1、实验活动7化学反应速率的影响因素学习目标1.体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。理解改变反应条件可以调控化学反应的速率。2.初步探究温度、浓度和催化剂对化学反应速率的影响结果。通过实验,提高处理实验数据和分析实验结果的能力。3.了解实验的反应原理,初步认识和把握实验成功的关键。认识实验方法的选择及反应条件的控制在实验探究中的重要性。尝试用比较法来寻找实验的最佳方案。重、难点重点:影响化学反应速率的外界因素。难点:实验方法的选择及反应条件的控制在实验探究中的重要性。课堂探究主题学习探究过程提升素养情境引入【复习】1.对于反应A2+3B22AB3,以下表示的反应速率,速率最大的是()A.v
2、(A2)=0.4molL-1min-1B.v(B2)=0.8molL-1min-1C.v(AB3)=0.6molL-1min-1D.v(A2)=0.01molL-1s-12.1830年,法国化学品制造商库尔曼就提出,氨能跟氧气在铂催化下反应生成硝酸和水,其中第一步反应为:4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(H2O)单位为molL-1min-1表示,则正确的关系是()A.4v(NH3)5=v(O2)B.5v(O2)6=v(H2O)C.2v(NH3)3=v(H2O)D.4v(O2)5=v(NO)【观看多媒体】煤与石油的形成过程,鞭炮爆炸的过程。【思考】这
3、两个片段说明了什么问题?复习化学反应速率的表达式,体会不同物质的反应速率之间的关系。一、影响化学反应速率的因素【思考】1.影响化学反应速率的因素有哪些?举例说明。2.你怎样才能知道这些因素能够影响化学反应速率的快慢?3.你可以借助于什么化学反应现象来判断化学反应的快慢?4.一个实验的结果会受到多种因素的影响,为了使实验结论更加具有说服力,最好采用对照实验的方法。什么是对照实验?形成分析影响因素这类问题的思维模型,包括内因和外因,内因一般是决定因素,但是不易改变,所以通常重点研究外因。通过可以观察到的外界现象,培养发散思维。二、实验设计【提示】硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打或海波,是无色
4、或淡黄色晶体,能风化和潮解,纯品可做照相定影剂、去氯剂和分析试剂,还用于皮革、纺织等工业。本堂课的主要任务是利用实验探究浓度和温度对S2O32-+2H+SO2+S+H2O反应速率的影响;利用实验探究催化剂对H2O2分解速率的影响。了解硫代硫酸钠物质的性质,理解该实验的原理。三、实验探究【实验1】浓度对化学反应速率的影响。取两支大小相同的试管,分别加入2mL和1mL0.1molL-1Na2S2O3溶液,向盛1mL0.1molL-1Na2S2O3溶液的试管中加入1mL蒸馏水,摇匀。再同时向上述两支试管中加入2mL0.1molL-1H2SO4溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。实验编
5、号加入0.1molL-1Na2S2O3溶液的体积/mL加入水的体积/mL加入0.1molL-1硫酸溶液的体积/mL出现浑浊所用时间12022112【实验2】温度对化学反应速率的影响。认真观察,记录现象。续表主题学习探究过程提升素养三、实验探究取两支大小相同的试管,分别加入2mL0.1molL-1Na2S2O3溶液,分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入2mL0.1molL-1H2SO4溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。实验编号加入0.1molL-1Na2SO3溶液的体积/mL加入0.1molL-1硫酸溶液的体积/mL水浴温度/出现浑浊所用时间12222
6、2【实验3】催化剂对化学反应速率的影响。向三支大小相同的试管中各加入2mL10%H2O2溶液,再向其中的两支试管中分别加入少量的MnO2粉末和2滴1molL-1FeCl3溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢。【现象分析】根据实际情况分析实验现象,并得出结论。四、知识应用1.下列关于化学反应速率的说法,正确的是(填序号)。用铁片和稀盐酸反应制取氢气时,再滴加适当的浓盐酸可以加快反应速率增加反应物的用量,不一定会增大化学反应速率决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度已知工业合成氨的反应正反应方向放热,所以升高温度正反应速率减慢,逆反应速率加快对于有气态物质参加的反应,增大容器压强,不一定能加
7、快化学反应速率用锌与稀硫酸反应制H2时,滴加几滴硫酸铜溶液一定能加快反应速率光是影响某些化学反应速率的外界条件之一2.请利用所学知识回答问题:消防队员救火时,开门都很小心,因为门一打开就有可能发生爆炸。请解释其中的原因。通过练习,进一步掌握影响化学反应速率的因素。学以致用:在情境中解决问题,进一步增强对反应速率影响因素的理解。小结【回顾】1.内因是决定化学反应速率的重要因素。2.其他条件不变,增大反应物的浓度、提高反应的温度、加入适当催化剂均可提高化学反应速率。核心素养专练1.下列影响化学反应速率的因素中,属于内在因素的是()A.物质的性质B.浓度C.温度D.催化剂2.某同学设计了探究影响反应
8、速率因素的如下两组实验,该同学探究的影响因素是()第一组第二组A.浓度B.压强C.温度D.催化剂3.下列实验操作不能达到预期目的的是()选项实验操作预期目的A相同温度下,将等质量的大理石块、大理石粉末分别加入等体积、等浓度的盐酸和醋酸中,观察气泡产生的快慢验证固体接触面积对化学反应速率的影响B向2支试管中加入同体积、同浓度酸性KMnO4溶液,再分别加入同体积不同浓度过量的H2C2O4溶液溶液浓度是影响化学反应速率的一种因素C向含有Fe2+的溶液中滴入KSCN溶液,溶液不变红,然后通入氯气,溶液变红氯气具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+D相同温度下,两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液
9、,向其中分别加入少量FeCl3固体和少量的MnO2固体验证不同催化剂对H2O2分解速率的影响4.下列关于影响化学反应速率的条件的说法正确的是()A.增大压强一定能加快化学反应速率B.使用催化剂对化学反应速率没影响C.增加反应物的量一定能加速化学反应速率D.升高温度,一般能加快化学反应速率5.下列说法正确的是()A.化学反应速率是对可逆反应而言的,非可逆反应不谈化学反应速率B.在可逆反应中,正反应的化学反应速率是正值,逆反应的化学反应速率是负值C.同一化学反应中,化学反应速率可用反应物浓度的改变表示,也可用生成物浓度的改变表示,其值可能相同,也可能不同D.化学反应速率的单位可以是gL-1s-1,
10、也可以是kgL-1s-16.下列有关化学反应速率的说法正确的是()A.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢B.对于任何化学反应来说,反应速率越小,反应现象就越明显C.化学反应速率越大,说明化学反应进行得越彻底D.改变反应条件只能加快化学反应速率7.下列关于化学反应速率的说法正确的是()A.化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物或生成物的浓度变化量B.化学反应速率是指某一时刻,某种反应物的瞬时速率C.在反应过程中,反应物的浓度逐渐减少,所以用反应物表示的化学反应速率为负值D.同一反应,用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比8.对于化学反应C(s)+O2(g)CO2(g
11、)来说,下列有关说法不正确的是()A.增加木炭的物质的量,化学反应速率会加快B.升高温度,化学反应速率会加快C.将反应容器的体积缩小,化学反应速率会加快D.将木炭粉碎成粉末状,化学反应速率会加快9.一定温度下,在某密闭容器中发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g),若15s内c(HI)由0.1molL-1降到0.07molL-1,则下列说法正确的是()A.该15s内用I2表示的平均反应速率v(I2)=0.002molL-1s-1B.c(HI)由0.07molL-1降到0.04molL-1所需的反应时间为15sC.恒容条件下向容器中充入HI气体,化学反应速率不变D.缩小容器体积,化学反应速率加
12、快10.化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。下面是某同学测定化学反应速率并探究其影响因素的实验。.测定化学反应速率该同学利用如图装置测定化学反应速率。(1)除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验用品是。(2)圆底烧瓶中所发生反应的离子方程式为。(3)若在2min时收集到224mL(已折算成标准状况)气体,可计算出该2min内H+的反应速率,而该测定值比实际值偏小,其原因是。(4)利用该化学反应,试简述测定反应速率的其他方法:(写一种)。.探究化学反应速率的影响因素为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表。(已知I2+2Na2S2O3Na2S4O6+2NaI,
13、其中Na2S2O3溶液均足量)实验序号体积V/mL时间/sNa2S2O3溶液淀粉溶液碘水水10.02.04.00.0T18.02.04.02.0T26.02.04.0VxT3(5)表中Vx=mL,T1、T2、T3的大小关系是。11.为探究影响化学反应速率的因素,某研究小组设计了如下五个实验。按要求回答下列问题(已知:Cu2+、Fe3+对H2O2的分解起催化作用)。(1)为探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验(填序号,下同),选择的依据是。(2)为探究催化剂对化学反应速率的影响,同时探究催化剂不同,催化效果不同,应选择实验。(3)通过观察发现实验比实验现象明显,其原因是。(4)根据上述实验,
14、用H2O2快速制取少量O2,可采取的三条措施为。参考答案课堂探究【情境引入】【复习】1.D2.D【思考】化学反应有快有慢。一、探究影响化学反应速率的因素【思考】1.物质本身的性质、浓度、温度、接触面的大小、催化剂等。2.实验法。3.可以通过观察产生气泡的快慢、沉淀产生的快慢、颜色变化的快慢等来判断化学反应的快慢。4.对照实验:在研究某一项条件对化学反应速率的影响时,其他影响化学反应速率的条件必须完全相同。三、实验探究根据实际实验情况填空表格。四、知识应用1.铁和稀盐酸反应生成氢气,滴加适当的浓盐酸可以增大反应物的浓度,反应速率增大,正确;反应物为纯固体和纯液体时,增加反应物的用量,不会增大化学
15、反应速率,反应物为气体或溶液时,增加反应物的用量使其浓度增大,反应速率增大,正确;决定化学反应速率的主要因素是内因,即物质本身的性质,错误;升高温度,放热反应、吸热反应的反应速率均增大,错误;增大容器压强,反应物浓度不一定增大,故反应速率不一定增大,正确;滴加几滴硫酸铜溶液,Zn和硫酸铜反应置换出了Cu,局部形成Cu-Zn原电池,加快了反应速率,正确;有些反应在光照的条件下才能进行,说明,光是影响某些化学反应速率的外界条件之一,正确。2.开门时会增大氧气浓度,增大化学反应速率。核心素养专练1.A解析:影响化学反应速率的内在因素是物质本身的性质,是化学反应速率的决定因素,浓度、温度、催化剂是影响
16、化学反应速率的外界因素,故选A。2.D3.A4.D解析:压强对反应速率的影响只适用于有气体参与的反应,故改变压强,反应速率不一定改变,A错误;催化剂能改变化学反应速率,B错误;增加固体反应物的量对化学反应速率没有影响,C错误;升高温度,加快化学反应速率,正确;故答案为D。5.C解析:化学反应速率是对所有的化学反应而言的,故A错误;无论正、逆反应速率都是正值,故B错误;同一个化学反应中,化学反应速率可以用反应物的浓度变化,也可以用生成物的浓度变化表示,数值可能相同,也可能不同,但表示的意义相同,都表示此反应的平均速率,故C正确;化学反应速率的单位是 molL-1s-1或者 molL-1min-1
17、,故D错误。6.A解析:化学反应速率是衡量化学反应进行的快慢程度的物理量,所以根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢,A正确;化学反应进行的快慢与反应现象是否明显无关系,B错误;化学反应速率越大不能说明化学反应进行得就越彻底,C错误;改变反应条件,既能加快化学反应速率,也能降低反应速率,D错误。7.D解析:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物的浓度增加量来表示。固体和纯液体的浓度为常数,不用来表示化学反应速率,A选项错误;化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率,不是瞬时速率,B选项错误;反应物浓度的减少量或生成物的浓度增加量,都为正值,所以反应速率都为正值,C选
18、项错误;同一反应,用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比,D选项正确。8.A9.D解析:该15s内,v(I2)=12v(HI)=12(0.1-0.07)molL-115s=0.001molL-1s-1,A错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v正(HI)减小,故c(HI)由0.07molL-1降到0.04molL-1所需时间大于15s,B错误;恒容条件下向容器中充入HI气体,增大了反应物的浓度,反应速率增大,C错误;缩小容器体积,压强增大,反应速率加快,D正确。10.答案:(1)秒表(2)S2O32-+2H+S+SO2+H2O(3)SO2会部分溶于水(4)测定一段时间内生成硫沉淀
19、的质量(合理即可)(5)4T1T2T311.答案:(1)和反应物浓度和催化剂相同,只有温度一个变量(2)(3)实验比实验反应物的浓度大,反应速率大(4)升高温度、使用催化剂、增大H2O2的浓度解析:(1)为探究温度对化学反应速率的影响,需要保证除温度外的其他条件完全相同,实验和反应物的浓度和催化剂相同,只有温度一个变量,可以选择实验和探究温度对化学反应速率的影响。(2)为探究催化剂对化学反应速率的影响,同时探究催化剂不同,催化效果不同,需要保证除催化剂外的条件完全相同,实验、和的温度、反应物浓度均相同,只有催化剂一个产量,可以探究催化剂对化学反应速率的影响,同时探究催化剂不同,催化效果不同。(3)实验和实验的温度和催化剂相同,但实验中反应物的浓度更大,反应速率更大,现象更明显。
