高中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理學(xué)案232外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

第2課時(shí)外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.會(huì)分析濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。2.知道反應(yīng)速率常數(shù)、活化能的含義，能夠根據(jù)相應(yīng)規(guī)律解決有關(guān)問題。一濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1．濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響在298K時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液中的反應(yīng)H2O2＋2HI=2H2O＋I(xiàn)2在不同濃度時(shí)的速率如下表所示：實(shí)驗(yàn)編號(hào)12345c(HI)/mol·L－10.1000.2000.3000.1000.100c(H2O2)/mol·L－10.1000.1000.1000.2000.300v/mol·L－1·s－10.007600.01530.02270.01510.0228分析上表數(shù)據(jù)，回答下列問題：(1)當(dāng)c(H2O2)恒定時(shí)，隨c(HI)增大，其反應(yīng)速率v的變化趨勢(shì)是________，若c(HI)增大1倍，其反應(yīng)速率v的變化是____________。同理，當(dāng)c(HI)恒定時(shí)，反應(yīng)速率v與c(H2O2)之間有類似的變化規(guī)律。(2)由以上分析可知，其反應(yīng)速率與c(H2O2)，c(HI)成________，上述反應(yīng)在不同濃度時(shí)的反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式是________________________。2．化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系(1)速率方程對(duì)于任意一個(gè)化學(xué)反應(yīng)aA＋bB=cC＋dD，其反應(yīng)速率方程為v＝kcm(A)cn(B)，式子中m、n、k都是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，與化學(xué)方程式中的系數(shù)無關(guān)。(2)反應(yīng)速率常數(shù)速率方程中的比例系數(shù)k稱為反應(yīng)速率常數(shù)，它表示________________________________，具備以下特點(diǎn)：①與濃度無關(guān)，但受______________________________________等因素的影響。溫度升高，k值通常________。②通常情況下，k值越大，反應(yīng)進(jìn)行得________。3．壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響對(duì)于氣體來說，在一定溫度下，一定質(zhì)量的氣體所占的體積與壓強(qiáng)成反比。如圖所示，結(jié)論：增大壓強(qiáng)，氣體體積________，濃度________，化學(xué)反應(yīng)速率________。(1)由于固體、液體粒子間的________很小，增大壓強(qiáng)幾乎不能改變它們的________，因此對(duì)只有固體或液體參加的反應(yīng)，壓強(qiáng)的變化對(duì)于反應(yīng)速率的影響可以忽略不計(jì)。(2)對(duì)于反應(yīng)N2＋3H22NH3，不同條件下，壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響①恒溫恒容密閉容器中a．充入N2，壓強(qiáng)________，c(N2)________，化學(xué)反應(yīng)速率________。b．充入He(He與反應(yīng)無關(guān))，壓強(qiáng)________，但c(N2)、c(H2)、c(NH3)都________，化學(xué)反應(yīng)速率________。②恒溫恒壓密閉容器中充入He，體積______，c(N2)、c(H2)、c(NH3)都______，化學(xué)反應(yīng)速率________。濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)改變濃度對(duì)可逆反應(yīng)速率的影響規(guī)律為增大反應(yīng)物濃度，____________速率增大，在瞬間內(nèi)，生成物濃度可認(rèn)為不變，__________________不變。但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，生成物的濃度逐漸增大，故__________________逐漸減小，__________速率逐漸增大，直到兩者_(dá)_______。(2)固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，則固體量的增多________反應(yīng)速率，反應(yīng)速率還與固體________的大小和生成物________的速率有關(guān)。(3)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響是通過改變氣體濃度實(shí)現(xiàn)的，故一般意義上增大氣體壓強(qiáng)是指壓縮氣體體積；對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，溫度一定時(shí)：壓強(qiáng)改變—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—濃度改變→反應(yīng)速率,—濃度不變→反應(yīng)速率))1．反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，試回答：(1)增加Fe的量，其反應(yīng)速率________(填“增大”“不變”或“減小”，下同)。(2)將容器的體積縮小一半，其反應(yīng)速率_______________________________________。(3)保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大，其反應(yīng)速率________。(4)保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器的體積增大，其反應(yīng)速率________。二溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1．根據(jù)基元反應(yīng)碰撞理論，能量較高，相互之間發(fā)生碰撞，能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)物分子叫做活化分子。(1)化學(xué)反應(yīng)一般需要一個(gè)活化的過程，即能發(fā)生反應(yīng)的分子，必須是先________能量后形成活化分子。(2)普通反應(yīng)物分子形成活化分子所吸收的________叫活化能(Ea)。對(duì)基元反應(yīng)而言，其活化能是活化分子平均能量與普通反應(yīng)物分子平均能量的________。(3)由阿倫尼烏斯公式k＝(k為反應(yīng)速率常數(shù)，A為比例系數(shù)，e為自然對(duì)數(shù)的底，R為摩爾氣體常量，Ea為活化能)知：活化能越高，反應(yīng)________進(jìn)行，反應(yīng)速率常數(shù)________?？梢姡罨苁菦Q定化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因。2．溫度會(huì)影響反應(yīng)速率常數(shù)，從而影響化學(xué)反應(yīng)速率，下表列出了幾個(gè)反應(yīng)在298K和308K時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)之比。序號(hào)化學(xué)反應(yīng)eq\f(k308K,k298K)ANO＋O3=NO2＋O21.15BH2＋I(xiàn)2=2HI(氣體反應(yīng))8.99CNH4CNO=(NH2)2CO3.58請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行討論：(1)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有怎樣的影響？(2)升高相同溫度，對(duì)不同化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響程度一樣嗎？為什么？(3)對(duì)于B反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH<0，則升高溫度時(shí)，v正和v逆應(yīng)如何變化？平衡如何移動(dòng)？溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)一定條件下的化學(xué)反應(yīng)，升高溫度，可________化學(xué)反應(yīng)速率，降低溫度，可________化學(xué)反應(yīng)速率。(2)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律對(duì)于在________中發(fā)生的反應(yīng)，溫度每升高10K，反應(yīng)速率增加到原來的________倍。此近似規(guī)律只對(duì)一些反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率做粗略估計(jì)。(3)經(jīng)驗(yàn)公式(阿倫尼烏斯公式)k＝________________。Ea為________，單位為J·mol－1或kJ·mol－1。當(dāng)Ea>0時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)________，化學(xué)反應(yīng)速率________。(4)升高溫度，v正、v逆一般均加快，吸熱反應(yīng)增加的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)增加的倍數(shù)。降低溫度，v正、v逆一般均減小，且吸熱反應(yīng)減小的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)減小的倍數(shù)。2．對(duì)于反應(yīng)M＋N=P，如果溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增加為原來的3倍。在10℃時(shí)完成反應(yīng)的10%需要54min，將溫度提度到40℃完成反應(yīng)的10%，需要的時(shí)間為()A．2minB．3minC．6minD．9min三催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1．根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)操作要求完成實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，填寫下表：實(shí)驗(yàn)原理2H2O2eq\o(=,\s\up7(催化劑))2H2O＋O2↑實(shí)驗(yàn)操作在試管中先加入2mL5%的H2O2，再加入1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液在試管中先加入2mL5%的H2O2，再加入1mL0.1mol·L－1CuSO4溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論2.某些反應(yīng)使用催化劑前后的活化能及反應(yīng)速率常數(shù)之比如下表所示：化學(xué)反應(yīng)催化劑Ea/kJ·mol－1eq\f(k催,k無)無催化劑有催化劑2HI=H2＋I(xiàn)2金1841051.6×108(503K)CH3CHO=CH4＋CO碘2101367.5×104(793K)2H2O2=2H2O＋O2過氧化氫酶75255.8×108(298K)分析上表數(shù)據(jù)，回答下列問題：(1)使用催化劑，其反應(yīng)的活化能有何變化？反應(yīng)速率常數(shù)有何變化？(2)使用催化劑對(duì)其化學(xué)反應(yīng)速率有怎樣的影響？(3)與其他因素(如濃度、溫度等)相比較，催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響程度如何？為什么？(1)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但反應(yīng)前后催化劑本身的________和________________不變。催化劑通過參與化學(xué)反應(yīng)改變反應(yīng)歷程降低反應(yīng)的__________來提高反應(yīng)速率。(2)使用催化劑→降低反應(yīng)活化能→更多的反應(yīng)物分子成為________________→大大增加單位體積內(nèi)的________________百分?jǐn)?shù)→成千成萬倍地增大化學(xué)反應(yīng)速率。(3)催化劑________________地改變正、逆反應(yīng)速率。但催化劑________引起平衡移動(dòng)，不改變化學(xué)平衡常數(shù)，不改變平衡轉(zhuǎn)化率。(4)催化劑具有__________。某反應(yīng)中的催化劑不一定適用于其他反應(yīng)，故工業(yè)生產(chǎn)中，常需要選取特定的催化劑來提高生產(chǎn)效率。3．對(duì)于某一可逆反應(yīng)，使用催化劑的作用在于()A．提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率B．同等程度改變正、逆反應(yīng)速率C．增大正反應(yīng)速率，減小逆反應(yīng)速率D．改變平衡混合物的組成1．過量鋅粉跟100mL6mol·L－1的H2SO4溶液反應(yīng)，一定溫度下，為減緩反應(yīng)進(jìn)行的速率，但又不影響生成氫氣的總量，可向反應(yīng)物中加入適量的()A．碳酸鈉固體 B．氯化鋇固體C．硫酸鉀溶液 D．硫酸銅溶液2．對(duì)已達(dá)化學(xué)平衡的如下反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)2Z(g)，減小壓強(qiáng)時(shí)，對(duì)該反應(yīng)產(chǎn)生的影響是()A．逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)B．逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C．正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D．正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)3．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()4．反應(yīng)2A(g)2B(g)＋C(g)ΔH>0，達(dá)平衡時(shí)，要使[A]增大、v正增大，應(yīng)采取的措施是()A．降溫B．加催化劑C．升溫D．加壓5．可逆反應(yīng)2X(g)＋Y(s)2Z(g)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)增大平衡體系壓強(qiáng)(減小容器體積)時(shí)，下列有關(guān)正、逆反應(yīng)速率(v)隨時(shí)間變化的圖像正確的是()

答案精析一新知導(dǎo)學(xué)1．(1)增大增大1倍(2)正比v＝kc(H2O2)c(HI)2．(2)單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率①溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)增大②越快3．縮小增大加快(1)空隙濃度(2)①a.增大增大加快b．增大不變不變②增大減小減小歸納總結(jié)(1)正反應(yīng)逆反應(yīng)速率正反應(yīng)速率逆反應(yīng)相等(2)不影響表面積擴(kuò)散(3)改變不變活學(xué)活用1．(1)不變(2)增大(3)不變(4)減小解析(1)由于Fe是固體，改變Fe的量，反應(yīng)物濃度不變，故反應(yīng)速率不變。(2)將容器體積縮小一半，則反應(yīng)物濃度增大，故反應(yīng)速率增大。(3)容器體積不變，充入N2，反應(yīng)物濃度不變，故反應(yīng)速率不變。(4)保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入N2相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，即反應(yīng)物和生成物濃度均減小，故反應(yīng)速率減小。二新知導(dǎo)學(xué)1．(1)吸收(2)能量差值(3)越難越小2．(1)升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大。(2)不一樣。不同的反應(yīng)，活化能差值很大?；罨茉酱?，改變溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響程度就越大。因此，升高相同溫度時(shí)，對(duì)不同化學(xué)反應(yīng)速率影響就不一樣。(3)升高溫度，v正和v逆均增大；平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。歸納總結(jié)(1)加快減慢(2)溶液2～4(3)活化能增大增大活學(xué)活用2．A三新知導(dǎo)學(xué)1．產(chǎn)生氣泡比較快產(chǎn)生氣泡比較慢Fe3＋、Cu2＋對(duì)H2O2的分解都有催化作用，但Fe3＋催化作用強(qiáng)2．(1)使用催化劑，反應(yīng)的活化能大幅度降低，反應(yīng)速率常數(shù)變大。(2)化學(xué)反應(yīng)速率增大。(3)比溫度、壓強(qiáng)、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響程度都要大，加快的速率可達(dá)幾千倍；催化劑可以較大幅度地降低反應(yīng)的活化能。歸納總結(jié)(1)質(zhì)量化學(xué)性質(zhì)活化能(2)活化分子活化分子(3)同等倍數(shù)不能(4)選擇性活學(xué)活用3．B[根據(jù)催化劑的作用原理可知：催化劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，不能影響化學(xué)平衡的移動(dòng)。能同等倍數(shù)地改變正、逆反應(yīng)速率。值得注意的是，催化劑不是只提高正反應(yīng)速率，而是同時(shí)、同等程度地提高正、逆反應(yīng)速率。]達(dá)標(biāo)檢測(cè)提升技能1．C[A項(xiàng)，Na