高中化学《影响化学反应速率的因素》教学设计

《影响化学反应速率的因素》教学设计

班级（类课题 影响化学反应速率的因素 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. 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、温度学习 目标 和催化剂等条件对化学反应速率的影响。 3. 学会依据反应原理设计实验来探究影响化学反应速率的因素。 重、难点 重点：依据反应原理设计实验探究影响化学反应速率的因素。 难点：利用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响。 教师学习环节和内容 学生活动 反思

第二章 化学反应速率和化学平衡

总课时 1 型）

第二节 影响化学反应速率的因素

【考点精讲】

1. 内因（决定因素）：反应物的结构和性质。

2. 外因：主要有浓度、压强、温度和催化剂等，其它因素还包括固体表面积、光照、超声波、放射线、溶剂、电弧、强磁场、研磨等。

只考虑单一因素对化学反应速率的影响（其它因素保持不变），化学反应速率变化的趋势如下表所示： 影响因素 化学反应速率 反应物浓度c↑ 压强p↑ 温度T↑ 使用催化剂 v↑ v↑ v↑ v↑ 注：①纯固体和纯液体的浓度无法改变，只能改变其接触面积； ②改变压强相当于改变气体的浓度，压强对固体、液体的影响忽略不计；

③催化剂不特殊声明，均指正催化剂，对于可逆反应，催化剂可以同等地改变正、逆反应速率。 3. 微观解释

各种外界条件对反应速率影响的实质，都是改变了反应物的活化分子的百分数或改变了单位体积内的活化分子的总数，从而改变了有效碰撞次数而影响了化学反应速率。

如下表所示（只考虑单一因素的影响）： 影响因素 反应物浓度c↑ 压强p↑ 温度T↑ 使用催化剂

【典例精析】

例题1 对反应A＋B＝AB来说，常温下按以下情况进行反应：

①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol ②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol ③0.1 mol·L的A、B溶液各10 mL ④0.5 mol·L的A、B溶液各50 mL 四者反应速率的大小关系是（ ） A. ②>①>④>③ C. ①>②>④>③

B. ④>③>②>①

D. ①>②>③>④

0.01 mol－1

思路导航：①中c（A）＝c（B）＝＝0.5 mol·L；

0.02 L

0.05 mol－1

②中c（A）＝c（B）＝＝1 mol·L；

0.05 L

－1

0.1 mol·L－1

③中c（A）＝c（B）＝＝0.05 mol·L；

2

－1

0.5 mol·L－1

④中c（A）＝c（B）＝＝0.25 mol·L；

2

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

－1

－1

单位体积 分子数目 ↑ ↑ － － 活化分子 百分数 － － ↑ ↑ 单位体积活化 分子数目 ↑ ↑ ↑ ↑ 单位体积有效碰撞次数 ↑ ↑ ↑ ↑ 化学反应 速率 ↑ ↑ ↑ ↑ ②>①>④>③。

答案：A

例题2 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，下列实验中最先出现浑浊的是（ ）

实验 A B C D 反应 温度/℃ 25 25 35 35 Na2S2O3溶液 稀H2SO4 －1H2O[ 1V/mL 5 5 5 5 c/mol·L 0.1 0.2 0.1 0.2 V/mL 10 5 10 5 c/mol·L－ 0.1 0.2 0.1 0.2 V/mL 5 10 5 10 思路导航：本题考查化学反应速率，意在考查学生分析外界条件对化学反应速率的影响。结合选项可知混合液的体积都为20 mL，但选项D中反应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大，其反应速率最大，故最先看到浑浊（有硫单质生成）。

答案：D

例题3 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间（t）内产生气体体积（V）的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是（ ） 组别 对应曲线 c（HCl）/mol·L 反应温度/℃ 铁的状态 1 2 3 4 －1a b c d 30 30 粉末状 粉末状 块状 块状 2.5 2.5 30

A. 第4组实验的反应速率最慢

B. 第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L C. 第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L D. 第3组实验的反应温度低于30 ℃

思路导航：由图像可知，1、2、3、4组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则可知盐酸浓度应大于2.5 mol·L，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法原则可知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ℃，D错误。

答案：D

－1

－1

－1－1

例题4 某中学化学实验小组查阅资料发现金属氧化物A也能催化氯酸钾的分解，且A和二氧化锰的最佳催化温度都是500℃左右，于是对A和二氧化锰的催化性能进行了定量对照实验。实验时均以收满500 mL氧气为准（其他可能影响的因素均已忽略）。

表一 用二氧化锰作催化剂 实验 序号 1 2 实验 序号 1 2 KClO3质量 （g） 8.00 8.00 KClO3质量 （g） 8.00 8.00 MnO2质量 （g） 2.00 2.00 A质量 （g） 2.00 2.00 反应温度 （℃） 500 500 反应温度 （℃） 500 500 待测数据 待测数据 表二 用A作催化剂 （1）完成实验中的待测数据应该是________________。

（2）完成此研究后，他们准备发表一篇研究报告，请你替他们拟一个报告题目 __________________________。

思路导航：催化剂是参与化学反应，但反应前后的质量与化学性质保持不变的物质，并且它可以加快化学反应速率。对A和二氧化锰的催化性能进行比较，必须进行定量对照实验，测定相同条件下收满500 mL氧气所需的时间，从而得出两者的催化性能。

答案：（1）收集500 mL O2所需时间

（2）催化效果的对比研究（其它合理答案均可）

【总结提升】

对于气体反应体系，有以下几种情况：

（1）恒温时：

引起引起引起

增加压强――→体积缩小――→浓度增大――→反应速率加快。 （2）恒容时：

引起引起引起①充入气体反应物――→浓度增大――→总压增大――→速率加快。

引起

②充入“惰气”――→总压增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。 （3）恒压时：

引起引起引起

充入“惰气”――→体积增大――→各反应物浓度减少――→反应速率减慢。

例题 一定温度下，反应N2（g）＋O2（g）＝2NO（g）在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是（ ）

A. 缩小体积使压强增大 C. 恒容，充入He

B. 恒容，充入N2 D. 恒压，充入He

思路导航：A选项，气体的物质的量不变，仅缩小体积，气体的浓度必然增大，反应速率必然加快；B选项，容积不变，充入N2，使反应物N2的浓度增大，浓度越大，反应速率越快；C选项，容积不变，充入He，虽然反应容器内压强增大，但反应物N2、O2、NO的浓度并没有变化，因此不影响反应速率；D选项，压强不变，充入He，反应容器的体积必然增大，压强虽然没变，但N2、O2、NO的浓度减小，反应速率减慢。

答案：C

微课程2：控制变量法探究影响化学反应速率的因素

【考点精讲】

近几年高考试题中除了考查化学反应速率的简单计算以及外界条件对化学反应速率的影响外，通过实验探究的形式考查本部分知识也成为高考热点之一，主要侧重于考查考生采集处理数据的能力。 1. 常见考查形式

（1）以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对反应的影响。 （2）给出影响化学反应的几种因素，让学生设计实验分析各因素对反应的影响。 2. 解题策略 （1）确定变量

解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 （2）定多变一

在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。

（3）数据有效

解答时注意选择的数据（或设置的实验）要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。

【典例精析】

例题1 某实验小组的同学欲研究KMnO4和H2C2O4的反应。反应原理为2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 === K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O

该小组同学根据经验绘制了n（Mn）随时间变化的趋势示意图，如图1所示。但查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n（Mn）随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并进行实验探究。

2+

2+

①该小组同学提出的假设是 。 ②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。 实验编号 1 2 室温下，试管中所加试剂及其用量/ mL 0.6 mol/L H2C2O4溶液 3.0 3.0 H2O 2.0 2.0 0.2 mol/L KMnO4溶液 3.0 3.0 再向试管3 mol/L 中加入少量固体 稀硫酸 2.0 2.0 2+

室温下溶液颜色褪至无色所需时间/ min 4.0 t / _______ ③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是 。 思路导航：①图2和图1相比，开始生成Mn的反应速率较低，但随后突然加快，这说明生成物中的MnSO4为该反应的催化剂（或Mn对该反应有催化作用）。

②要验证Mn对该反应有催化作用，可以向溶液中加入硫酸锰进行验证。

2+

2+

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mafd.html