人教版選修4第2章 第二節(jié) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素學(xué)案 (1).DOC

第二節(jié) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素重難點(diǎn)一 利用有效碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 變化結(jié)果條件變化活化能單位體積分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)單位體積活化分子數(shù)有效碰撞次數(shù)反應(yīng)速率增大反應(yīng)物的濃度不變?cè)龆嗖蛔冊(cè)龆嘣龆嗉涌煸龃髿鈶B(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)不變?cè)龆嗖蛔冊(cè)龆嘣龆嗉涌焐叻磻?yīng)物的溫度不變不變?cè)龆嘣龆嘣龆嗉涌焓褂么呋瘎┙档筒蛔冊(cè)龆嘣龆嘣龆嗉涌煜嗷リP(guān)系單位體積活化分子數(shù)單位體積分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)重難點(diǎn)二 物質(zhì)狀態(tài)和濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響1對(duì)于有固體參加的化學(xué)反應(yīng)而言，由于在一定條件下，固體的濃度是固定的，所以固體物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中濃度不改變，因此在表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，不能用固體物質(zhì)。但因?yàn)楣腆w物質(zhì)的反應(yīng)是在其表面進(jìn)行的，故與其表面積有關(guān)，當(dāng)固體顆粒變小時(shí)，會(huì)增大表面積，加快反應(yīng)速率。2對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)而言，改變壓強(qiáng)，對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起濃度改變所致。所以，在討論壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)區(qū)分引起壓強(qiáng)改變的原因，這種改變對(duì)反應(yīng)體系的濃度產(chǎn)生何種影響，由此判斷出對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生何種影響。對(duì)于氣體反應(yīng)體系，有以下幾種情況：(1)恒溫時(shí)：增加壓強(qiáng)體積縮小濃度增大反應(yīng)速率加快。(2)恒容時(shí)：充入氣體反應(yīng)物濃度增大總壓增大速率加快充入“惰氣”總壓增大，但各分壓不變，即各物質(zhì)的濃度不變，反應(yīng)速率不變。(3)恒壓時(shí)：充入：“惰氣”體積增大各反應(yīng)物濃度減少反應(yīng)速率減慢。重難點(diǎn)三 化學(xué)反應(yīng)速率的圖像圖像也是一種表達(dá)事物的語言符號(hào)，化學(xué)反應(yīng)速率圖像是將化學(xué)反應(yīng)速率變化的狀況在直角坐標(biāo)系中以圖的形式表達(dá)的結(jié)果，是化學(xué)反應(yīng)速率變化規(guī)律的反映。認(rèn)識(shí)和應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率圖像時(shí)，要立足于化學(xué)方程式，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率變化的規(guī)律，分析直角坐標(biāo)系及其圖像的涵義。1化學(xué)反應(yīng)caco32hcl=cacl2co2h2o(1)其他條件一定，反應(yīng)速率隨著c(hcl)的增大而增大，如圖。(2)其他條件一定，反應(yīng)速率隨著溫度的升高而增大，如圖。(3)隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，c(hcl)逐漸減小，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小，如圖。2化學(xué)反應(yīng)2h2s(g)so2(g)=3s(s)2h2o(g)(1)其他條件一定，增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)(縮小氣體容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的增大而增大。如圖。(2)其他條件一定，減小氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)(擴(kuò)大氣體容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的減小而減小，如圖。(3)溫度、氣體容器的容積都一定，隨著時(shí)間的增加，so2、h2s物質(zhì)的量逐漸減少，氣體的壓強(qiáng)逐漸減小，反應(yīng)速率逐漸減小，如圖。(4)分別在較低溫度t1和較高溫度t2下反應(yīng)，氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)都是逐漸增大(縮小容器容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的增大而增大及隨著溫度的升高而增大，如圖。例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(shí)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(shí)質(zhì)是原子的重新組合化學(xué)反應(yīng)的實(shí)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(shí)質(zhì)是活化分子有合適取向時(shí)的有效碰撞a b c d答案c解析本題主要考查的內(nèi)容是活化分子、有效碰撞、化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及其某些關(guān)系。觀點(diǎn)錯(cuò)誤，因?yàn)榛罨肿佑泻线m取向時(shí)的碰撞，才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，選項(xiàng)中有不可選，a被排除；觀點(diǎn)錯(cuò)誤，因?yàn)槠胀ǚ肿娱g的碰撞并非有效碰撞，因而不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，選項(xiàng)中有不可選，b、d被排除；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(cuò)誤的。例2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)速率幾乎無影響的是()a增加c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使容器體積變大答案ac解析c為固態(tài)反應(yīng)物，增加其用量對(duì)反應(yīng)速率幾乎沒有影響；容器體積縮小一半相當(dāng)于壓強(qiáng)增大一倍，濃度增大，正、逆反應(yīng)速率均增大；體積不變，充入n2，體系總壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)混合物濃度并未改變，反應(yīng)速率基本不變；充入n2使容器體積增大，總壓強(qiáng)不變，但反應(yīng)混合物濃度同等程度變小，正、逆反應(yīng)速率均變慢。壓強(qiáng)影響化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)質(zhì)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響歸根結(jié)底是由濃度決定的。即：壓強(qiáng)變因此凡是不能引起濃度變化的化學(xué)反應(yīng)速率無變化。 例3向四個(gè)體積相同的密閉容器中分別充入一定量的so2和o2，開始反應(yīng)時(shí)，按正反應(yīng)速率由大到小順序排列正確的是()甲在500時(shí)，so2和o2各10 mol反應(yīng)乙在500時(shí)，用v2o5作催化劑，10 mol so2和5 mol o2反應(yīng)丙在450時(shí)，8 mol so2和5 mol o2反應(yīng)丁在500時(shí)，8 mol so2和5 mol o2反應(yīng)a甲、乙、丙、丁 b乙、甲、丙、丁c乙、甲、丁、丙 d丁、丙、乙、甲答案c解析本題綜合考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，催化劑、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響程度較大，其中催化劑為最大，濃度、壓強(qiáng)影響程度相對(duì)較小，同溫時(shí)乙中速率最快，同時(shí)無催化劑時(shí)，甲中濃度大于丁中濃度，故甲丁，丙溫度最低，速率最慢，故c正確。外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響程度：催化劑溫度濃度壓強(qiáng)。即：催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響程度最大，其次是溫度，最后是濃度和壓強(qiáng)。 例4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實(shí)線所示。在相同的條件下，將b g(ab)粉末狀碳酸鈣與同濃度鹽酸反應(yīng)，則相應(yīng)的曲線(圖中虛線所示)正確的是()答案c解析粉末狀碳酸鈣的表面積比塊狀碳酸鈣的表面積大，故在相同條件下，與同濃度的鹽酸反應(yīng)時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率快，即單位時(shí)間內(nèi)損失的caco3的質(zhì)量大，可排除a、b；由于ab，用粉末狀caco3的消耗量大于塊狀caco3，故當(dāng)粉末狀caco3完全消耗時(shí)，塊狀caco3尚有剩余，此后單位時(shí)間內(nèi)caco3的損失量又大于粉末狀caco3。解答圖象題，首先要看懂圖(特別是縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的意義)，然后依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的變化規(guī)律，進(jìn)行綜合分析推理判斷。分析時(shí)一般從以下幾方面入手：看清各坐標(biāo)軸所代表的意義(速率時(shí)間、轉(zhuǎn)化率時(shí)間等)?？辞迩€的變化趨勢(shì)(增大、減小、不變、先增大后減小等)?？辞迩€上點(diǎn)的意義(起點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)、極值點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)等)。1在其他條件具備時(shí)，若一反應(yīng)較難進(jìn)行，則其主要原因可能是()參加反應(yīng)的分子的能量普遍較低參加反應(yīng)的分子的能量普遍較高單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物中活化分子有效碰撞次數(shù)少單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物中活化分子有效碰撞次數(shù)較多反應(yīng)物分子中活化分子百分?jǐn)?shù)較小反應(yīng)物分子中活化分子百分?jǐn)?shù)較大a b c d答案a解析化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件是：反應(yīng)物分子間必須發(fā)生碰撞，能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞為有效碰撞，能發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子。對(duì)于一個(gè)反應(yīng)，若分子的能量普遍較低，則單位時(shí)間內(nèi)活化分子有效碰撞次數(shù)少，活化分子百分?jǐn)?shù)少，則反應(yīng)比較難進(jìn)行。2用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，下列措施不能使氫氣生成速率加大的是()a加熱 b不用稀硫酸，改用98%濃硫酸c滴加少量cuso4溶液 d不用鐵片，改用鐵粉答案b解析b項(xiàng)98%的濃h2so4可使鐵片鈍化，阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行；c項(xiàng)中fe置換出少量cu，可形成cufe原電池加快反應(yīng)速率。3下列不同條件下的化學(xué)反應(yīng)ab=cd，反應(yīng)速率由大到小順序正確的一組是()常溫下20 ml含a和b各0.001 mol常溫下100 ml含a和b各0.01 mol常溫下0.05 mol/l a、b溶液各10 ml，再加入蒸餾水20 ml常溫下100 ml含a 0.01 mol和20 ml含b 0.001 mola b c d答案c解析由題意可知，其他條件相同，只有a、b的濃度不同，根據(jù)濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，濃度越大，反應(yīng)速率越快，將題給的a、b的不同量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度再進(jìn)行比較。中a、b物質(zhì)的量濃度均為0.05 mol/l；中a、b物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/l；中a、b物質(zhì)的量濃度均為0.012 5 mol/l；中a物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/l，b物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/l。即濃度的大小順序?yàn)?，其速率順序與之相同，c選項(xiàng)符合題意。4對(duì)于反應(yīng)n2(g)o2(g)2no(g)，在密閉容器中進(jìn)行，下列哪些條件能加快該反應(yīng)的速率()a縮小體積使壓強(qiáng)增大 b體積不變充入n2使壓強(qiáng)增大c體積不變充入he氣使壓強(qiáng)增大 d壓強(qiáng)不變充入n2使體積增大答案ab解析壓強(qiáng)對(duì)速率的影響，本質(zhì)上是濃度的影響。a縮小反應(yīng)體系的體積，總壓增大，各物質(zhì)的濃度均增大，故反應(yīng)速率加快。b體積不變，充入n2，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快。c體積不變，充入he，總壓雖增大，但體系中各物質(zhì)濃度均沒有改變，故反應(yīng)速率不變。d壓強(qiáng)不變，充入n2導(dǎo)致體積增大，各物質(zhì)的濃度除n2不變外，其余均減小，故反應(yīng)速率減慢。5在四個(gè)相同的容器中，在不同的溫度下(其它條件相同)進(jìn)行合成氨的反應(yīng)，根據(jù)下列在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得的反應(yīng)速率判斷，該反應(yīng)所處的溫度最高的是()av(nh3)0.1 mol/(lmin) bv(h2)0.6 mol/(lmin)cv(n2)0.3 mol/(lmin) dv(h2)0.3 mol/(lmin)答案c解析合成氨的反應(yīng)方程式為：n23h3高溫、高壓催化劑2nh3，利用相關(guān)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系，均轉(zhuǎn)化為以n2表示的反應(yīng)速率：a項(xiàng)v(n2)0.05 mol/(lmin) b項(xiàng)v(n2)0.2 mol/(lmin)d項(xiàng)v(n2)0.1 mol/(lmin)綜合比較，c項(xiàng)反應(yīng)速率最大，該反應(yīng)所處的溫度最高。6一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：2hi(g) h2(g)i2(g)。若c(hi)由1.0 mol/l降低到0.7 mol/l時(shí)，需要15 s，那么c(hi)由0.7 mol/l降到 0.5 mol/l時(shí)，所需反應(yīng)的時(shí)間為()a等于5 s b等于10 s c大于10 s d小于10 s答案c解析由題意可知，第一個(gè)階段其反應(yīng)速率v(hi)0.02 mol/(ls)，若速率不變，c(hi)由0.7 mol/l降到0.5 mol/l所需時(shí)間為：t10 s。事實(shí)上，由于c(hi)減小，v(hi)小于0.02 mol/(ls)，故所需時(shí)間大于10 s。7在一密閉容器中充入1 mol h2和1 mol i2，壓強(qiáng)為p(pa)，并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)：h2(g)i2(g)=2hi(g)(1)保持容器容積不變，向其中充入1 mol h2，反應(yīng)速率_，理由是_。(2)保持容器容積不變，向其中充入1 mol n2(n2不參加反應(yīng))，反應(yīng)速率_，理由是_。(3)保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，向其中充入1 mol n2(n2不參加反應(yīng))，反應(yīng)速率_，理由是_。(4)保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，向其中充入1 mol h2(g)和1 mol i2(g)，反應(yīng)速率_，理由是_。答案(1)加快增大反應(yīng)物氫氣的濃度，反應(yīng)速率加快(2)不變反應(yīng)物的濃度不變，反應(yīng)速率不變(3)減慢保持壓強(qiáng)不變，向其中充入n2，體積變大，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢(4)不變保持壓強(qiáng)不變，向其中充入1 mol h2和1 mol i2，反應(yīng)物濃度不變，反應(yīng)速率不變解析(1)在容器容積不變時(shí)，充入1 mol h2即c(h2)增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快；(2)中容積不變，充入n2(不參加反應(yīng)的氣體)，各成分濃度未變，則反應(yīng)速率不變；(3)中壓強(qiáng)不變，充入n2，體積增大，各成分濃度減小，則反應(yīng)速率減??；(4)中壓強(qiáng)不變，充入h2、i2(g)各1 mol，體積增大，壓強(qiáng)未變，濃度也不變，則速率不變。8用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：(1)在檢查完裝置的氣密性后，向試管a中加入10 ml 6 mol/l的稀hno3和1 g cu片，立即用帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口，請(qǐng)寫出在試管a中有可能發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(2)實(shí)驗(yàn)過程中常常反應(yīng)開始時(shí)速率緩慢，隨后逐漸加快，這是由于_，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)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_。a加熱 b使用銅粉 c稀釋hno3 d改用濃hno3答案(1)3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o,2noo2=2no2，3no2h2o=2hno3no,2no2n2o4(2)反應(yīng)放熱使溫度升高，故反應(yīng)速率加快hno3濃度降低，故反應(yīng)速率又逐漸減小(3)ab解析制no時(shí)的離子方程式為3cu8h2no=3cu22no4h2o此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故開始慢，后來速率增大，但是隨反應(yīng)的進(jìn)行c(h)、c(no)減小，速率變慢；要想加快no的生成速率，可升溫或增大反應(yīng)物的接觸面積，若改用濃hno3，則產(chǎn)物不再是no，而是no2。10.1 mol/l硫代硫酸鈉溶液和0.1 mol/l硫酸溶液各10 ml和5 ml水混合，初始反應(yīng)速率為v1 mol/(ls)；0.2 mol/l硫代硫酸鈉溶液和0.2 mol/l硫酸溶液各5 ml與20 ml水混合，初始反應(yīng)速率為v2 mol/(ls)；則v1和v2的關(guān)系是()av1v2 bv1v2 cv1v2 d不能肯定答案a解析確定反應(yīng)速率大小的原則是兩種反應(yīng)物的溶液與一定量的水混合后所得溶液中反應(yīng)物濃度的大小，前者混合溶液中兩反應(yīng)物的濃度均為1/25 mol/l，后者混合溶液中兩反應(yīng)物的濃度都為1/30 mol/l，故v1v2。2在實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)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)放出的co2的體積。實(shí)驗(yàn)用的是塊狀的石灰石，實(shí)驗(yàn)用的是粉末狀石灰石，圖中所示哪個(gè)圖像能正確反映兩種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果()答案b解析鹽酸與足量caco3反應(yīng)，產(chǎn)生co2的量相同，但中caco3是塊狀，中用的是粉末，故中化學(xué)反應(yīng)速率大，用時(shí)短，故b項(xiàng)正確。3某探究小組用hno3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素。所用hno3濃度為1.00 mol/l、2.00 mol/l，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298 k、308 k，每次實(shí)驗(yàn)hno3的用量為25.0 ml、大理石用量為10.00 g。(1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)：實(shí)驗(yàn)編號(hào)t/k大理石規(guī)格hno3濃度/mol/l實(shí)驗(yàn)?zāi)康?98粗顆粒2.00()實(shí)驗(yàn)和探究hno3濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響；()實(shí)驗(yàn)和_探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響；()實(shí)驗(yàn)和_探究大理石規(guī)格 (粗、細(xì))對(duì)該反應(yīng)速率的影響。(2)實(shí)驗(yàn)中co2質(zhì)量隨時(shí)間變化的關(guān)系見下圖：依據(jù)反應(yīng)方程式caco3hno3=ca(no3)2co2h2o，計(jì)算實(shí)驗(yàn)在7090 s范圍內(nèi)hno3的平均反應(yīng)速率(忽略溶液體積變化，寫出計(jì)算過程)。(3)請(qǐng)?jiān)诳驁D中，畫出實(shí)驗(yàn)、和中co2質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖。答案(1)實(shí)驗(yàn)編號(hào)t/k大理石規(guī)格hno3濃度/mol/l實(shí)驗(yàn)?zāi)康?98粗顆粒2.00()和()和298粗顆粒