高二化學(xué)教案：《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素及圖像分析》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　一、復(fù)習(xí)回顧

　　知識(shí)結(jié)構(gòu)框架

　　二、知識(shí)梳理

　　課程引入：

　　上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率，這堂課我們重點(diǎn)來(lái)學(xué)習(xí)影響反應(yīng)速率的因素。

　　考點(diǎn)1：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素以及微觀解釋?zhuān)?br />
　　1．決定因素（內(nèi)因）：反應(yīng)物的性質(zhì)。

　　2．條件因素（外因）

　　（1）濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

　　其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，可以增大反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度，

　　可以減小化學(xué)反應(yīng)的速率。

　　注意：此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng)，對(duì)于純固體或液體的反應(yīng)物，一般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。

　　原因：在其他條件不變時(shí)，對(duì)某一反應(yīng)來(lái)說(shuō)，活化分子百分?jǐn)?shù)是一定的，所以當(dāng)反應(yīng)物的濃度增大時(shí)，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，活化分子數(shù)也相應(yīng)的增多，反應(yīng)速率也必然增大。

　　（2）壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

　　結(jié)論：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快；減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢。

　　原因：對(duì)氣體來(lái)說(shuō)，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，就是增加單位體積的反應(yīng)物的物質(zhì)的量，即增加反應(yīng)物的濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，因而可以增大化學(xué)反應(yīng)的速率。

　　對(duì)于氣體反應(yīng)體系，充入“惰性氣體”時(shí)反應(yīng)速率變化情況：

　　①恒容時(shí)：充入“惰性氣體” 總壓增大，但各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)速率不變。

　　②恒壓時(shí)：充入“惰性氣體”體積增大各反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)、速率減慢。

　　（3）溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

　　結(jié)論：其他條件不變時(shí)，升高溫度，可以增大反應(yīng)速率，降低溫度，可以減慢反應(yīng)速率。

　　原因：①濃度一定時(shí)，升高溫度，分子的能量增加，從而增加了活化分子的數(shù)量，反應(yīng)速率增大。

　　②溫度升高，使分子運(yùn)動(dòng)的速率加快，單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率也會(huì)相應(yīng)的加快。前者是主要原因。

　　③阿倫尼烏斯方程：k===Ae –Ea/RT （Ｅa表示活化能）

　　該方程表明：當(dāng)Ｅa>0時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快。

　　Ea值越大，改變溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響程度就越大，這就是升高相同溫度時(shí)不同化學(xué)反應(yīng)的速率增加的倍數(shù)不同的原因。

　　（4）催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

　　結(jié)論：催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)的速率。正催化劑：能夠加快反應(yīng)速率的催化劑。

　　負(fù)催化劑：能夠減慢反應(yīng)速率的催化劑。如不特意說(shuō)明，指正催化劑。

　　原因：在其他條件不變時(shí)，使用催化劑可以大大降低反應(yīng)所需要的能量，會(huì)使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，大大增加活化分子百分?jǐn)?shù)，因而使反應(yīng)速率加快。

　　①催化劑是能加快化學(xué)反應(yīng)速率而在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變的物質(zhì)。由于催化劑的質(zhì)量及化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變，反應(yīng)歷程中必定既包括有催化劑參與的反應(yīng)，又包括使催化劑再生成的反應(yīng)。

　　②催化劑通過(guò)參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程降低反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速率。催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率。

　　③催化劑具有選擇性，某種催化劑對(duì)某一反應(yīng)可能是活性很強(qiáng)的催化劑，但對(duì)其他反應(yīng)就不一定有催化作用。

　　（5）其他因素

　　如光照、反應(yīng)物固體的顆粒大小、電磁波、超聲波、溶劑的性質(zhì)等，也會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的速率產(chǎn)生影響。

　　考點(diǎn)3：外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律

　　解釋化學(xué)反應(yīng)速率快慢的鏈條思維：活化能→活化分子→有效碰撞→化學(xué)反應(yīng)速率。

　　三、例題精析

　　【例題1】在一定溫度下，密閉容器內(nèi)進(jìn)行如下反應(yīng)：3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)，下列判斷正確的是（    ）

　　A．保持體積不變，增加Fe的量，反應(yīng)速率加快

　　B．將容器的體積縮小一半，反應(yīng)速率加快

　　C．保持體積不變，充入Ne使體系壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率加快

　　D．保持壓強(qiáng)不變，充入Ne使容器的體積增大，反應(yīng)速率不變

　　【答案】B

　　【解析】本題考查濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系。由于固體的濃度為常數(shù)，增加鐵的量，反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響；容器體積縮小，相當(dāng)于增大氣體的濃度，反應(yīng)速率加快；體積不變的情況下，充入不參與反應(yīng)的氣體，反應(yīng)物和生成物的濃度不變，速率不變；壓強(qiáng)不變，充入不參與反應(yīng)的氣體使體積增大，由于反應(yīng)物和生成物的濃度減小，速率減小。

　　【例題2】已知：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各組實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)速率最快的是（    ）

　　【答案】D

　　【解析】本題主要比較溫度和濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。溶液混合后總體積都相同，從溫度方面判斷C、D的反應(yīng)速率大于A、B的反應(yīng)速率；從濃度方面判斷，A、D的反應(yīng)速率大于B、C的反應(yīng)速率。所以反應(yīng)速率最快的為D。

　　【例題3】（2016?進(jìn)賢縣校級(jí)模擬）反應(yīng)C（s）＋H2O（g）?CO（g）＋H2（g）在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是（    ）

　　①增加C的量

　　②將容器的體積縮小一半

　　③保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大?????

　　④保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大．

　　A.①④           B.②③

　　C.①③           D.②④

　　【答案】C

　　【解析】①因濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快，但是固體量的增減不影響反應(yīng)速率，所以增加C（s）的量，反應(yīng)速率不變，故①選；②將容器的體積縮小一半，反應(yīng)體系中物質(zhì)的濃度增大，則化學(xué)反應(yīng)速率增大，故②不選；③保持體積不變，充入氮?dú)猓�氮�(dú)獠粎⑴c反應(yīng)，反應(yīng)體系中的各物質(zhì)的濃度不變，則反應(yīng)速率不變，故③選；④保持壓強(qiáng)不變，充入氮?dú)猓�使容器的體積變大，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度減小，則反應(yīng)速率減小，故④不選；故選C。

　　四、課堂練習(xí)

　　【基礎(chǔ)】

　　1. 一定溫度下，在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示，下列描述正確的是（    ）

　　A．反應(yīng)開(kāi)始到10 s，用Z表示的反應(yīng)速率為0.158 mol/(L·s）

　　B．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)10 s，X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79 mol/L

　　C．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)10 s，Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%

　　D．反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)＋Y(g)Z(g)

　　【答案】C

　　【解析】化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)圖像。計(jì)算出X、Y減少的物質(zhì)的量，Z增加的物質(zhì)的量，然后根據(jù)速率的計(jì)算公式計(jì)算出答案。

　　2. 在一定條件下，可逆反應(yīng)：N2+3H22NH3(正反應(yīng)放熱)達(dá)到平衡，當(dāng)單獨(dú)改變下列條件后，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（    ）

　　A．加催化劑，v正、v逆都發(fā)生變化且變化的倍數(shù)相等

　　B．加壓，v正、v逆都增大，且v正增大倍數(shù)大于v逆增大倍數(shù)

　　C．降溫，v正、v逆都減小，且v正減小倍數(shù)大于v逆減小倍數(shù)

　　D．加入氬氣，v正、v逆都增大，且v正增大倍數(shù)小于v逆增大

　　【答案】 CD

　　【解析】催化劑能同倍程度改變v正、v逆，A正確。加壓，v正、v逆均增大，且向正反應(yīng)方向移動(dòng)，v正> v逆，B正確。降溫，v正、v逆均減小，且向正反應(yīng)方向移動(dòng)，v正> v逆，C錯(cuò)誤。加入氧氣，如恒溫、恒容，平衡不移動(dòng)，v正、v逆不變化，如恒溫、恒壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，v正、v逆均減小，且v正< v逆，D錯(cuò)誤。

　　【鞏固】

　　3. 與發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成和的速率如圖所示，已知這個(gè)反應(yīng)速率隨著溶液中的增大而加快。

　　（1）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，反應(yīng)速率加快的原因是      。

　　（2）反應(yīng)后期時(shí)，反應(yīng)速率下降的原因是      。

　　【答案】（1）開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)，隨增大，加快。

　　（2）反應(yīng)進(jìn)行至?xí)r，因C（反應(yīng)物）減小，且反應(yīng)使也減小，則減慢。

　　【解析】由于與反應(yīng)隨增大而加快，首先寫(xiě)出二者反應(yīng)的化學(xué)方程

　　式（或離子方程式：）可見(jiàn)反應(yīng)后有生成。

　　4. 丙酮和碘在酸性溶液中發(fā)生如下反應(yīng)： CH3COCH3+I2 → CH3COCH2I +H++I—。25℃時(shí)，該反應(yīng)的速率由下列經(jīng)驗(yàn)式?jīng)Q定：υ== k·c(CH3COCH3)·c(H+)，式中k==2.73×10—5L/（mol·s）。

　　又知開(kāi)始時(shí)c(I2)==0.01mol/L ，c(CH3COCH3)==0.1mol/L，c(H+)==0.01mol/L。問(wèn)25℃時(shí)，當(dāng)溶液中的I2反應(yīng)掉一半時(shí)，反應(yīng)速率比開(kāi)始時(shí)是快還是慢？

　　【答案】反應(yīng)速率加快了

　　【解析】由反應(yīng)速率的經(jīng)驗(yàn)式直接計(jì)算兩個(gè)條件下的反應(yīng)速率即可作答。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，

　　υ（始）==2.73×10—5L/（mol·s）·0.1mol/L·0.01mol/L==2.73×10—8mol/L·s

　　當(dāng)溶液中的碘消耗一半時(shí)，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，c(CH3COCH3)==0.1mol/L—0.01mol/L×1/2==0.095mol/L

　　c(H+)==0.01mol/L+0.01mol/L×1/2==0.015mol/L

　　υ（終）==2.73×10—5L/（mol·s）·0.095mol/L·0.015mol/L==3.89×10—8 mol/L·s

　　υ（終）＞υ（始），故反應(yīng)速率加快了。

　　隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度降低，其反應(yīng)速率應(yīng)減慢。這是原有知識(shí)引發(fā)的習(xí)慣思維。事實(shí)上，與化學(xué)反應(yīng)速率有關(guān)的物質(zhì)及方次（冪指數(shù)）是實(shí)驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果，突破慣性思維、依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)、探尋客觀規(guī)律是創(chuàng)造性思維產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)。

　　【拔高】

　　1. 某溫度時(shí)，在容積為2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)回答：

　　（1）反應(yīng)開(kāi)始2 min內(nèi)：v（X）＝__________________

　　v（Y）＝ __________________  v（Z）＝ __________________

　　（2）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_____________________________

　　【答案】0.025 mol /（L·s）、0.075 mol /（L·s）mol /（L·s）、0.050 mol /（L·s）；X＋3Y=2Z。

　　【解析】 根據(jù)圖像，0-2 min內(nèi)，X的物質(zhì)的量由1 mol變?yōu)?.9 mol，濃度變化為0.1 mol÷2 L=0.05 mol/L，同樣可得Y、Z的速率。根據(jù)速率之比等于系數(shù)之比，可得化學(xué)方程式。注意X、Y減小，為反應(yīng)物，Z增多，為生成物。

　　2. 用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0,按照相同的物質(zhì)的量投料,測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（    ）

　　A.溫度:T1>T2>T3

　　B.正反應(yīng)速率:v(A)>v(C)　v(B)>v(D)

　　C.平衡常數(shù):K(A)>K(C)　K(B)=K(D)

　　D.平均摩爾質(zhì)量:M(A)<M(C)　M(B)>M(D)

　　【答案】C

　　【解析】此反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高CO轉(zhuǎn)化率越低,所以T1<T2<T3,v(A)<v(B)<v(C),A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤,C選項(xiàng)正確;依據(jù)平均摩爾質(zhì)量=,氣體總質(zhì)量不變,依據(jù)轉(zhuǎn)化率氣體的總物質(zhì)的量由小到大的順序?yàn)锳<B<D<C;D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

　　五、課后作業(yè)

　　【基礎(chǔ)】

　　1. 100 mL 3 mol·L－1的硫酸溶液跟過(guò)量鋅粉反應(yīng)，在一定溫度下，為了減緩反應(yīng)進(jìn)行的速率，又不影響生成氫氣的總量，可向反應(yīng)物中加入適量的（    ）

　　A.Na2CO3固體      B.3 mol·L－1的硫酸

　　C.CH3COOK溶液      D.KNO3溶液

　　2.在實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，用定量、定濃度的鹽酸與足量的石灰石反應(yīng)，并在一定的時(shí)間內(nèi)測(cè)量反應(yīng)所放出的CO2的體積。實(shí)驗(yàn)Ⅰ用的是塊狀的石灰石，實(shí)驗(yàn)Ⅱ用的是粉末狀石灰石。下圖中哪個(gè)圖像能正確反映兩種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（    ）

　　3.一定溫度下，反應(yīng)N2＋O2（    ）

　　A.縮小體積使壓強(qiáng)增大      B.恒容，充入N2

　　C.恒容，充入He      D.恒壓，充入He

　　【鞏固】

　　1.反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是（    ）

　　A.增加H2O的量

　　B.將容器的體積縮小一半

　　C.保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大

　　D.保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大

　　2.下列表格中的各種情況，可以用下面對(duì)應(yīng)選項(xiàng)中的圖像曲線表示的是（    ）

　　3.用3克塊狀大理石與30毫升3mol/L鹽酸反應(yīng)制取CO2氣體，若要增大反應(yīng)速率，可采取

　　的措施是①再加入30毫升3mol/L鹽酸 ②改用30毫升6mol/L鹽酸 ③改用3克粉末狀大理石   ④適當(dāng)升高溫度（    ）

　　A．①②④　          B． ②③④

　　C．①③④　          D． ①②③

　　【提高】

　　1.下列說(shuō)法正確的是（    ）

　　A.增大壓強(qiáng)，活化分子數(shù)增多，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大

　　B.升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大

　　C.加入反應(yīng)物，使活化分子百分?jǐn)?shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大

　　D.使用催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，增大了活化分子數(shù)，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大

　　2.將a?g塊狀碳酸鈣跟足量鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)物損失的質(zhì)量隨時(shí)間的變化曲線如圖中的實(shí)線所示，在相同條件下，將b?g?（?a＞b?）粉末狀碳酸鈣與同濃度的鹽酸反應(yīng)，則相應(yīng)的曲線（圖中虛線所示）正確的是（    ）

　　3.已知圖一表示的是可逆反應(yīng)CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)　ΔH>0的化學(xué)反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系,圖二表示的是可逆反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0的濃度(c)隨時(shí)間(t)的變化情況。下列說(shuō)法中正確的是（    ）

　　A.圖一t2時(shí)改變的條件可能是升高了溫度或增大了壓強(qiáng)

　　B.圖一t2時(shí)改變的條件一定是增大了反應(yīng)物的濃度

　　C.圖二t1時(shí)改變的條件可能是升高了溫度或增大了壓強(qiáng)

　　D.若圖二t1時(shí)改變的條件是增大壓強(qiáng),則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將減小

　　【答案】

　　【基礎(chǔ)】C   B   C

　　【鞏固】C   C   B

　　【提高】B   C   A