化学必修第二册化学反应速率优质第2课时学案设计

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学习聚焦
知识精讲
知识点 影响化学反应速率的主要因素
一、影响化学反应速率的主要因素是 。
【即学即练1】下列事实能说明影响化学反应速率的主要因素是反应物自身性质的是
A．Cu能与浓硝酸反应，但不能与浓盐酸反应
B．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
C．N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应
D．Fe与浓盐酸反应比稀盐酸反应快
二、影响化学反应速率的外界因素
1．浓度对反应速率的影响
镁和盐酸反应的化学方程式是 ，课本上是通过 的变化来研究化学反应速率快慢的。
其他条件相同时，增大反应物的浓度，反应速率 ；减小反应物浓度，反应速率 。
2．温度对化学反应速率的影响
Na2S2O3与盐酸反应的化学方程式是 ，课本上是通过 出现的先后来研究化学反应速率快慢的。
其他条件相同时，升高温度，反应速率 ；降低温度，反应速率 。
3．催化剂对化学反应速率的影响
H2O2溶液在MnO2的催化下分解的化学方程式为 。
其他条件相同时，加入催化剂一般可 化学反应速率。
4．压强对反应速率的影响
对有气体参加的反应，在密闭容器中保持温度不变时，增大压强，气体体积 ，相当于 反应物的浓度，反应速率 ；减小压强，气体体积 ，相当于 反应物的浓度，反应速率 。
5．固体颗粒大小对化学反应速率的影响
其他条件相同时，反应物固体颗粒变大，化学反应速率 ，反应物固体颗粒变小，化学反应速率 。

【即学即练2】判断下列措施对反应速率有何影响？
①Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸：_____________
② Mg与冷水反应，改用沸水：_____________
③ Na与水反应，增大压强：_____________
④ Na与水反应，增大水的用量：_____________
⑤ Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉：_____________
⑥ 恒容条件下，化学反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，充入氮气：_____________
⑦ 恒压条件下，发生化学反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，充入氮气：_____________
常见考法
常见考法一 浓度对化学反应速率的影响
【例1】对于溶液中的反应：MnOeq \\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋= 5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，下列措施能使反应速率提高的是
A．加水 B．增加同浓度FeSO4溶液的用量
C．向溶液中滴加很稀的硫酸 D．加入少量KMnO4晶体
必杀技
1．增大气体或溶液的浓度，化学反应速率加快；减小气体或溶液的浓度，反应速率减慢。
2．对于固体和纯液体，一般认为其浓度是定值，因此反应速率与固体的量的多少无关，改变固体的量不影响化学反应速率。
3．对于离子反应，只有实际参加反应的离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的变化。如：BaCl2与稀H2SO4反应，实际发生反应的是Ba2+和SO42-，改变Cl-或H+的浓度，不影响化学反应速率。
【同步练习1】将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中，反应速率最快的是
【同步练习2】对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，其他条件不变时，下列措施不能改变化学反应速率的是
A．增大C(s)的量 B．增大H2O(g)的浓度
C．增大CO(g)或H2(g)的浓度 D．减小H2O(g)的浓度
常见考法二 温度对化学反应速率的影响
【例2】四个试管中都装有5 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液，分别在不同温度下加入0.1 ml·L－1硫酸和一定量水，最先出现浑浊的是
A．20 ℃，10 mL硫酸
B．20 ℃，5 mL硫酸和5 mL水
C．30 ℃，10 mL硫酸
D．30 ℃，5 mL硫酸和5 mL水
必杀技
1．在其他条件相同时，无论是吸热反应还是放热反应，只要升高温度，反应速率都增大，降低温度，反应速率减小。
2．温度每升高10℃，化学反应速率是原来的n倍（一般地，n=2~4），可见温度对反应速率的影响比较大。比如，若n=2，温度升高了30℃，反应速率增大了23=8（倍），而不是23=6（倍）。
【同步练习1】已知吸热反应N2(g)+O2 (g)2NO(g)的反应速率为v1，放热反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的反应速率为v2，升高温度，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
【同步练习2】20 ℃时，将10 mL 0.10 ml·L－1 Na2S2O3溶液和10 mL 0.10 ml·L－1硫酸混合，2分钟后，溶液中出现明显浑浊。已知温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的2倍，那么50℃时，同样的反应要出现同样的浑浊，需要的时间是
A．15s B．20s C．40s D．48s
常见考法三 催化剂对化学反应速率的影响
【例3】某同学查阅资料发现金属氧化物A也能催化氯酸钾的分解，且将A和二氧化锰的催化性能进行了定量对照实验。实验时均以收集满500 mL氧气为准(其他可能影响实验的因素均已忽略)。
表1 用MnO2作催化剂
表2 用A作催化剂
请回答：
上述实验中的待测数据应是____________________。完成此研究后，他准备写一份研究报告，请你替他拟一个研究报告的题目：_____________________________________。
必杀技
1．催化剂改变化学反应速率的原因，是改变了反应进行的过程。
2．如果没有特别说明，一般默认催化剂是加快化学反应速率的正催化剂。（当然也有负催化剂，比如食物防腐剂。）
3．催化剂具有选择性，即不同的反应，有不同的催化剂。催化剂一般在一定的温度范围内有较好的催化效果。
4．催化剂不能改变化学反应进行的方向，也不影响反应的能量变化。如果是可逆反应，则催化剂可同等程度的改变正反应和逆反应速率。
【同步练习1】下列关于催化剂的说法，正确的是
A．催化剂能使不起反应的物质发生反应
B．催化剂在化学反应前后化学性质和质量都不变
C．催化剂不能改变化学反应速率
D．任何化学反应都需要催化剂
【同步练习2】为探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响，某兴趣小组设计如图装置。实验时，通过胶头滴管向容器中各滴入5滴溶液后，每隔10 s观测注射器中气体体积并进行比较。
请回答：
（1）仪器A的名称是_______。
（2）若甲装置在相同时间内收集到气体体积大于乙装置，能否推测Fe3+对H2O2分解的催化效果比Cu2+的好？_______（填“能”或“不能”），请说明理由 。
常见考法四 压强对化学反应速率的影响
【例4】（1）在一容积固定的密闭容器中发生反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)，现充入稀有气体Ar，使容器的压强增大，化学反应速率 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）在带有活塞的密闭容器中发生反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)，现保持压强不变，充入稀有气体Ar，化学反应速率 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
必杀技
1．对于没有气体参加的化学反应，改变压强不影响化学反应速率。
2．对于有气体参加的化学反应，改变压强，引起气体的浓度发生改变，从而影响了化学反应速率。常见有下面几种情况：
（1）恒温时，压缩体积→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率加快。
（2）恒温恒容时，充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率加快。
（3）恒温恒容时，充入不参加反应的气体（如惰性气体）→总压强增大反应→反应物气体的浓度未改变→反应速率不变。
（4）恒温恒压时，充入惰性气体→体积增大→气体反应物浓度减小→反应速率减慢。
【同步练习1】已知反应：N2＋O22NO在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是
A．增大体积
B．体积不变，充入N2，使压强增大
C．体积不变，充入He，使气体压强增大
D．保持总压强不变，充入气体Ne
【同步练习2】当其他条件不变时，下列化学反应的反应速率与压强变化基本无关的是
A．C(s)+H2O(g) CO(g)＋H2(g)
B．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
C．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)＋2H2O(l)
D．H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
常见考法五 影响化学反应速率的因素探究实验
【例5】O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如表所示。
已知：O3的起始浓度为0.0216ml·L—1。
下列说法正确的是
A．pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是H+
B．在30℃、pH=4.0条件下，O3的分解速率为1.67×10—6ml·(L·s)—1
C．根据表中数据可知，O3的分解速率随温度升高而增大，随pH增大而减小
D．根据表中数据的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率的大小关系为40℃、pH=3.0>30℃、pH=7.0
必杀技
实验探究影响化学反应速率的因素，要注意控制变量。
【同步练习1】探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示：
下列说法不正确的是
A．a<12.7
B．b>6.7
C．用KMnO4表示该反应速率，v (实验3)>v (实验1)
D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢
【同步练习2】酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。某研究小组利用该反应来探究温度对反应速率的影响，进行如下四组实验。每组实验分别在0℃和80℃条件下进行。试判断最能实现研究目的的一组实验是
A．AB．BC．CD．D
分层提分
题组A 基础过关练
1．对于可逆反应2SO2＋O22SO3，决定反应速率的主要因素是
A．温度 B．压强 C．SO2和O2的性质 D．催化剂
2．化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用，下列说法正确的是
A．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质
B．化学工业都必须使用催化剂
C．夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大
D．茶叶使用真空包装，能显著延长茶叶的储存时间
3．在恒温恒容下，某容器中进行如下反应：H22H。若反应物的浓度由0.1ml·L-1降到0.06ml·L-1需20s，那么由0.06ml·L-1降到0.024ml·L-1需反应的时间为
A．等于18s B．等于12s C．大于18s D．小于18s
4．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是
A．对该反应体系加热
B．不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸
C．向H2SO4中通入HCl气体
D．不用铁片，改用铁粉
5．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小的排列顺序正确的是
甲：500℃，10ml SO2和5ml O2反应
乙：500℃，V2O5作催化剂，10ml SO2和5ml O2反应
丙：450℃，8ml SO2和5ml O2反应
丁：500℃，8ml SO2和5ml O2反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
6．下列说法不正确的是
A．氢离子浓度相同的稀盐酸和稀硫酸分别与相同质量的CaCO3固体反应，前者反应较快
B．等质量的锌粒与锌粉分别与0.1 ml·L-1盐酸反应，后者反应较快
C．常温下Mg片、Al片分别与0.1 ml·L-1盐酸反应，前者反应较快
D．0.1 ml·L-1稀盐酸和0.1 ml·L-1稀硝酸分别与相同形状、相同大小的大理石反应，因硝酸具有氧化性,其反应较快
7．实验室中欲较快制取氢气，较好的方法是
A．纯锌与稀硫酸反应B．纯锌与浓硫酸反应
C．纯锌与盐酸反应D．含杂质的锌与稀硫酸反应
8．反应3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率加快的是
①增加铁的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大 ④保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大
A．①④B．②③C．③④D．②④
9．对于反应3X(g)＋Y(g)===Z(g)，在其他条件不变时，改变其中一个条件则生成Z的速率：（填“增大”、“减小”或“不变”）
（1）升高温度：____________； （2）压缩容器体积：_____________；
（3）恒容下充入惰气：___________； （4）加入X：______________；
（5）加入Y：______________； （6）增大容器体积：_____________。
10．将一块质量为5.0 g的铝片投入盛有500 mL 0.5 ml·L-1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，回答下列问题：
(1)曲线O→a段不产生氢气的原因是_______。
(2)曲线a→b段产生氢气的速率较慢的原因是_______。
(3)曲线b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是反应放出的热量使溶液的温度升高而加快反应速率。曲线c点以后产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_______。
题组B 能力提升练
11．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 ml·L-1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是
A．10 ℃ 20 mL 3 ml·L-1的X溶液
B．20 ℃ 30 mL 2 ml·L-1的X溶液
C．20 ℃ 10 mL 4 ml·L-1的X溶液
D．10 ℃ 10 mL 2 ml·L-1的X溶液
12．研究反应2X(g)=Y(g)+Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(ml·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A．比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快
B．比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快
C．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂
D．在0~10 min之间，实验②的平均速率v(Y)=0.04 ml·L-1·min-1
13．为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学在4支试管中分别加入3mLH2O2溶液，并测量收集VmL气体时所需的时间，实验记录如下：
下列说法中，不正确的是
A．实验①②研究温度对反应速率的影响
B．实验②④研究催化剂对反应速率的影响
C．获得相同体积的O2：t1>t3
D．实验③与④比较：t314．亚氯酸盐(如NaClO2)可作漂白剂，在常温、不见光条件下可保存一年，在酸性下反应：，开始时，反应非常慢，一段时间后，反应速率变快。对于该反应速率变快的原因，下列猜测最合理的是
A．ClO-起催化作用B．H+起催化作用
C．Cl-起催化作用D．ClO2的逸出
15．在某一密闭容器中，充入一定物质的量的N2和H2，发生反应，反应达到平衡后，下列条件的改变一定可以加快正反应速率的是
A．充入少量稀有气体B．升高温度
C．及时移除产物D．增大容器体积
16．下列说法正确的是
①增加水的量或升高温度，都可以加快镁跟水的反应速率。
②增加硫酸的浓度，一定可以加快锌与硫酸反应制取氢气的速率。
③在可变体积的容器中进行反应，充入氮气化学反应速率一定不改变。
④对于反应，加入KCl固体，逆反应速率瞬时增大，随后正反应速率增大
A．①②B．①④C．②④D．无
题组C 培优拔尖练
17．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有 。
（2）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 (答两种)。
（3）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计，其中V1= ，V6= ，V9= 。
②该同学最后得出的结论：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析生成氢气速率下降的主要原因： 。
18．在生活中，需要对化学反应的速率和化学反应的限度进行研究，以便控制化学反应。
Ⅰ.某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。
通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图甲所示，回答下列问题：
(1)代表实验①的曲线是 。
(2)对比实验③和④的目的是 。
(3)通过上面对比实验，所得的实验结论是 。
Ⅱ.一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中充入1mlN2和3mlH2，一定条件下发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，测得其中N2的物质的量随时间变化如图乙所示。回答下列问题：
(4)从开始反应到t2时刻，氨的平均反应速率为___________。
19．氧化剂H2O2在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以H2O2分解为例，探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
(1)实验①和②的目的是___________。同学甲在进行实验①和②时并没有观察到明显现象。资料显示，通常条件下过氧化氢稳定，不易分解。为了达到实验目的，可采取的改进方法是________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化如甲图所示。分析该图能得出的结论是
_____________________，_____________________；
(3)同学乙设计了乙图所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析，以生成20气体为准，其他影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是________________。
(4)向某体积固定的密闭容器中加入0.6A、0.2C和一定量(未知)的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答：
①写出反应的化学方程式：______________________________________________；
②若，则内反应速率___________，A的转化率为___________；
③B的起始的物质的量是___________；平衡时体系内的压强为初始状态的___________倍。实验序号
KClO3质量(g)
MnO2质量(g)
反应温度(℃)
待测数据
1
8.00
2.00
500
2
8.00
2.00
500
实验序号
KClO3质量(g)
A质量(g)
反应温度(℃)
待测数据
1
8.00
2.00
500
2
8.00
2.00
500
pH
t/min
T/℃
3.0
4.0
5.0
6.0
20
301
231
169
58
30
158
108
48
15
50
31
26
15
7
实验
编号
温度
℃
催化剂用量g
酸性KMn04溶液
H2C2O4溶液
KMn04溶液褪色平均时间(min)
体积(mL)
浓度(ml·L-1)
体积(mL)
浓度(ml·L-1)
1
25
0.5
4
0.1
8
0.2
12.7
2
80
0.5
4
0.1
8
0.2
a
3
25
0.5
4
0.01
8
0.2
6.7
4
25
0
4
0.01
8
0.2
b
组别
KMnO4
H2SO4
H2C2O4
温度℃
记录的数据
VmL
Cml·L-1
VmL
Cml·L-1
VmL
Cml·L-1
A
2
0.01
0.5
1
2
0.1
0
至气体不再产生所需要的时间
80
B
2
0.1
0.5
1
2
0.01
0
至气体不再产生所需要的时间
80
C
2
0.01
0.5
1
2
0.1
0
溶液完全褪色所需要的时间
80
D
2
0.1
0.5
1
2
0.01
0
溶液完全褪色所需要的时间
80
实验序号
H2O2溶液浓度
H2O2溶液温度(℃)
催化剂
所用时间
①
5%
20
2滴1ml/LFeCl3
t1
②
5%
40
2滴1ml/LFeCl3
t2
③
10%
20
2滴1ml/LFeCl3
t3
④
5%
20
不使用
t4
混合溶液
实验
A
B
C
D
E
F
4 ml·L-1H2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
项目
反应物
催化剂
温度
①
10mL10%H2O2溶液
无
25℃
②
10mL20%H2O2溶液
无
25℃
③
10mL20%H2O2溶液
无
40℃
④
10mL20%H2O2溶液
1~2滴0.1ml•L-1FeCl3溶液
40℃
实验编号
温度(℃)
反应物
催化剂
①
20
253%溶液
无
②
20
255%溶液
无
③
20
255%溶液
0.1g
④
20
255%溶液
1~2滴1溶液
⑤
30
255%溶液
0.1g