2019-2020年高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第三节化学反应的速率第2课时学案鲁科版.doc

2019-2020年高中化学第二章化学反应的方向限度与速率第三节化学反应的速率第2课时学案鲁科版课标要求1理解浓度、温度、压强、催化剂对化学反应速率的影响。2理解活化能的含义及其对化学反应速率的影响。3了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。,1反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。2其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大；减小反应物的浓度，反应速率减小。3其他条件不变时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。4对于有气体参加的化学反应，增大压强(减小容器的体积)，反应速率增大；减小压强(增大容器的体积)，反应速率减小。5使用合适的催化剂，能加快化学反应的速率。1浓度对化学反应速率的影响(1)一般规律对于很多反应来说，其他条件不变，增大反应物的浓度可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度可以减小化学反应速率。(2)定量关系反应速率方程a意义：反应速率方程可定量地表示化学反应速率与参与反应的反应物浓度的关系。b实例：对于反应H2O22HI=2H2OI2其反应速率方程为vkc(H2O2)c(HI)，其表示该反应的反应速率与反应物H2O2、HI的浓度成正比。反应速率常数(k)含义表示单位浓度下的化学反应速率单位不同反应速率方程中k的单位不同意义通常反应速率常数k越大，反应进行得越快影响因素与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响一个反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系，是由实验测定的，不能根据化学方程式直接写出。2压强对化学反应速率的影响(1)一般规律对于气体反应在温度、体积一定的条件下，压强与浓度成正比，因此，压强越大，反应速率越大，压强越小，反应速率越小。(2)对于不涉及气体物质的反应，压强的改变对化学反应速率几乎没有影响。特别提醒(1)对于固体或纯液体物质，一般情况下其浓度可视为常数，因此改变固体或纯液体物质的用量对化学反应速率无影响。(2)改变溶液的用量时，由于浓度不变，因此对化学反应速率无影响。(3)压强的改变如果对气体物质的浓度没有影响，则反应速率不发生变化。1下列关于反应速率与参与反应物质的浓度的关系式vkca(A)cb(B)的叙述中，正确的是()A对于所有的化学反应，k是数值和单位都不变的常数Ba、b是化学方程式中A和B的系数C对于某个特定的化学反应，k与所有外界条件都无关Dvkca(A)cb(B)需要通过实验来确定，不能随意根据化学方程式直接写出解析：选D在反应速率与参与反应物质的浓度的关系式中，k是反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响。通常，反应速率常数越大，反应进行得越快。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。由此可见，A、B、C项均错误。2常温下，分别将四块形状相同，质量为9 g的铁块同时投入下列四种溶液中，产生气体速率最快的是()A200 mL 2 molL1HCl溶液B500 mL 2 molL1H2SO4溶液C100 mL 3 molL1HCl溶液D500 mL 18.4 molL1H2SO4溶液解析：选B在其他条件不变时，反应速率的大小与参加反应的物质的浓度有关。铁和稀硫酸或稀盐酸反应，其实质就是和氢离子反应，故氢离子的浓度大小决定反应速率的大小，但注意D选项是浓H2SO4，会使铁钝化。综上所述，正确答案为B项。3反应C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变能够使反应速率增大的是()A增加C的量B将容器的容积缩小一半C保持容器容积不变，充入Ar使体系压强增大D保持压强不变，充入Ar使容器容积增大解析：选BC为固体反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响；容器的容积缩小一半相当于压强增大一倍，浓度增大，反应速率增大；保持容器容积不变，充入Ar，体系的总压强增大，但反应混合物浓度并未改变，反应速率不变；充入Ar使容器的容积增大，总压强不变，但反应混合物的浓度变小，反应速率减小。1一般规律当其他条件不变时，升高温度、化学反应速率增大，降低温度，化学反应速率减小。2经验规律(1)范托夫近似规律：对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率增加到原来的24倍。利用此经验规律可以对一些反应的化学反应速率做粗略估计。(2)阿伦尼乌斯经验公式kAe，式中k为反应速率常数，Ea为活化能，由该式可知，当Ea0时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率随之增大。3活化能(1)活化分子能发生化学反应的分子，是普通分子吸收能量后形成的。(2)活化能普通反应物分子形成活化分子所吸收的能量。(3)实例如图是基元反应H2Cl=HClH的活化能示意图。活化能Ea是活化分子的能量与反应物分子的能量之差。4活化能对反应速率的影响(1)活化能越高，反应越难进行，反应速率越小。(2)升高温度，可以提高反应物分子的能量，增大反应物分子形成活化分子的比例，反应速率加快。5温度影响反应速率的理论解释在其他条件不变时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子活化分子百分数增加化学反应速率增大。因此，升高温度可以增大化学反应速率。1Fe与稀H2SO4反应制氢气，下列措施能使生成氢气的速率一定加快的是()A增加铁的量B增大硫酸的浓度C加热 D增大压强解析：选CA项，增加铁的用量，固体的浓度不变，反应速率不变，错误；B项，在常温下铁与浓硫酸发生钝化，不能生成氢气，错误；C项，加热，温度升高，反应速率一定增大，正确；D项，反应在溶液中进行，增大压强，反应速率基本不变，错误。2硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，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H2SO4H2OV/mLc/(molL1)V/mLc/(molL1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析：选D多个外界条件不同时，要对比找出其他相同条件，然后比较。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。1催化剂的概念催化剂是能加快化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。2催化剂的催化原理(1)由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。(2)催化剂是通过参与反应改变反应历程，降低反应的活化能来提高化学反应速率。(3)催化剂的催化原理可表示为使用催化剂改变反应的历程降低反应的活化能(如上图)使更多的反应物分子成为活化分子增加单位体积内的活化分子百分数加快化学反应速率。3特点催化剂对化学反应速率的影响是通过改变化学反应速率常数来实现的，且与其他因素相比，影响程度较大。(1)选择性：只对某一反应或某类反应起催化作用。不同的反应有不同的催化剂，且催化剂具有一定的活化温度，催化剂不同，活化温度不同。(2)高效性：可以大幅度降低反应的活化能，从而有效地提高化学反应速率。4其他因素对化学反应速率的影响如光辐射、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物接触面积等，均会对化学反应速率产生影响。12SO2O22SO3是工业上制造硫酸的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是()A增加O2的浓度能加快反应速率B降低体系温度能加快反应速率C使用催化剂不影响反应速率D一定条件下达到反应限度时SO2全部转化为SO3解析：选A降低体系温度能减慢反应速率；使用催化剂能加快反应速率；一定条件下达到反应限度时，因为是可逆反应，SO2不可能全部转化为SO3。2已知某可逆反应在密闭容器中进行：A(g)2B(g)3C(g)D(s)H0，如图中曲线b代表一定条件下该反应的进程。若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是()增大A的浓度缩小容器的容积增大B的浓度升高温度加入合适的催化剂ABC D解析：选C观察图中的曲线a、b，主要看两处：转折点的先后。转折点对应的横坐标代表达到化学平衡状态所需的时间，题图中曲线a比曲线b先转折，说明曲线a表示的化学反应速率比曲线b表示的化学反应速率大，达到化学平衡所需的时间较短。水平线的高低。图中曲线b和曲线a的水平线相重合，说明A的转化率不变。所以使曲线b变为曲线a，采取的措施只能是使化学反应速率增大，而不能使化学平衡发生移动。因D呈固态，故该反应是化学方程式中气态物质系数不变的反应，所以加入催化剂或增大压强都只能使化学反应速率增大，而不会使化学平衡发生移动。3实验室用锌和稀H2SO4反应制H2。若按如下表格实验顺序，改变反应条件，回答问题。实验编号T/K锌的规格H2SO4溶液的浓度298锌粒0.1 molL1H2SO4溶液298锌粒4 molL1H2SO4溶液298锌粉0.1 molL1H2SO4溶液298锌粒0.1 molL1H2SO4与少量CuSO4混合液298锌粒0.1 molL1H2SO4与少量Na2SO4混合液 (1)比较反应速率大小：v_v、v_v、v_v、v_v(2)其中实验_是从化学能量转化角度分析反应速率不同于另外几个实验。答案：(1)(2)三级训练节节过关1常温下，反应AB=AB，按以下情况进行：20 mL溶液中含A、B各0.01 mol50 mL溶液中含A、B各0.05 mol0.1 molL1的A、B溶液各10 mL0.5 molL1的A、B溶液各50 mL四者反应速率大小关系是()ABC D解析：选A中c(A)c(B)0.5 molL1，中c(A)c(B)1 molL1，中c(A)c(B)0.05 molL1中c(A)c(B)0.25 molL1在其他条件一定的情况下，浓度越大，反应速率越大，所以反应速率由大到小的顺序为。2设C(s)CO2(g)2CO(g)H0，反应速率为v1，N23H22NH3H乙丙丁 B乙甲丙丁C乙甲丁丙 D丁丙乙甲解析：选C比较同一个化学反应在不同条件下的反应速率大小时，催化剂、温度对反应的影响程度较大，温度相同时，反应物的浓度越大，反应速率就越大。5某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是()A反应过程a有催化剂参与B该反应为吸热反应，热效应等于HC使用催化剂，可改变该反应的活化能D有催化剂条件下，反应的活化能等于E1E2解析：选C由题图可知，a是没有催化剂参与的反应过程，b是有催化剂参与的变化过程，反应物的能量高于生成物的能量，所以反应放热，C项正确。6反应AB=C的反应速率方程为vkc(A)c(B)，v为反应速率，k为反应速率常数。当c(A)c(B)1 molL1时，反应速率在数值上等于其反应速率常数。下列说法正确的是()A只增大c(A)时，v增大 B只增大c(C)时，v增大C只升高温度时，k不变 D只升高温度时，k减小解析：选A只增大c(A)或c(B)时，v增大，k不变；只增大c(C)时，v、k都不变；只升高温度时，k增大，v增大。7.如图为反应2SO2O22SO3的速率v(SO2)变化的图像，则横坐标可能是()A反应时间B温度C压强DSO2的浓度解析：选Av(SO2)随着压强、温度以及反应物浓度的增大而增大，B、C、D都不符合，随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减小，A项正确。8在容积不变的密闭容器中发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响如图所示，下列分析正确的是()A图表示的是t1时刻增大O2的浓度对化学反应速率的影响B图表示的是t1时刻加入催化剂对化学反应速率的影响C图表示的是催化剂对化学平衡的影响，且甲的催化效率比乙的高D图表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高解析：选B若增大O2的浓度，正反应速率突然变大，逆反应速率瞬间不变，随后逐渐变大，故A项错误；加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，v(正)v(逆)，化学平衡不移动，SO2的转化率不变，故B项正确、C项错误；乙达到化学平衡时所用时间短，则其反应速率较快，乙的压强比甲的高，但增大压强平衡右移，SO2的转化率增大，故D项错误。9在一个容积可变的密闭容器中发生反应：3Fe(s)4H2O(g)=Fe3O4(s)4H2(g)。回答下列问题：(1)增加Fe的量，正反应速率_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。(2)将容器的容积缩小一半，正反应速率_，逆反应速率_。(3)保持容器的容积不变，充入N2使体系压强增大，正反应速率_，逆反应速率_。(4)保持压强不变，充入N2使容器的容积增大，正反应速率_，逆反应速率_。解析：(1)Fe为固体，因此增加Fe的量，反应速率不变。(2)将容器的容积缩小一半，体系中各气态物质的浓度均增大，正反应速率和逆反应速率都增大。(3)保持容器的容积不变，充入N2使体系压强增大，体系中各物质的浓度不变，正反应速率和逆反应速率均不变。(4)保持压强不变，充入N2使容器的容积增大，体系中各气态物质的浓度均减小，正反应速率和逆反应速率均减小。答案：(1)不变(2)增大增大(3)不变不变(4)减小减小10某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验编号反应物催化剂10 mL 2% H2O2溶液无10 mL 5% H2O2溶液无10 mL 5% H2O2溶液1 mL 0.1 molL1FeCl3溶液10 mL 5% H2O2溶液少量HCl溶液1 mL 0.1 molL1FeCl3溶液10 mL 5% H2O2溶液少量NaOH溶液1 mL 0.1 molL1FeCl3溶液(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_。(2)实验和的目的是_。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论，资料显示，通常条件下H2O2较稳定，不易分解，为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_。(3)实验中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图所示：分析上图能够得出什么实验结论？解析：(1)加入催化剂能使化学反应速率加快，其原因是加入催化剂降低了反应的活化能，使更多的普通分子变为活化分子，增大了活化分子的碰撞几率，使活化分子的有效碰撞增多，从而加快反应速率。(2)实验和的区别是中H2O2的浓度小，中H2O2的浓度大，所以实验和的目的是探究浓度对反应速率的影响。为了能够通过实验和探究浓度对反应速率的影响，对原实验方案进行改进，可向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中观察实验现象。(3)由图像知实验反应速率最快，实验反应速率最慢，说明碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。答案：(1)降低了反应的活化能(2)探究浓度对反应速率的影响向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(3)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。1把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10 mL 2 molL1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是()A20 mL3 molL1B20 mL2 molL1C10 mL4 molL1 D10 mL2 molL1解析：选A本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。2对于在一密闭容器中进行的反应：C(s)O2(g)CO2(g)，下列说法中错误的是()A将木炭粉碎成粉末状可以加快化学反应速率B升高温度可以加快化学反应速率C用空气代替O2可以加快化学反应速率D增加木炭的量不能加快化学反应速率解析：选CA项，粉碎木炭可增加表面积，可增大反应速率；B项，升高温度，反应速率增大；C项，空气代替O2，使O2浓度变小，反应速率变小；D项，固体物质在参加反应时，其浓度可看作为一定值，故加入木炭对反应速率无影响。3某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验的反应物应为()实验编号反应物催化剂10 mL 2% H2O2溶液无无10 mL 5% H2O2溶液MnO2固体A5 mL 2% H2O2溶液B10 mL 5% H2O2溶液C10 mL 2% H2O2溶液 D5 mL 10% H2O2溶液解析：选B根据表中数据可知，实验是探究浓度对反应速率的影响，因此双氧水的浓度一定不是2%。实验是探究催化剂对反应速率的影响，双氧水的浓度和用量与实验相同，即实验的反应物应为10 mL 5% H2O2溶液。4.可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0在一定条件下达到平衡状态，时间为t1时改变条件。化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法正确的是()A维持温度、反应体系体积不变，t1时充入SO3(g)B维持压强不变，t1时升高反应体系温度C维持温度不变，t1时扩大反应体系体积D维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)解析：选D先观察原反应的特点可知，原反应是一个气体体积减小的放热反应，根据图像可知该反应在t1时改变了某个条件使正反应速率减小，而使逆反应速率增大，只能是在该时刻增大了生成物的浓度而减小了反应物的浓度，所以只有D选项符合。D选项在温度、压强不变的情况下充入SO3(g)，则使SO3(g)的浓度增大，但是由于压强不变，使体积变大，所以导致反应物的浓度减小。5下列有关化学反应速率的说法正确的是()A用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率B100 mL 2 molL1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变CSO2的催化氧化是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率减慢D汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率减慢解析：选DA项中，改用98%的浓硫酸，铁发生钝化，不产生氢气；B项，加入氯化钠溶液使盐酸浓度变小，c(H)减小，反应速率减慢；C项，升高温度，放热反应和吸热反应的速率都加快；D项，减小压强，有气体参加的化学反应的速率减慢。6已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I的溶液中，H2O2分解的机理为：H2O2IH2OIO慢H2O2IOH2OO2I快下列有关该反应的说法正确的是()A反应速率与I浓度有关BIO也是该反应的催化剂C反应活化能等于98 kJmol1Dv(H2O2)v(H2O)v(O2)解析：选AH2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的，I浓度越大，反应速率越快，A项正确；根据总反应可确定该反应的催化剂为I，而IO为中间产物，B项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C项错误；反应速率关系为v(H2O2)v(H2O)2v(O2)，D项错误。7.如图为某化学反应的反应速率与时间的关系示意图。在t1时刻升高温度或增大压强，反应速率的变化都符合示意图中表示的反应是()A2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0B4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H0D2A(g)B(g)2C(g)H0解析：选B由题中反应速率与时间的关系图可知，升高温度，正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应；增大压强，正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是气态物质系数增大的反应，只有B项符合题意。8一定量的锌粉和6 molL1的过量盐酸反应，当向其中加入少量的下列物质时，能够加快反应速率，但不影响产生H2的总量的是()石墨粉CuO铜粉铁粉浓盐酸A BC D解析：选B加入石墨粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，即不影响产生H2的总量；加入CuO，CuO与盐酸反应生成氯化铜，氯化铜与锌反应生成铜，形成原电池，加快反应速率，但与盐酸反应的锌的量减少，故生成氢气的总量减少；加入铜粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，即不影响产生H2的总量；加入铁粉，构成原电池，反应速率加快，锌反应完全后，铁也可以与盐酸反应生成氢气，产生H2的总量增加；加入浓盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，不影响锌粉的量，即不影响产生H2的总量。9目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在容积为1 L的密闭容器中，(容积不变)，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)(正反应放热)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。(1)从反应开始到10 min，氢气的平均反应速率v(H2)_。(2)下列说法正确的是_。A进行到3 min时，正反应速率和逆反应速率相等B10 min后容器中压强不再改变C达到平衡后，再充入氩气反应速率不会改变D3 min前v(正)v(逆)，3 min后v(正)v(逆)。(3)由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大X的浓度，升高体系温度不会同等程度地改变正、逆反应速率。A、B错误。反应容器容积不变，C错误。D使用催化剂可同等程度地改变正逆反应速率，D正确。答案：(1)0.225 molL1min1(2)BC(3)D