教学设计

班级 　高二 科目 化学　 上课时间 　 执教者 高二备课组 课题 第二节　影响化学反应速率的因素 教学

目标 1．知识与技能

（1）理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

（2）使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度

和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

2．过程与方法

（1）掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法；

（2）通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像，提高识图析图能力，

培养从图像中挖掘化学信息的能力。

3、情感、态度与价值观

（1）通过实验培养学生严谨的科学态度，知道科学研究的一般方法。

（2）通过目前催化剂研究的遗憾，激发学生投身科学的激情。 教学

重难点 压强对化学速率的影响，用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。 教学过程 　

　一　浓度、压强对化学反应速率的影响

影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，不同化学反应具有不同的反应速率。外界条件对化学反应速率也产生影响。

1.浓度对化学反应速率的影响

按表中实验步骤完成实验，观察实验现象，填写下表：

原理 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O 实验步骤 实验现象 KMnO4酸性溶液褪色 KMnO4酸性溶液褪色 褪色时间 褪色时间长 较0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液褪色时间短 结论 H2C2O4溶液浓度越大，KMnO4酸性溶液褪色越快，反应速率也越快；反之H2C2O4溶液浓度越小，反应速率越慢 微观解释 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞增加→反应速率加快；反之，反应速率减慢

2.压强对化学反应速率的影响

对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比。如图所示：

结论：增大压强，气体体积缩小，浓度增大，化学反应速率加快。

微观解释：增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞增加→反应速率加快；反之，反应速率减慢。

(1)由于固体、液体粒子间的空隙很小，增大压强几乎不能改变它们的浓度，因此对只有固体或液体参加的反应，压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。

(2)对于反应N2＋3H22NH3，不同条件下，压强对化学反应速率的影响

①恒温恒容密闭容器中

a.充入N2，压强增大，c(N2)增大，化学反应速率加快。

b.充入He(He与反应无关)，压强增大，但c(N2)、c(H2)、c(NH3)都不变，化学反应速率不变。

②恒温恒压密闭容器中

充入He，体积增大，c(N2)、c(H2)、c(NH3)都减小，化学反应速率减小。

归纳总结

浓度、压强对反应速率的影响

(1)浓度

①规律

当其他条件不变时，

②解释

反应物浓度增大→反应速率加快

(2)压强(针对有气体参加的压强的变化仅由反应容器的容积变化引起的反应)

①规律

②解释

压强增大→反应速率加快

③注意：压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度。如恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。

[活学活用]

1.把下列4种X溶液，分别加入到4个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓缓地进行反应，其中反应速率最大的是(　　)

A.20 mL，3 mol·L－1 B.20 mL，2 mol·L－1

C.10 mL，4 mol·L－1 D.10 mL，2 mol·L－1

答案　A

解析　此题主要考查浓度对化学反应速率的影响，X溶液的浓度大小决定了反应速率的快慢。那么是否是C中4 mol·L－1的X与盐酸反应速率最快呢？此题很容易错选C选项，实际上应考虑加水稀释后溶液中X的浓度，同一体积的溶液中X的物质的量越大，浓度就越大，A中X的物质的量最大，故速率最大。

2.反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　)

A.增加C的量

B.将容器的体积缩小一半

C.保持体积不变，充入H2O(g)

D.保持压强不变，充入N2

答案　A

解析　C为固态反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响；容器体积缩小一半相当于压强增大一倍，浓度增大，反应速率增大；体积不变，充入H2O(g)，反应物浓度增大，反应速率加快；保持压强不变，充入N2，使容器体积增大，总压强不变，反应混合物浓度变小，反应速率减小。

二　温度对化学反应速率的影响

1. 根据表中实验操作要求完成实验，观察实验现象，填写下表：

实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 实验操作 实验现象 混合后均出现浑浊，但70 ℃热水一组首先出现浑浊 实验结论 升高温度，化学反应速率增大 微观解释 温度升高，有效碰撞增加，反应速率加快 2.已知4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O。根据下列实验，回答问题：

(1)在两支试管中分别依次加入0.1 mol·L－1 H2SO4溶液 5 mL，1 mol·L－1 KI溶液5 mL,3滴淀粉溶液。将一支试管置于热水中，另一支试管置于冷水中。实验中观察到的实验现象是两试管中都变蓝色，且热水中试管变蓝色比较快。

(2)由该实验得出的结论是升高温度，反应速率加快。

归纳总结

温度对反应速率的影响

(1)规律

当其他条件不变时，

(2)解释

(3)注意：所有化学反应的反应速率都与温度有关。

[活学活用]

3.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为

Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　)

实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/mol·L－1 V/mL c/mol·L－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 答案　D

解析　当有多个外界条件时，要对比找出其相同条件和不同条件，然后比较判断。影响化学反应速率的因素很多，本题从浓度和温度两个因素考查，结合选项知混合液体积都为20 mL，根据浓度越大、温度越高，反应速率越快，可以推知D选项正确。

4.设C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH>0，反应速率为v1，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为(　　)

A.同时增大 B.同时减小

C.v1增大，v2减小 D.v1减小，v2增大

答案　A

解析　温度对反应速率的影响，对放热反应、吸热反应都适用。升温，v吸、v放都增大；降温，v吸、v放都减小。

三　催化剂对化学反应速率的影响

1.按下列实验步骤完成实验：

①向锥形瓶内加入10 mL 10% 的H2O2；

②将插有短导管和漏斗的双孔胶塞塞到锥形瓶上；

③将带余烬的木条通过短导管插入锥形瓶，观察实验现象；

④经漏斗向锥形瓶内加入少量MnO2后，观察实验现象。

回答下列问题：

(1)实验中观察到的现象有哪些？

答案　加MnO2前带有余烬的木条没有明显的变化；加入MnO2后，迅速产生大量气泡，余烬木条复燃，火焰明亮。

(2)由实验得出的结论是什么？

答案　MnO2能加速H2O2的分解，MnO2作催化剂。

(3)写出反应的化学方程式。

答案　2H2O2\s\up7(MnO2(MnO2)2H2O＋O2↑。

2.完成下列实验，回答问题：

(1)在试管中先加入2 mL 5%的H2O2溶液，再加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3，观察到的实验现象是产生气泡比较快。

(2)在试管中先加入2 mL 5%的H2O2溶液，再加入1 mL 0.1 mol·L－1 CuSO4，观察到的实验现象是产生气泡比较慢。

(3)由上述(1)和(2)实验得出的结论是Fe3＋、Cu2＋对H2O2的分解都有催化作用，但Fe3＋催化作用较强。

归纳总结

催化剂对化学反应速率的影响

(1)规律

当其他条件不变时，使用催化剂，反应速率增大。

(2)解释

催化剂

(3)注意：对于一个化学反应，不同的催化剂，催化效果不同(如唾液对淀粉水解的催化作用比硫酸强)。实验时应选用合适的催化剂。

[活学活用]

5.漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温且黑暗处可保存一年，亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为

5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O(HClO2为弱酸)。向NaClO2溶液中滴加H2SO4，开始时HClO2分解反应缓慢，随后反应迅速加快，其原因是(　　)

A.溶液中的Cl－起催化作用

B.溶液中的H＋起催化作用

C.ClO2逸出，使反应的生成物浓度降低

D.在酸性条件下，亚氯酸钠的氧化性增强

答案　A

解析　由题目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后反应突然加快，这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用。

6.为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学们分别设计了如下图甲、乙所示的实验装置。请回答相关问题：

(1)定性分析：甲所示装置可通过观察 ，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是 。

(2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为 ，检查该装置气密性的方法是 。

实验中需要测量的数据是 。

答案　(1)气泡产生的快慢　消除阴离子不同对实验的干扰　(2)分液漏斗　关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，一段时间后看其是否回到原位　产生40 mL 气体所需的时间

1.影响反应速率的因素

影响因素

口诀记忆方法：要想反应快加速，增浓加压升温度；催化增大表面积，反应也可加速度。

2.外界条件对反应速率影响的原因

条件变化 微观因素变化 化学

反应

速率

变化 分子

总数 活化分

子百分数 活化分

子数目 分子平

均运动

速率 单位体积内活化分子数目 有效

碰撞 浓度 增大 增加 不变 增加 不变 增加 增加 加快 压强 增大 不变 不变 不变 不变 增加 增加 加快 温度 升高 不变 增加 增加 增加 增加 增加 加快 催化剂 使用 不变 增加 增加 不变 增加 增加 加快

1.下列说法正确的是(　　)

A.增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增多

B.有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大

C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数

D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千上万倍地增大反应速率

答案　D

解析　浓度和压强的变化是改变单位体积内分子的总数，活化分子的百分数不变，而单位体积内活化分子的数目与单位体积内分子总数成正比，也发生变化；温度、催化剂是改变活化分子的百分数，单位体积内分子总数不变。

2.过量锌粉跟100 mL 6 mol·L－1的H2SO4反应，一定温度下，为减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的(　　)

A.碳酸钠固体 B.氯化钡固体

C.硫酸钾溶液 D.硫酸铜溶液

答案　C

解析　A项，Na2CO3与H2SO4反应生成CO2气体，H2量减少；B项，H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl，c(H＋)不变，速率不变；D项，形成铜锌原电池，速率加快。

3.对于有气体参加的反应，一定能使化学反应速率加快的因素是(　　)

①扩大容器的容积　②使用催化剂　③增加反应物的物质的量　④升高温度　⑤缩小容积　⑥增大容器内的压强

A.②③ B.②③④⑥ C.②④⑤ D.②④

答案　C

解析　对于有气体参加的反应，使用催化剂、升温、缩小体积，化学反应速率一定加快；而增加反应物的物质的量，该反应物若是固体，速率不加快；增大容器内的压强，反应物浓度不一定增大，反应速率不一定加快。

4.工业上利用可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)合成氨，下列叙述正确的是(　　)

A.合成氨的适宜条件是高温、高压、催化剂，其中催化剂不改变该反应的逆反应速率

B.恒容通入氩气，使反应体系的压强增大，反应速率一定增大

C.该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间

D.在t1、t2时刻， NH3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，NH3(g)生成的平均速率为v＝

答案　D

解析　催化剂在反应中同等程度地改变正、逆反应速率，A错；B项，通入氩气压强增大，但是各物质的浓度不变，所以速率不变；C项，降温会减小反应速率，将延长达到平衡的时间，错误；D项，由反应速率的表达式可知正确。

5.向含有H2SO4的H2O2溶液中滴加一定量的KMnO4溶液，反应开始时，溶液中c(Mn2＋)将随时间的变化而变化。某学生在做实验前认为，c(Mn2＋)与时间的关系如图①所示，做完实验后，得到的结果为图②所示。已知H2O2与KMnO4溶液反应的化学方程式为5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋5O2↑。请回答下列问题：

(1)Oa段的意义。

(2)ab段的意义及ab段很陡的原因。

(3)bc段的意义。

答案　(1)Oa段说明反应非常慢，溶液中c(Mn2＋)随时间变化很小。(2)ab段说明反应非常快，c(Mn2＋)迅速增大，表明Mn2＋达到一定浓度时，对上述反应起到了催化作用。(3)bc段说明反应趋于完全，溶液中c(Mn2＋)为定值。

解析　ab段斜率最大，说明化学反应速率最大，其原因应为c(Mn2＋)增大并充当该反应的催化剂的结果。