高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第3节化学反应的速率第2课时导学案1鲁科版选修4111466

第二章第3节化学反应的速率第2课时

【学习目标】

1.理解浓度、压强、温度和催化剂对反应速率的影响。

2.能利用上述结论分析具体的化学反应。

3.理解化学平衡与反应速率之间的联系。

【学习过程】

一、外界条件对化学反应速率的影响

1．浓度对化学反应速率的影响

在298K时，实验测得溶液中的反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2在不同浓度时的速率如下表所示：

分析上表数据，回答下列问题：

(1)当c(H2O2)恒定时，随c(HI)增大，其反应速率v的变化趋势是________，若c(HI)增大1倍，其反应速率v的变化是____________。同理，当c(HI)恒定时，反应速率v与c(H2O2)之间有类似的变化规律。

(2)由以上分析可知，其反应速率与c(H2O2)，c(HI)成________，上述反应在不同浓度时的反应速率的数学表达式是________________________。

2．化学反应速率与反应物浓度的关系

(1)速率方程

对于任意一个化学反应a A＋b B===c C＋d D，其反应速率方程为v＝kc m(A)c n(B)，式子中m、n、k都是由实验测得，与化学方程式中的系数无关。

(2)反应速率常数

速率方程中的比例系数k称为反应速率常数，它表示________________________________，具备以下特点：

①与浓度无关，但受______________________________________等因素的影响。温度升高，k值通常________。

②通常情况下，k值越大，反应进行得________。

3．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________，浓度________，化学反应速率________。

(1)由于固体、液体粒子间的________很小，增大压强几乎不能改变它们的________，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N 2＋3H 22NH 3，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N 2，压强________，c (N 2)________，化学反应速率________。

b ．充入He(He 与反应无关)，压强________，但

c (N 2)、c (H 2)、c (NH 3)都________，化学反应速率________。 ②恒温恒压密闭容器中

充入He ，体积______，c (N 2)、c (H 2)、c (NH 3)都______，化学反应速率________。 【归纳总结】

浓度、压强对化学反应速率的影响

(1)改变浓度对可逆反应速率的影响规律为增大反应物浓度，____________速率增大，在瞬间内，生成物浓度可认为不变，__________________不变。但随着反应的进行，反应物浓度减小，生成物的浓度逐渐增大，故__________________逐渐减小，__________速率逐渐增大，直到两者________。

(2)固体或纯液体的浓度可视为常数，则固体量的增多________反应速率，反应速率还与固体________的大小和生成物________的速率有关。

(3)压强对反应速率的影响是通过改变气体浓度实现的，故一般意义上增大气体压强是指压缩气体体积；对于有气体参加的化学反应，温度一定时： 压强改变—??

?

—浓度改变―→反应速率 —浓度不变―→反应速率

【活学活用】

1．反应3Fe(s)＋4H 2O(g)=====高温

Fe 3O 4(s)＋4H 2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，试回答： (1)增加Fe 的量，其反应速率________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)。 (2)将容器的体积缩小一半，其反应速率_______________________________________。 (3)保持体积不变，充入N 2使体系压强增大，其反应速率________。 (4)保持压强不变，充入N 2使容器的体积增大，其反应速率________。

二、温度对化学反应速率的影响

【新知导学】

1．根据基元反应碰撞理论，能量较高，相互之间发生碰撞，能够引发化学反应发生的反应物分子叫做活化分子。

(1)化学反应一般需要一个活化的过程，即能发生反应的分子，必须是先________能量后形成活化分子。

(2)普通反应物分子形成活化分子所吸收的________叫活化能(E a)。对基元反应而言，其活化能是活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量的________。

(3)由阿伦尼乌斯公式k＝(k为反应速率常数，A为比例系数，e为自然对数的底，R为摩尔气体常量，E a为活化能)知：活化能越高，反应________进行，反应速率常数________。可见，活化能是决定化学反应速率的内因。

2．温度会影响反应速率常数，从而影响化学反应速率，下表列出了几个反应在298K和308K 时的反应速率常数之比。

请根据表中数据进行讨论：

(1)温度对化学反应速率有怎样的影响？

(2)升高相同温度，对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗？为什么？

(3)对于B反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH<0，则升高温度时，v正和v逆应如何变化？平衡如何移动？

【归纳总结】

温度对化学反应速率的影响

(1)一定条件下的化学反应，升高温度，可________化学反应速率，降低温度，可________化学反应速率。

(2)经验规律

对于在________中发生的反应，温度每升高10K，反应速率增加到原来的________倍。此近似规律只对一些反应的化学反应速率做粗略估计。

(3)经验公式(阿伦尼乌斯公式)

k＝________________。

E a为________，单位为J·mol－1或kJ·mol－1。

当E a>0时，升高温度，反应速率常数________，化学反应速率________。

(4)升高温度，v正、v逆一般均加快，吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数。降低温度，v正、v逆一般均减小，且吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。

【活学活用】

2．对于反应M＋N===P，如果温度每升高10℃，反应速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%需要54min，将温度提度到40℃完成反应的10%，需要的时间为( )

A．2minB．3minC．6minD．9min

三、催化剂对化学反应速率的影响

【新知导学】

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：

2.某些反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比如下表所示：

分析上表数据，回答下列问题：

(1)使用催化剂，其反应的活化能有何变化？反应速率常数有何变化？

(2)使用催化剂对其化学反应速率有怎样的影响？

(3)与其他因素(如浓度、温度等)相比较，催化剂对化学反应速率的影响程度如何？为什么？【归纳总结】

(1)催化剂能改变化学反应速率，但反应前后催化剂本身的________和________________不变。催化剂通过参与化学反应改变反应历程降低反应的__________来提高反应速率。(2)使用催化剂→降低反应活化能→更多的反应物分子成为________________→大大增加单位体积内的________________百分数→成千成万倍地增大化学反应速率。

(3)催化剂________________地改变正、逆反应速率。但催化剂________引起平衡移动，不改变化学平衡常数，不改变平衡转化率。

(4)催化剂具有__________。某反应中的催化剂不一定适用于其他反应，故工业生产中，常需要选取特定的催化剂来提高生产效率。

导学案参考答案

一、

新知导学

1．(1)增大增大1倍(2)正比v＝kc(H2O2)c(HI)

2．(2)单位浓度下的化学反应速率①温度、催化剂、固体表面性质

增大②越快

3．缩小增大加快(1)空隙浓度(2)①a.增大增大加快

b．增大不变不变②增大减小减小

归纳总结

(1)正反应逆反应速率正反应速率逆反应相等(2)不影响表面积扩散(3)改变不变

活学活用

1．(1)不变(2)增大(3)不变(4)减小

解析(1)由于Fe是固体，改变Fe的量，反应物浓度不变，故反应速率不变。(2)将容器体积缩小一半，则反应物浓度增大，故反应速率增大。(3)容器体积不变，充入N2，反应物浓度不变，故反应速率不变。(4)保持容器内压强不变，充入N2相当于减小压强，即反应物和生成物浓度均减小，故反应速率减小。

二

新知导学

1．(1)吸收(2)能量差值(3)越难越小

2．(1)升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率增大。

(2)不一样。不同的反应，活化能差值很大。活化能越大，改变温度对反应速率的影响程度就越大。因此，升高相同温度时，对不同化学反应速率影响就不一样。

(3)升高温度，v正和v逆均增大；平衡向逆反应方向移动。

归纳总结

(1)加快减慢(2)溶液2～4 (3)活化能增大增大

活学活用

2．A

三

新知导学

1．产生气泡比较快产生气泡比较慢Fe3＋、Cu2＋对H2O2的分解都有催化作用，但Fe3＋催化作用强

2．(1)使用催化剂，反应的活化能大幅度降低，反应速率常数变大。(2)化学反应速率增大。

(3)比温度、压强、浓度对化学反应速率影响程度都要大，加快的速率可达几千倍；催化剂可以较大幅度地降低反应的活化能。

归纳总结

(1)质量化学性质活化能(2)活化分子活化分子(3)同等倍数不能(4)选择性

四、检测题

1下列说法正确的是( )

A.可逆反应的特征是正反应速率和逆反应速率相等

B.在其他条件不变时，使用催化剂只能改变反应速率，而不能改变化学平衡状态

C.在其他条件不变时，升高温度可以使化学平衡向吸热反应方向移动

D.在其他条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态

2．可逆反应2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0在一定条件下达到平衡状态，t1时刻改变条件，反应速率与时间关系如右图，下列说法正确的是( )

A．维持温度不变，t1时扩大容积