn2+(或MnSO4)是反应的催化剂,此外反应释放热量,也可以使化学反应速率加快。
答案 (1)2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2)草酸浓度 ②>①
(3)①该反应为放热反应 ②产物Mn2+(或MnSO4)是反应的催化剂
知识点二 外界因素对化学反应速率的影响
1.浓度
增大反应物的浓度,化学反应速率________;减小反应物的浓度,化学反应速率________。
注意 ①浓度对速率的影响适用于气体或溶液参与的反应,固体和纯液体的浓度视为常数。②对于离子反应,实际参加反应的离子浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变。
2.压强
增大压强,引起气体反应物浓度________,化学反应速率________;减小压强,引起气体反应物浓度________,化学反应速率________。
注意 压强对速率的影响适用于有气体参与的反应,且通过浓度对反应速率的影响实现。
3.温度
升高温度,化学反应速率________;
降低温度,化学反应速率________。
4.催化剂
催化剂同等程度的影响正、逆反应速率,正催化剂________化学反应速率,逆催化剂________化学反应速率。
5.其他因素
接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场、形成原电池等均能影响化学反应速率。
注意 实际生产生活中,影响一个化学反应速率的因素可能是多方面的。
1.用3 g块状大理石与30 mL 3 mol·L-1盐酸反应制取CO2气体。
(1)若改用3 g粉末状大理石,产生CO2的速率________,原因是________________________________________________________。
(2)a.再加入30 mL 3 mol·L-1盐酸,b.改用30 mL 6 mol·L-1盐酸,可以加快反应速率的是________,由此得出结论:溶液改变反应速率,应增大溶液的________,而不是增大溶液的________。
提示 (1)增大 增大了固体的表面积(与溶液的接触面积)
(2)b 浓度 体积
2.在一密闭容器中充入2 mol H2和2 mol I2,压强为p,在一定温度下发生H2(g)+I2(g)⥫⥬2HI(g)的反应:
(1)恒容条件下,向其中加入1 mol H2,反应速率_________(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(2)恒容条件下,向其中加入1 mol Ar,反应速率__________。
(3)恒压条件下,向其中加入1 mol Ar,反应速率__________。
提示 (1)增大 (2)不变 (3)减小
3.20 ℃时,将0.10 mol·L-1 Na2S2O3溶液10 mL和0.10 mol·L-1 H2SO4溶液10 mL混合,2 min后溶液中出现明显的浑浊。已知温度每升高 10 ℃,化学反应速率增大到原来的2倍,那么50 ℃时,同样的反应要明显地出现浑浊,所需的时间是________。
提示 设20 ℃时的反应速率为v,温度升高到50 ℃时,则反应速率变为23v。出现同样明显的浑浊,即反应物的浓度变化相同。故反应速率与时间成反比,50 ℃时出现浑浊所需的时间为2 min×=0.25 min=15 s。
4.
(1)反应速率:①>②>③,说明了____________________________ ________________________________________________________。
(2)有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是______________________________________________________。
提示 (1)Cu2+、Fe3+对H2O2分解都有催化作用,但Fe3+催化作用较强
(2)消除阴离子不同对实验的影响
1.压强对化学反应速率的影响
对有气体参加的反应,压强对化学反应速率的影响可简化理解如下:
压强改变→
2.催化剂对化学反应速率的影响
(1)催化剂具有选择性和高效性。
(2)催化剂参与反应,反应前后质量和性质不变。催化剂的活性受温度的影响。
1.实验室利用Fe与少量稀硫酸反应制备H2,下列措施能降低化学反应速率,但不减少产气量的是( )
A.升高温度 B.改用等体积、更低浓度的硫酸
C.加入NaCl溶液 D.加入Na2O粉末
解析 C 加入氯化钠溶液相当于稀释,浓度减小,反应速率减小,不影响产生氢气的量,C符合题意。
2.四个试管中都装有5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液,分别在不同温度下加入0.1 mol·L-1硫酸和一定量水,最先出现浑浊的是( )
A.20 ℃,10 mL硫酸
B.20 ℃,5 mL硫酸和5 mL水
C.30 ℃,10 mL硫酸
D.30 ℃,5 mL硫酸和5 mL水
解析 C 溶液混合后总体积相同,从温度角度分析,C、D中温度高,速率快;从浓度角度分析,A、C中浓度大,反应速率快。综合两个角度,反应速率最快的是C。
3.粒径在1~100 nm的纳米铝粉常温下能与水反应释氢。向水中加入下列物质,不能加快纳米铝粉释氢速率的是( )
A.HCl B.HNO3
C.H2SO4 D.NaOH
解析 B 2Al+8HNO3===2Al(NO3)3+2NO↑+4H2O,不能产生氢气,故B符合题意;2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,可以加快纳米铝粉释氢速率,故C不符合题意;2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,可以加快纳米铝粉释氢速率,故D不符合题意。
1.在室温下,同种规格的铝片分别与下列物质混合,化学反应速率最大的是( )
A.15 mL 0.1 mol·L-1的盐酸
B.12 mL 0.2 mol·L-1的盐酸
C.8 mL 0.15 mol·L-1的硫酸溶液
D.15 mL 18 mol·L-1的浓硫酸
解析 C Al与酸反应的实质是2Al+6H+===2Al3++3H2↑,影响反应速率大小的因素是H+的浓度,H+浓度最大的是0.15 mol·L-1H2SO4溶液。Al遇浓H2SO4发生钝化。
2.用0.65 g锌粒与10 mL 1.0 mol/L硫酸反应制氢气,下列措施能加快反应速率且不改变氢气的产量,下列操作可行的有几项( )
①用等质量的锌粉代替锌粒 ②将反应溶液适当加热 ③向反应液中滴入少量CuSO4溶液 ④用10 mL 98%的硫酸代替10 mL 1.0 mol/L的硫酸 ⑤再加入10 mL 2.0 mol/L盐酸 ⑥向反应液中加入少量CH3COONa固体
A.2 B.3
C.4 D.5
解析 A ①用等质量的锌粉代替锌粒,反应物的接触面积增大,化学反应速率增大,而锌和酸的量均未改变,即H2的量不变,故①符合题意;②将反应溶液适当加热,化学反应速率增大,而锌和酸的量均未改变,即H2的量不变,故②符合题意;③滴入少量CuSO4溶液,形成原电池反应能够加快反应速率,但由于部分锌置换铜,即锌的量减小,则生成的H2的量也减小,③不符合题意;④用10 mL 98%的硫酸代替10 mL 1.0 mol/L的稀硫酸,锌与浓硫酸反应不生成H2,而生成SO2,④不符合题意;⑤再加入10 mL 2.0 mol/L盐酸,溶液中H+的浓度不变,反应速率不变,⑤不符合题意;⑥加入少量CH3COONa固体,由于CH3COO-结合H+生成CH3COOH,降低了H+的浓度,速度减慢,但产生H2总量不变,⑥不符合题意;只有①②符合题意;故选A。
3.利用如图所示装置探究浓度对反应速率的影响,实验药品:不同浓度的硫酸溶液,体积均为40 mL,锌粒大小形状相同且足量。下列说法错误的是( )
A.该反应为放热反应
B.将稀硫酸换为浓硫酸,氢气的产生速率加快
C.根据相同时间产生氢气的体积可比较反应速率快慢
D.0~30 s内,4 mol·L-1的硫酸比1 mol·L-1的硫酸与锌反应产生的氢气多
解析 B 将稀硫酸换为浓硫酸,氢离子浓度降低,氢气的产生速率减慢,B错误;相同时间产生氢气的体积越大,反应速率越快,故根据相同时间产生氢气的体积可比较反应速率快慢,C正确;根据反应方程式,Zn足量时,硫酸的浓度越大,物质的量越多,产生氢气的体积越大,故0~30 s内,4 mol·L-1的硫酸比1 mol·L-1的硫酸与锌反应产生的氢气多,D正确。
4.在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)⥫⥬2HI(g) ΔH<0。(用“增大”“减小”或“不变”填空)
(1)保持容器容积不变,再向其中充入1 mol H2,反应速率________。
(2)保持容器容积不变,再向其中充入1 mol N2(不参加反应),反应速率________。
(3)保持容器内气体的压强不变,再向其中充入1 mol N2,反应速率________。
(4)保持容器容积不变,再向其中充入1 mol H2和1 mol I2,反应速率________。
(5)保持容器内气体的压强不变,再向其中充入1 mol H2和1 mol I2,反应速率________。
解析 (1)保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2,氢气浓度增大,反应速率增大;(2)容积不变,向其中加入1 mol N2,氮气不参与反应,各反应组分浓度未变,反应速率不变;(3)保持容器中气体压强不变,向其中加入1 mol N2,为保持恒压,体积增大,各反应组分浓度减小,反应速率减小;(4)保持容器容积不变,再向其中充入1 mol H2和1 mol I2,相当于增大压强,反应速率增大;(5)保持容器中气体压强不变,向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),体积增大,但压强未变,则反应物浓度也不变,反应速率不变。
答案 (1)加快 (2)不变 (3)减慢 (4)加快 (5)不变
5.KI溶液在酸性条件下能被氧气氧化。现有以下实验记录:
实验编号
①
②
③
④
⑤
温度/℃
30
40
50
60
70
显色时间/s
160
80
40
20
10
回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为______________________________。
(2)为了便于观察实验,实验试剂除了1 mol/L KI溶液,0.1 mol/L H2SO4溶液外,还需要的试剂是___________,实验现象为_________。
(3)上述实验操作中除了需要(2)的条件外,还必须控制不变的是______________(填字母)。
a.温度 b.试剂的浓度 c.试剂的用量(体积) d.试剂添加的顺序
(4)由上述实验记录可得出的结论是__________________________ _____________________________________________________。
(5)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,你会采取的措施是______________________________________________________。
解析 (1)该反应中碘化合价由-1变为0、氧元素化合价由0变为-2,根据电子守恒可知,离子方程式为4H++4I-+O2===2I2+2H2O;
(2)碘单质能使淀粉变蓝色;为测定显色时间,产物中有碘单质生成,还需要的试剂是淀粉溶液,实验现象为无色溶液变蓝色;
(3)由题表可知,实验中变量为温度,故除了需要(2)的条件外,还必须控制不变的是试剂的用量(体积)和试剂添加的顺序;
(4)分析实验数据可得出的结论是每升高10 ℃,反应速率增大约2倍;
(5)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,实验的变量为溶液的酸性,则采取的措施是保持其他实验条件不变,采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验。
答案 (1)4H++4I-+O2===2I2+2H2O
(2)淀粉溶液 无色溶液变蓝色 (3)cd
(4)每升高10 ℃,反应速率增大约2倍
(5)保持其他实验条件不变,采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验
$
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