高中化學 專題2 化學反應速率與化學平衡 第一單元 化學反應速率 4 影響化學反應速率的因素學案 蘇教版選修4.doc
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影響化學反應速率的因素 【考點精講】 1. 內(nèi)因(決定因素):反應物的結構和性質(zhì)。 2. 外因:主要有濃度、壓強、溫度和催化劑等,其它因素還包括固體表面積、光照、超聲波、放射線、溶劑、電弧、強磁場、研磨等。 只考慮單一因素對化學反應速率的影響(其它因素保持不變),化學反應速率變化的趨勢如下表所示: 影響因素 反應物濃度c↑ 壓強p↑ 溫度T↑ 使用催化劑 化學反應速率 v↑ v↑ v↑ v↑ 注:①純固體和純液體的濃度無法改變,只能改變其接觸面積; ②改變壓強相當于改變氣體的濃度,壓強對固體、液體的影響忽略不計; ③催化劑不特殊聲明,均指正催化劑,對于可逆反應,催化劑可以同等地改變正、逆反應速率。 3. 微觀解釋 各種外界條件對反應速率影響的實質(zhì),都是改變了反應物的活化分子的百分數(shù)或改變了單位體積內(nèi)的活化分子的總數(shù),從而改變了有效碰撞次數(shù)而影響了化學反應速率。 如下表所示(只考慮單一因素的影響): 影響因素 單位體積 分子數(shù)目 活化分子 百分數(shù) 單位體積活化 分子數(shù)目 單位體積有效碰撞次數(shù) 化學反應 速率 反應物濃度c↑ ↑ - ↑ ↑ ↑ 壓強p↑ ↑ - ↑ ↑ ↑ 溫度T↑ - ↑ ↑ ↑ ↑ 使用催化劑 - ↑ ↑ ↑ ↑ 【典例精析】 例題1 對反應A+B=AB來說,常溫下按以下情況進行反應: ①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol ②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol ③0.1 molL-1的A、B溶液各10 mL ④0.5 molL-1的A、B溶液各50 mL 四者反應速率的大小關系是() A. ②>①>④>③ B. ④>③>②>① C. ①>②>④>③ D. ①>②>③>④ 思路導航:①中c(A)=c(B)==0.5 molL-1; ②中c(A)=c(B)==1 molL-1; ③中c(A)=c(B)==0.05 molL-1; ④中c(A)=c(B)==0.25 molL-1; 在其他條件一定的情況下,濃度越大,反應速率越大,所以反應速率由大到小的順序為②>①>④>③。 答案:A 例題2 硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應的化學方程式為 Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是() 實驗 反應 溫度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/molL-1 V/mL c/molL-1 V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 思路導航:本題考查化學反應速率,意在考查學生分析外界條件對化學反應速率的影響。結合選項可知混合液的體積都為20 mL,但選項D中反應溫度最高、反應物Na2S2O3的濃度最大,其反應速率最大,故最先看到渾濁(有硫單質(zhì)生成)。 答案:D 例題3等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應,測得在不同時間(t)內(nèi)產(chǎn)生氣體體積(V)的數(shù)據(jù)如圖所示,根據(jù)圖示分析實驗條件,下列說法中一定不正確的是() 組別 對應曲線 c(HCl)/molL-1 反應溫度/℃ 鐵的狀態(tài) 1 a 30 粉末狀 2 b 30 粉末狀 3 c 2.5 塊狀 4 d 2.5 30 塊狀 A. 第4組實驗的反應速率最慢 B. 第1組實驗中鹽酸的濃度大于2.5 molL-1 C. 第2組實驗中鹽酸的濃度等于2.5 molL-1 D. 第3組實驗的反應溫度低于30 ℃ 思路導航:由圖像可知,1、2、3、4組實驗產(chǎn)生的氫氣一樣多,只是反應速率有快慢之分。第4組實驗,反應所用時間最長,故反應速率最慢,A正確;第1組實驗,反應所用時間最短,故反應速率最快,根據(jù)控制變量法原則可知鹽酸濃度應大于2.5 molL-1,B正確;第2組實驗,鐵是粉末狀,與3、4組塊狀鐵相區(qū)別,根據(jù)控制變量法原則可知鹽酸的濃度應等于2.5 molL-1,C正確;由3、4組實驗并結合圖像知第3組實驗中反應溫度應高于30 ℃,D錯誤。 答案:D 例題4某中學化學實驗小組查閱資料發(fā)現(xiàn)金屬氧化物A也能催化氯酸鉀的分解,且A和二氧化錳的最佳催化溫度都是500℃左右,于是對A和二氧化錳的催化性能進行了定量對照實驗。實驗時均以收滿500 mL氧氣為準(其他可能影響的因素均已忽略)。 表一用二氧化錳作催化劑 實驗 序號 KClO3質(zhì)量 (g) MnO2質(zhì)量 (g) 反應溫度 (℃) 待測數(shù)據(jù) 1 8.00 2.00 500 2 8.00 2.00 500 表二用A作催化劑 實驗 序號 KClO3質(zhì)量 (g) A質(zhì)量 (g) 反應溫度 (℃) 待測數(shù)據(jù) 1 8.00 2.00 500 2 8.00 2.00 500 (1)完成實驗中的待測數(shù)據(jù)應該是________________。 (2)完成此研究后,他們準備發(fā)表一篇研究報告,請你替他們擬一個報告題目 __________________________。 思路導航:催化劑是參與化學反應,但反應前后的質(zhì)量與化學性質(zhì)保持不變的物質(zhì),并且它可以加快化學反應速率。對A和二氧化錳的催化性能進行比較,必須進行定量對照實驗,測定相同條件下收滿500 mL氧氣所需的時間,從而得出兩者的催化性能。 答案:(1)收集500 mL O2所需時間 (2)催化效果的對比研究(其它合理答案均可) 【總結提升】 對于氣體反應體系,有以下幾種情況: (1)恒溫時: 增加壓強體積縮小濃度增大反應速率加快。 (2)恒容時: ①充入氣體反應物濃度增大總壓增大速率加快。 ②充入“惰氣”總壓增大,但各分壓不變,即各物質(zhì)的濃度不變,反應速率不變。 (3)恒壓時: 充入“惰氣”體積增大各反應物濃度減少反應速率減慢。 例題一定溫度下,反應N2(g)+O2(g)=2NO(g)在密閉容器中進行,下列措施不改變化學反應速率的是() A. 縮小體積使壓強增大 B. 恒容,充入N2 C. 恒容,充入He D. 恒壓,充入He 思路導航:A選項,氣體的物質(zhì)的量不變,僅縮小體積,氣體的濃度必然增大,反應速率必然加快;B選項,容積不變,充入N2,使反應物N2的濃度增大,濃度越大,反應速率越快;C選項,容積不變,充入He,雖然反應容器內(nèi)壓強增大,但反應物N2、O2、NO的濃度并沒有變化,因此不影響反應速率;D選項,壓強不變,充入He,反應容器的體積必然增大,壓強雖然沒變,但N2、O2、NO的濃度減小,反應速率減慢。 答案:C- 配套講稿:
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