高中化學(xué)專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一單元第二課時影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素學(xué)案蘇教版選修4.doc-匯文網(wǎng)
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1、第二課時影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 課標要求1理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,認識其一般規(guī)律。2了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。3了解通過改變外界條件改變化學(xué)反應(yīng)速率的方法和意義。化學(xué)反應(yīng)速率理論 1碰撞理論(1)有效碰撞與化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生反應(yīng)的先決條件:反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞。反應(yīng)的主要條件:反應(yīng)物分子之間發(fā)生有效碰撞。(2)有效碰撞概念:能發(fā)生反應(yīng)的碰撞。有效碰撞的條件:a發(fā)生碰撞的分子具有足夠高的能量。b分子在一定的方向上發(fā)生碰撞。(3)活化分子能量較高,有可能發(fā)生有效碰撞的分子。(4)活化能活化分子的平均能量與所有分子的平均能量之差。2過渡態(tài)理論
2、(1)含義:反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的過程要經(jīng)過能量較高的過渡狀態(tài)。(2)活化能:過渡狀態(tài)的平均能量與反應(yīng)物分子的平均能量的差。(3)圖示圖中Ea為正反應(yīng)的活化能,Ea為逆反應(yīng)的活化能,EaEa為反應(yīng)熱。3活化能與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系活化能越低活化分子的百分數(shù)越大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多有效碰撞次數(shù)越多速率越快。1下列說法正確的是()活化分子間的碰撞一定能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)普通分子間的碰撞有時也能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)活化分子比普通分子具有較高的能量化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是原子的重新組合化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成過程化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是活化分子有合適取向的有效碰撞A BCD解析:選C化學(xué)反應(yīng)的分解過程為錯誤,
3、因為活化分子發(fā)生有合適取向且力度合適的碰撞時,才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng);錯誤,因為普通分子間的碰撞并非有效碰撞,因而不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng);指代不明確,即某種普通分子所具有的能量可能比另一種活化分子的能量高,因而是錯誤的。2某反應(yīng)的H100 kJmol1,下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是()A正反應(yīng)活化能小于100 kJmol1B逆反應(yīng)活化能一定小于100 kJmol1C正反應(yīng)活化能不小于100 kJmol1D正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大100 kJmol1解析:選CD某反應(yīng)的H100 kJmol1,說明該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),且正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能大100 kJmol1,正反應(yīng)的活化能應(yīng)大于100
4、 kJmol1,不能確定逆反應(yīng)活化能的大小。濃度和壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響1影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因反應(yīng)物的性質(zhì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)。例如金屬鈉與冷水劇烈反應(yīng),而鎂和沸水僅能微弱反應(yīng)。2濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)規(guī)律:當其他條件相同時,增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率增大;反之,反應(yīng)速率減小。(2)條件:此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng),對于純固體或純液體的反應(yīng)物,一般情況下其濃度是常數(shù),改變它們的量不會改變化學(xué)反應(yīng)速率。但固體反應(yīng)物表面積越大,反應(yīng)速率越大。(3)解釋:3壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)規(guī)律:對于有氣體參加的反應(yīng),在密閉容器中保持溫度不變時,增大壓強,反應(yīng)速率
5、增大;反之,反應(yīng)速率減小。(2)解釋:圖示如下:(3)實質(zhì):壓強對反應(yīng)速率的影響可以歸結(jié)為濃度改變對反應(yīng)速率的影響若反應(yīng)物為固體、液體,或反應(yīng)在溶液中進行時,由于改變壓強對它們體積的影響很小,因此可以忽略改變壓強對反應(yīng)速率的影響。壓強對反應(yīng)速率的影響在一密閉容器中充入1 mol H2和1 mol I2,壓強為p(Pa),并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng):H2(g)I2(g)2HI(g)。該密閉容器有一個可移動的活塞(如右圖)。問題思考(1)向下壓縮活塞,使容器的壓強增大,反應(yīng)速率如何變化?提示:壓縮體積,增大壓強,反應(yīng)物的濃度增大,反應(yīng)速率加快。(2)保持容器的容積不變,向其中充入氦氣(He),反應(yīng)
6、速率如何變化?提示:充入氦氣,盡管壓強增大,但反應(yīng)物的濃度不變,反應(yīng)速率不變。(3)保持容器內(nèi)氣體壓強不變,向其中充入氦氣(He),反應(yīng)速率如何變化?提示:充入氦氣,盡管壓強不變,但容器的體積增大,反應(yīng)物的濃度減小,反應(yīng)速率減慢。(1)壓強對固體或液體(溶液)間的反應(yīng)無影響。(2)壓強的改變實質(zhì)是改變反應(yīng)物的濃度,判斷時看反應(yīng)物的濃度是否發(fā)生改變。只有濃度改變了反應(yīng)速率才改變,不能簡單機械地使用結(jié)論。(3)對于氣體反應(yīng)有以下幾種情況:恒溫時:增大壓強體積減小濃度增大反應(yīng)速率增大。恒容時:a.充入氣體反應(yīng)物反應(yīng)物濃度增大總壓增大反應(yīng)速率增大;b充入“無關(guān)氣體”(如He、Ne、Ar或不參與反應(yīng)的N
7、2等)引起總壓增大,但各反應(yīng)物的濃度不變反應(yīng)速率不變。恒壓時:充入“無關(guān)氣體”(如He、Ne、Ar或不參與反應(yīng)的N2等)引起體積增大各反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)速率減慢。110 mL 1 molL1鹽酸與一小塊大理石的化學(xué)反應(yīng):CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O,下列措施能使化學(xué)反應(yīng)速率提高的是()A加入一定量的CaCl2B加入5 mL 1.5 molL1鹽酸C加入15 mL 0.5 molL1鹽酸D加入5 mL H2O解析:選BCaCl2是反應(yīng)中的生成物,其濃度增大,不能增大反應(yīng)速率;加入1.5 molL1的鹽酸可使1 molL1的鹽酸濃度增大,加快化學(xué)反應(yīng)速率;加入0.5 molL1的鹽酸
8、可使1 molL1的鹽酸濃度減小,減慢化學(xué)反應(yīng)速率;加水相當于稀釋,使鹽酸的濃度減小,從而使反應(yīng)速率減慢。2對于反應(yīng):N2O22NO,在密閉容器中進行,下列條件能加快反應(yīng)速率的是()A縮小體積使壓強增大B體積不變充入N2使壓強增大C體積不變充入He使氣體壓強增大D使總壓強不變,充入He解析:選AB壓強改變,若濃度改變,則速率改變,壓強雖變,若濃度不變,則速率不變。A氣體的量不變,僅縮小體積,氣體的濃度增大,反應(yīng)速率增大;B容積不變,充入N2,使反應(yīng)物N2的濃度增大,速率增大;C容積不變,充入He,雖然反應(yīng)容器內(nèi)壓強增大,但反應(yīng)物N2、NO的濃度并沒有變化,因此不影響反應(yīng)速率;D壓強不變,充入H
9、e,反應(yīng)容器體積增大,壓強不變但N2、O2、NO的濃度減小,反應(yīng)速率減慢。溫度和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響1溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)規(guī)律:在其他條件相同時,升高溫度,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率增大;降低溫度,反應(yīng)速率減小。(2)解釋(3)經(jīng)驗規(guī)律:許多反應(yīng)的溫度每升高10 K,其反應(yīng)速率增加24倍。(4)應(yīng)用:在實驗室或工業(yè)生產(chǎn)中,常采用加熱的方法使化學(xué)反應(yīng)在較高溫度下進行,以提高反應(yīng)速率。2催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)規(guī)律:催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率有顯著影響,使用合適的催化劑,反應(yīng)速率增大。(2)解釋催化劑圖示如下:(3)應(yīng)用90%化工生產(chǎn)涉及的化學(xué)反應(yīng)都使用催化劑,給化工生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟效
10、益。在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用,如汽車尾氣的催化轉(zhuǎn)化,廢水的處理。3其他因素對反應(yīng)速率的影響(1)增大反應(yīng)物間的接觸面積,反應(yīng)速率隨之增大。(2)光、電磁波、超聲波等也會對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。特別提醒正反應(yīng)不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)速率都要加快。1硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O,下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是()實驗反應(yīng)溫度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(molL1)V/mLc/(molL1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析
11、:選D多個外界條件不同時,要對比找出其他相同條件,然后比較。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,本題從濃度和溫度兩個因素考查,結(jié)合選項知混合液體積都為20 mL,根據(jù)濃度越大、溫度越高,反應(yīng)速率越快,可以推知D選項正確。22SO2O22SO3是工業(yè)上制造硫酸的重要反應(yīng)。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是()A增加O2的濃度能加快反應(yīng)速率B降低體系溫度能加快反應(yīng)速率C使用催化劑不影響反應(yīng)速率D一定條件下達到反應(yīng)限度時SO2全部轉(zhuǎn)化為SO3解析:選A降低體系溫度能減慢反應(yīng)速率;使用催化劑能加快反應(yīng)速率;一定條件下達到反應(yīng)限度時,因為是可逆反應(yīng),SO2不可能全部轉(zhuǎn)化為SO3。三級訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)1下列措施是為了降低化
12、學(xué)反應(yīng)速率的是()A食品放在冰箱中貯藏B用鐵粉代替鐵釘與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣C合成氨工業(yè)中使用催化劑D在試管中進行鋁和鹽酸反應(yīng)時,稍微加熱解析:選A將食物貯藏在冰箱中,溫度降低,能減慢反應(yīng)速率,A項正確;用鐵粉代替鐵釘與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣,增大反應(yīng)物的接觸面積,可加快化學(xué)反應(yīng)速率,B項錯誤;合成氨工業(yè)中使用催化劑,可降低反應(yīng)的活化能,加快化學(xué)反應(yīng)速率,C項錯誤;在試管中進行鋁和鹽酸反應(yīng)時,稍微加熱,溫度升高,可加快化學(xué)反應(yīng)速率,D項錯誤。2在一個帶有活塞的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):A(s)3B(g)2C(g)2D(g),改變下列條件,對化學(xué)反應(yīng)速率不產(chǎn)生影響的是()A減少反應(yīng)物A的量B壓縮活塞,使其容
13、積減小C保持壓強不變,向容器中充入稀有氣體D固定活塞后,再向容器中充入稀有氣體解析:選ADA為固體,增加或減少A的量不影響反應(yīng)速率;壓縮活塞,各氣體濃度均增大,使反應(yīng)速率增大;保持壓強不變,向容器中充入稀有氣體,會使容器體積增大,各氣體的濃度減小,反應(yīng)速率減??;固定活塞后充入稀有氣體,各氣體濃度不變,反應(yīng)速率不變,故A、D兩項正確。3下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法中,正確的是()A100 mL 2 molL1的鹽酸與鋅反應(yīng)時,加入適量的NaCl溶液,生成H2的速率不變B用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制取H2時,改用鐵片和濃硫酸可以加快產(chǎn)生H2的速率C二氧化硫的催化氧化反應(yīng)是一個放熱反應(yīng),所以升高溫度,反應(yīng)速率
14、減慢D汽車尾氣中的CO和NO可以緩慢反應(yīng)生成N2和CO2,減小壓強,反應(yīng)速率減慢解析:選DA項,加入NaCl溶液,相當于稀釋鹽酸,使其濃度降低,反應(yīng)速率減慢;B項,改用鐵片與濃硫酸反應(yīng)時,若在常溫下,則鐵片發(fā)生鈍化,若在加熱條件下,則反應(yīng)生成二氧化硫氣體,得不到H2;C項,化學(xué)反應(yīng)不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率都加快;D項,對有氣體參與的反應(yīng),減小壓強,氣體的濃度降低,反應(yīng)速率減慢。4用如圖所示裝置進行如下實驗: (1)在檢查裝置的氣密性后,向試管a中加入10 mL 6 molL1的稀HNO3和1 g銅片,立即用帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口。請寫出在試管a中有可能發(fā)生的所有反
15、應(yīng)的化學(xué)方程式_。(2)在實驗過程中常常反應(yīng)開始時速率緩慢,隨后逐漸加快,這是由于_,當反應(yīng)進行一段時間后速率又逐漸減慢,原因是_。(3)欲較快地制得NO,可采取的措施是_(填寫字母序號)。A加熱B使用銅粉C稀釋HNO3 D增大硝酸的濃度解析:反應(yīng)開始時溶液溫度較低,故反應(yīng)速率較慢,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進行,溶液的溫度逐漸升高,反應(yīng)速率加快;反應(yīng)一段時間后,HNO3因消耗而濃度減小,HNO3的濃度成為影響反應(yīng)速率的主要因素,故反應(yīng)速率又逐漸減慢。加熱和增加固體物質(zhì)的表面積都能加快反應(yīng)速率;稀釋HNO3,速率減?。籆u與濃HNO3反應(yīng)得到的氣體是NO2。答案:(1)3Cu8HNO3(稀)
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