2025版新教材高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率第2課時(shí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素一實(shí)驗(yàn)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素學(xué)生用書新人教版選擇性必修1

第2課時(shí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素學(xué)習(xí)目標(biāo)1．理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，相識(shí)一般規(guī)律。2．了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)探討領(lǐng)域中的重大作用。3．了解通過(guò)變更外界條件從而變更更學(xué)反應(yīng)速率的方法和意義。核心素養(yǎng)通過(guò)試驗(yàn)探究，總結(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，形成由宏觀到微觀、由感性到理性的科學(xué)探究過(guò)程，并獲得基本的視察實(shí)力、探究實(shí)力和實(shí)際解決問(wèn)題的實(shí)力。一、試驗(yàn)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素Ⅰ.定性探討影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．科學(xué)探討的基本步驟提出問(wèn)題→收集化學(xué)事實(shí)與信息→提出假設(shè)→設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案→試驗(yàn)探究→得出結(jié)論化學(xué)事實(shí)和信息提出假設(shè)——反應(yīng)速率的影響因素Na與水的反應(yīng)比Mg與水的反應(yīng)猛烈_反應(yīng)物本身的性質(zhì)__食物真空保存變質(zhì)慢_反應(yīng)物的濃度__夏天食物變質(zhì)快_溫度__向H2O2中加入MnO2后會(huì)快速分解產(chǎn)生氣泡_催化劑__將等質(zhì)量的鐵片與鐵粉放入稀硫酸中，鐵粉產(chǎn)生氣泡較快_接觸面積__2.化學(xué)反應(yīng)速率的定性描述能體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率的反應(yīng)現(xiàn)象有：顏色_變更__快慢，產(chǎn)生氣泡_快慢__，產(chǎn)生渾濁快慢，固體削減快慢等。3．定性探討影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)試驗(yàn)原理Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O2H2O2eq\o(=,\s\up17(催化劑))2H2O＋O2↑(2)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)影響因素試驗(yàn)步驟試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)結(jié)論濃度均出現(xiàn)_渾濁__，但后者_(dá)出現(xiàn)渾濁更快__增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率_增大__溫度混合后均出現(xiàn)_渾濁__，但70℃熱水一組_首先出現(xiàn)渾濁上升溫度，化學(xué)反應(yīng)速率_增大__催化劑前者_(dá)無(wú)明顯現(xiàn)象__，后者_(dá)出現(xiàn)大量氣泡__催化劑能_加快__化學(xué)反應(yīng)速率Ⅱ.定量探討影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．原理：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑2．試驗(yàn)操作：按如圖所示安裝兩套裝置A、B，在錐形瓶?jī)?nèi)各盛大小相同的2g鋅粒，通過(guò)分液漏斗分別加入40mL1mol·L－1和40mL4mol·L－1的硫酸溶液。3．試驗(yàn)記錄及結(jié)論(記錄收集10mLH2所用的時(shí)間)加入試劑反應(yīng)時(shí)間(填“長(zhǎng)”或“短”)反應(yīng)速率(填“快”或“慢”)結(jié)論1mol·L－1H2SO4溶液_長(zhǎng)___慢__增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率_增大__4mol·L－1H2SO4溶液_短___快__4.試驗(yàn)拓展探究在用上述試驗(yàn)測(cè)定鋅與硫酸反應(yīng)的速率時(shí)：(1)為確保測(cè)定的精確性，應(yīng)留意哪些事項(xiàng)？_鋅的顆粒(即比表面積)大小基本相同；稀硫酸要快速加入；裝置氣密性良好，且計(jì)時(shí)要快速精確__。(2)用上述裝置測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，操作、藥品無(wú)誤，結(jié)果測(cè)定速率偏大，從裝置缺陷的角度分析可能的緣由是_忽視加入稀硫酸排出氣體的體積__。(3)除了測(cè)定氫氣的體積外，你還能設(shè)計(jì)哪些方案測(cè)定鋅與稀硫酸反應(yīng)的速率？_在恒容反應(yīng)裝置中，測(cè)定一段時(shí)間內(nèi)壓強(qiáng)的變更；測(cè)定一段時(shí)間內(nèi)H＋的濃度變更；測(cè)定一段時(shí)間內(nèi)鋅粒的質(zhì)量變更等__。正｜誤｜判｜斷(1)任何化學(xué)反應(yīng)都可以通過(guò)反應(yīng)現(xiàn)象推斷化學(xué)反應(yīng)的快慢。(×)(2)測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率，可以用比色的方法測(cè)定溶液顏色的深淺進(jìn)行比較。(√)(3)可用裝置測(cè)定過(guò)氧化氫分解的化學(xué)反應(yīng)速率。(×)(4)鋅與H2SO4反應(yīng)，H2SO4的濃度越大，產(chǎn)生H2的速率越快。(×)深｜度｜思｜考1.(1)亞氯酸鹽(如NaClO2)可用作漂白劑，在常溫，不見光時(shí)可保存一年，但在酸性溶液中因生成亞氯酸而發(fā)生分解：5HClO2=4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O，分解時(shí)剛加入硫酸反應(yīng)緩慢，隨后突然反應(yīng)釋放出大量ClO2，這是因?yàn)開溶液中的Cl－起催化作用__。(2)H2O2分解制O2的試驗(yàn)中，在10%H2O2溶液中未加催化劑，試管口帶火星的木條沒(méi)有明顯變更。加入MnO2粉末，溶液中快速產(chǎn)生大量氣泡，木條立即復(fù)燃；若加入1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液，溶液中產(chǎn)生氣泡比較快，木條復(fù)燃；若加入1mL0.1mol·L－1CuCl2溶液，溶液中產(chǎn)生氣泡比較慢，一段時(shí)間后木條復(fù)燃。由此可知催化劑的催化效果_MnO2>Fe3＋>Cu2＋__。2．限制變量法是化學(xué)試驗(yàn)的常用方法之一。某化學(xué)愛好小組為探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)以下四組試驗(yàn)。試驗(yàn)方案反應(yīng)溫度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2ONa2S2O3溶液稀H2SO4V/mLc/(mol·L－1)V/mLc/(mol·L－1)V/mL①2550.1100.15②25V10.250.210③3550.1100.15④3550.250.2V2回答下列問(wèn)題：(1)V1＝_5__，V2＝_10__。(2)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案①和②的目的是：_探究Na2S2O3的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響__。(3)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案②和④的目的是：_探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響__。(4)各試驗(yàn)方案中均需加入確定體積的水的緣由：_各試驗(yàn)方案中混合液的體積均相等__。應(yīng)｜用｜體｜驗(yàn)1.某溫度下按如圖安裝好試驗(yàn)裝置，在錐形瓶?jī)?nèi)盛6.5g鋅粒(顆粒大小基本相同)，通過(guò)分液漏斗加入40mL2.5mol·L－1的稀硫酸溶液，將產(chǎn)生的H2收集在一個(gè)注射器中，0～10s內(nèi)收集到氣體的體積為50mL(折合成0℃、101kPa條件下的H2體積為44.8mL)。下列說(shuō)法不正確的是(A)A．將題述中的稀硫酸改為濃硫酸，生成H2的速率變快B．忽視錐形瓶?jī)?nèi)溶液體積的變更，用H＋來(lái)表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.01mol·L－1·s－1C．忽視錐形瓶?jī)?nèi)溶液體積的變更，用Zn2＋來(lái)表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.3mol·L－1·min－1D．可通過(guò)測(cè)定溶液的pH來(lái)測(cè)定反應(yīng)速率解析：濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，與鋅反應(yīng)不生成H2，故A錯(cuò)誤；0℃、101kPa條件下的H2體積為44.8mL，其物質(zhì)的量為0.002mol，則依據(jù)反應(yīng)方程式得到關(guān)系式：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2，n(ZnSO4)＝n(H2SO4)＝n(H2)＝0.002mol，則用H＋來(lái)表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為v(H＋)＝eq\f(Δn,V·Δt)＝eq\f(0.002mol×2,0.04L×10s)＝0.01mol·L－1·s－1，故B正確；結(jié)合B選項(xiàng)分析可知，用Zn2＋來(lái)表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為v(Zn2＋)＝eq\f(Δn,V·Δt)＝eq\f(0.002mol,0.04L×10s)＝0.005mol·L－1·s－1＝0.3mol·L－1·min－1，故C正確；在反應(yīng)過(guò)程中，氫離子濃度慢慢減小，故可以通過(guò)測(cè)定溶液pH來(lái)測(cè)定反應(yīng)速率，故D正確。2．已知：反應(yīng)Ⅰ2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2；反應(yīng)Ⅱ2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。為探討反應(yīng)Ⅰ速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系，設(shè)計(jì)了對(duì)比試驗(yàn)，將下列溶液按表格中用量混合并起先計(jì)時(shí)，一段時(shí)間后藍(lán)色出現(xiàn)，停止計(jì)時(shí)。組別溶液用量藍(lán)色起先出現(xiàn)時(shí)刻0.02mol·L－1Fe2(SO4)30.04mol·L－1KI0.004mol·L－1Na2S2O3H2O1%淀粉120mL20mL5mL0mL5mLts220mL10mL5mL10mL5mL4ts310mL20mL5mL10mL5mL2ts下列說(shuō)法不正確的是(B)A．依據(jù)“一段時(shí)間后藍(lán)色出現(xiàn)”的現(xiàn)象，推知反應(yīng)Ⅰ速率比反應(yīng)Ⅱ慢B．若將試驗(yàn)中Na2S2O3濃度改為0.008mol·L－1，藍(lán)色出現(xiàn)時(shí)間不受影響C．要提高反應(yīng)Ⅰ速率，增大KI濃度比增大Fe2(SO4)3濃度更高效D．0～ts，試驗(yàn)1中反應(yīng)平均速率v(Fe3＋)＝0.0004/tmol·L－1·s－1解析：依據(jù)“一段時(shí)間后藍(lán)色出現(xiàn)”的現(xiàn)象，說(shuō)明前一段時(shí)間內(nèi)碘單質(zhì)被消耗的速率比生成的速率大，推知反應(yīng)Ⅰ速率比反應(yīng)Ⅱ慢，A正確；若將試驗(yàn)中Na2S2O3濃度改為0.008mol·L－1，增大反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)物濃度，反應(yīng)Ⅱ的速率加快，消耗I2的量增多，藍(lán)色出現(xiàn)時(shí)間延長(zhǎng)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由表中第2和3組數(shù)據(jù)可知I－濃度大的反應(yīng)時(shí)間短，則增大I－濃度比增大Fe3＋濃度更能提高反應(yīng)Ⅰ的速率，即增大KI濃度比增大Fe2(SO4)3濃度更高效，C正確；D項(xiàng)，試驗(yàn)1中，n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝0.004×5×10－3mol＝0.02×10－3mol，依據(jù)2Fe3＋～I(xiàn)2～2S2Oeq\o\al(2－,3)，反應(yīng)消耗