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高中化学《影响化学反应速率的因素》教案设计

2023-08-11 23:47:59 高考在线

高中化学《影响化学反应速率的因素》教案设计

　　第六单元第1讲化学反应速率及影响因素

　　解读与阐释

　　考纲要求 权威解读

　　1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。

　　2．了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。

　　3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识其一般规律。

　　4．了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 常见的考查形式：①化学反应速率的表示方法；②依据化学反应方程式计算化学反应速率，比较化学反应速率的大小；③化学反应速率影响因素的实验探究，预计今后还会加强此知识点的考查。

　　梳理与整合

　　一、化学反应速率的概念及表示方法

　　导学诱思

　　在2 L密闭容器中发生如下反应：N2＋3H2 2NH3,2 min生成4 mol的NH3，用NH3表示的反应的平均速率为______________________，用N2表示的反应的平均速率为______________________，用H2表示的反应的平均速率为____________________。

　　教材回归

　　1．表示方法

　　在容积不变的反应容器中，通常用单位时间内反应物________的减少或生成物________的增加来表示。

　　2．数学表达式及单位

　　v＝____________________，单位为mol/(Lmin)或mol/(Ls)。

　　3．规律

　　同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能________，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的______________之比。

　　固体、纯液体在反应中可视为浓度不变，故一般不用固体或纯液体表示反应速率。

　　二、影响化学反应速率的`因素

　　导学诱思

　　(1)形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁__________铝；(2)对于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？①升高温度：____________；②增大盐酸浓度：______；③增大铁的质量：______；④增加盐酸体积：______。

　　教材回归

　　1．内因

　　__________________是影响化学反应速率的决定因素。如金属与同浓度盐酸反应的速率：Na____Mg____Al。

　　2．外界因素对化学反应速率的影响

　　外因 具体影响(填“增大”或“减小”)

　　浓度 增大反应物浓度，化学反应速率________；减小反应物浓度，化学反应速率________

　　压强 对于有气体参加的反应，增大体系压强(相当于减小容器容积)相当于增大反应物的浓度，化学反应速率______；减小体系压强(相当于增大容器容积)相当于减小反应物浓度，化学反应速率________

　　温度 升高体系温度，化学反应速率________；降低体系温度，化学反应速率________

　　催化剂 正催化剂使反应速率________；负催化剂使反应速率________

　　其他 光、超声波、激光、放射线、电磁波、溶剂的性质等都会影响化学反应的速率

　　增加反应物的量并不一定能改变速率，由于固体、纯液体在反应中可视为浓度不变，故增加其量并不能改变反应速率。如：对于反应3A(g)＋B(s)鸠馛(g)，增大A的浓度，反应速率增大，如果增大B的量，对反应速率没有影响。

　　理解与深化

　　一、化学反应速率的计算及比较

　　1．根据概念求反应速率

　　化学反应速率的计算公式为：v＝ΔcΔt

　　2．根据速率与化学反应方程式中计量数的关系计算

　　同一个化学反应mA＋nB===pC，同一段时间内，用不同物质的浓度变化表示的反应速率，数值可能不同，但意义相同。其数值之比等于方程式中这些物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或vAm＝vBn＝vCp。

　　【例1】 将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)＋aQ(g)，2 min达到平衡时生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 molL－1，下列叙述错误的是( )。

　　A．a的值为2

　　B．平衡时X的浓度为0.2 molL－1

　　C．Y的转化率为60%

　　D．反应速率v(Y)＝0.3 mol/(Lmin)

　　二、催化剂对化学反应速率的影响

　　使用催化剂，正、逆反应速率增加或减小的倍数相同，故化学平衡不移动。如图①所示，就是在t时加入催化剂的v－t图像。

　　图①

　　【例2】 在一定温度时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线如下图。下列叙述正确的是( )。

　　A．该反应的热化学方程式为N2＋3H2 2NH3 ΔH＝－92 kJmol－1

　　B．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线

　　C．加入催化剂，该化学反应的放热增多

　　D．加入催化剂可增大正反应速率，降低逆反应速率

　　三、温度对化学反应速率的影响

　　在分析温度对化学反应速率的影响时要注意不要把此知识点与化学平衡的移动相混淆，如对于反应3A(g)＋B(s) C(g) ΔH＜0，当升高温度时，正逆反应速率均增大，但逆反应速率增加得多，即v(逆)＞v(正) 平衡左移。对于反应3A(g)＋B(s)鸠馛(g) ΔH＜0，在t1时升高温度，在t2时降低温度，其v－t图像如图②所示：

　　图②

　　【例3】 (改编自2009广东高考理基)已知汽车尾气无害化处理反应为：2NO(g)＋ 2CO(g)鸠馧2(g)＋ 2CO2(g) ΔH＜0。下列说法不正确的是( )。

　　A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低

　　B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率

　　C．反应达到平衡后，v(NO)≠v(N2)

　　D．升高温度正逆反应速率均增大

　　此处出题常与化学平衡移动联系在一起，做题时要排除化学平衡移动的干扰，同时还要挖掘隐含条件。

　　四、浓度对化学反应速率的影响

　　改变与平衡有关的物质的浓度最终会引起正、逆反应速率都发生变化。在改变反应物浓度的瞬间，正反应速率发生变化，而逆反应速率不变。如对于反应3A(g)＋B(s)鸠馛(g)，如果在t1时增加A的浓度，在t2时减小A的浓度，其vt图像如图③所示：

　　图③

　　【例4】 (改编组合)下列各组反应(表中物质均为反应物)中，反应刚开始时，放出氢气的速率最大的是( )。

　　编号 金属(块状) 酸的浓度及体积 反应温

　　度/℃

　　A 0.4 mol Mg 6 molL－1硝酸10 mL 60

　　B 0.3 mol Mg 3 molL－1盐酸40 mL 60

　　C 0.4 mol Fe 3 molL－1盐酸50 mL 60

　　D 0.1 mol Mg 3 molL－1硫酸10 mL 60