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第2课时温度、催化剂对化学反应速率的影响学习目标核心素养脉络1.理解外界条件(温度、催化剂等)对化学反应速率的影响,认识其一般规律2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用学习目标核心素养脉络3.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响4.了解通过改变外界条件从而改变化学反应速率的方法和意义5.通过实验探究外界条件对化学反应速率的影响,培养实验探究能力阅读思考自主检测任务一、阅读教材第21页,回答下列问题:1.实验2-3的两个实验是如何控制变量的?预测两支试管中的实验现象有何不同?提示两支试管中滴加的Na2S2O3溶液和H2SO4溶液的体积和浓度分别相同,而反应温度不同,一支试管放入冷水中,一支试管放入热水中。放入冷水中的试管中出现沉淀的时间较放入热水中的试管中出现沉淀所需时间长。2.实验2-3是如何判断两支试管中反应速率大小的?提示通过记录两支试管中出现沉淀的时间长短来判断化学反应速率的大小。阅读思考自主检测任务二、认真阅读教材第21页到第22页的内容,分别完成下列任务:1.“科学探究”中的实验该如何设计?写出具体的实验步骤。提示取两支试管,分别加入5mL1mol·L-1KI溶液、5mL0.1mol·L-1H2SO4溶液,然后分别滴入几滴淀粉溶液,将其中一支试管放入冷水中,另一支试管放入热水中,记录试管中溶液变蓝所需的时间。2.“科学探究”中的实验有何预期的实验现象?提示放入冷水中的试管中溶液变蓝所需的时间较放入热水中的试管中溶液变蓝所需时间长。阅读思考自主检测任务三、认真阅读教材第22页到第23页的内容,分别完成下列任务:1.实验2-4说明催化剂对化学反应速率有何影响?提示催化剂能改变化学反应速率。2.催化剂为什么能改变化学反应速率?提示催化剂能改变反应的路径,改变使发生反应所需的活化能。3.“科学探究”中的3个实验说明催化剂有何特性?提示选择性。任务四、阅读教材第24页的内容,回答下列问题:除浓度、温度、压强、催化剂外,还有哪些方法可以增大化学反应速率?提示光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。阅读思考自主检测下列措施肯定能使化学反应速率增大的是()A.增大固体反应物的量B.减少生成物的量C.升高温度D.减小压强答案:C重点难点探究重要考向探究随堂检测探究问题1.为什么温度的变化会影响化学反应速率?提示在其他条件不变时,升高温度,可以使反应物分子能量增大,一部分原来能量较低的普通分子变成活化分子,使活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多,化学反应速率增大。2.催化剂对化学反应速率的影响有何特点?提示不同的催化剂对化学反应速率的催化效果不同。重点难点探究重要考向探究随堂检测知识点拨一、温度对化学反应速率的影响1.升高温度,提高分子的内能,增加活化分子百分数,增大化学反应速率。2.对于可逆反应来说,升高温度,正、逆反应速率均增大,只是增大的程度不同;同理,降低温度,正、逆反应速率均减小,只是减小的程度不同。二、催化剂对化学反应速率的影响1.使用催化剂,改变反应路径,降低反应的活化能,提高活化分子百分数,增大化学反应速率。2.可逆反应中催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。重点难点探究重要考向探究随堂检测考向一温度对化学反应速率的影响【例题1】20℃时,将0.10mol·L-1Na2S2O3溶液10mL和0.10mol·L-1H2SO4溶液10mL混合,2min后溶液中出现明显的浑浊。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,同样的反应要明显地出现浑浊,所需的时间是()A.40sB.15sC.48sD.20s解析:设20℃时的反应速率为v,温度升高到50℃时,则反应速率变为23v。出现同样明显的浑浊,即反应物的浓度变化相同。故反应速率与时间成反比,50℃时出现浑浊所需的时间为答案:B2min×𝑣8𝑣=0.25min=15s。重点难点探究重要考向探究随堂检测规律方法点拨分析温度对化学反应速率的影响时需注意的问题:(1)温度对化学反应速率的影响规律,对吸热反应、放热反应都适用,且不受反应物状态的限制。升温时,化学反应速率增大;降温时,化学反应速率减小。(2)许多实验表明:温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。(3)一般情况下,温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大,也更易控制。重点难点探究重要考向探究随堂检测成功体验1设反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH0的正反应速率为v1,逆反应速率为v2。对于上述反应,当升高温度时,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增大解析:当温度升高时,无论是吸热反应还是放热反应,化学反应速率都将增大。答案:A重点难点探究重要考向探究随堂检测考向二催化剂对化学反应速率的影响【例题2】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,按正反应速率由大到小排列顺序正确的是()甲.500℃,10molSO2和5molO2的反应乙.500℃,用V2O5作催化剂,10molSO2和5molO2的反应丙.450℃,8molSO2和5molO2的反应丁.500℃,8molSO2和5molO2的反应A.甲、乙、丙、丁B.乙、甲、丁、丙C.乙、甲、丙、丁D.丁、丙、乙、甲重点难点探究重要考向探究随堂检测解析:增大反应物浓度,升高温度,使用催化剂等均增大反应速率。要比较正反应速率,则需要比较温度、是否使用催化剂及氧气和SO2的浓度,所以根据题干数据可判断正反应速率由大到小的顺序是乙、甲、丁、丙。答案:B规律方法点拨分析催化剂对化学反应速率的影响时需注意的问题:(1)有的催化剂能加快化学反应,有的催化剂能减慢化学反应,能加快化学反应的催化剂叫做正催化剂;能减慢化学反应的催化剂叫做负催化剂。在实践中,若不特别说明,凡是催化剂均指正催化剂。(2)催化剂具有选择性和高效性。重点难点探究重要考向探究随堂检测成功体验2下列关于催化剂的说法,正确的是()A.催化剂能使不发生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解析:催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应机理,在化学反应过程中,催化剂参与反应,经过一系列变化之后,催化剂又恢复到原来的状态,尽管催化剂能改变化学反应速率,但对于不能发生反应的物质,是不能使其反应的,另外,有些反应是不需要催化剂的,如燃烧、中和反应等。答案:B重点难点探究重要考向探究随堂检测成功体验3如图是相同条件下做H2O2分解的对比实验时,放出O2的体积随时间的变化关系示意图,a使用催化剂,b不使用催化剂,其中正确的是()解析:由于是相同条件下做H2O2分解的对比实验,因此产生氧气的体积相同,a使用催化剂,化学反应速率大,产生氧气速率快。答案:A重点难点探究重要考向探究随堂检测1.下列说法中正确的是()A.增大反应物的物质的量一定能增大化学反应速率B.升高温度使放热反应速率减小,吸热反应速率增大C.使用正催化剂,能增大化学反应速率D.增大压强,肯定会增大化学反应速率解析:增大反应物的物质的量不一定能增大反应物的浓度;升高温度使分子运动加快,分子获得更高的能量,活化分子百分数增大,另外,含有较高能量的分子间有效碰撞次数也增多,反应速率增大(无论化学反应是吸热反应还是放热反应);对有气体参加的反应,增大压强一定要使反应物的浓度增大,才会增大反应速率,反应物的浓度不变,其反应速率也不会发生变化。答案:C重点难点探究重要考向探究随堂检测2.反应E+FG在温度T1℃下进行,反应M+NK在温度T2℃下进行。已知T1T2,且E和F的浓度大于M和N的浓度(其他条件均相同),则两者的反应速率()A.前者大B.后者大C.相等D.无法判断解析:影响化学反应速率的因素有内因(反应物的性质)和外因,其中内因对反应速率的影响是主要的。不同化学反应的活化能不同,反应速率不同。答案:D重点难点探究重要考向探究随堂检测3.下列说法中有明显错误的是()A.对有气体参加的化学反应,增大压强,体系体积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而反应速率增大B.活化分子之间发生的碰撞不一定为有效碰撞C.升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大D.加入适宜的催化剂,使分子能量增加从而可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大反应速率重点难点探究重要考向探究随堂检测解析:对有气体参加的化学反应,增大压强,体系体积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而反应速率增大,A项正确;活化分子之间发生的碰撞不一定为有效碰撞,只有能引起化学变化的碰撞才是有效碰撞,B项正确;升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大,C项正确;加入适宜的催化剂,降低活化能从而可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大反应速率,D项错误。答案:D重点难点探究重要考向探究随堂检测4.在KIO3、KHSO3的酸性混合溶液中加入少量KI和淀粉溶液,不停搅拌,有下列反应发生:当反应进行到15min时,溶液突然变为蓝色,随之又很快消失。这一反应被称为碘钟反应,有人用它来解释生物钟现象。下列有关说法不正确的是()A.在整个反应过程中,作催化剂的物质是KIB.上述两个反应中,反应速率较大的是②C.碘钟反应的快慢由反应②决定D.“溶液突然变为蓝色,随之又很快消失”这一现象与①②的反应速率有关①IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O,②I2+HSO3-+H2O2I-+SO42-+3H+,重点难点探究重要考向探究随堂检测解析:由题目信息知,①反应相对较慢,②反应相对较快,所以B、D两项正确,C项错误;分析①②反应中I-的作用知,KI是催化剂,故A项正确。答案:C重点难点探究重要考向探究随堂检测5.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。分组实验催化剂①10mL5%H2O2溶液无②10mL2%H2O2溶液无③10mL5%H2O2溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液④10mL5%H2O2溶液+少量稀盐酸1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液⑤10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液重点难点探究重要考向探究随堂检测(1)催化剂能增大化学反应速率的原因是。(2)实验①和②的目的是探究对反应速率的影响。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③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析上图能够得出的实验结论:①环境能增大H2O2分解的速率;②环境能减小H2O2分解的速率。重点难点探究重要考向探究随堂检测解析:(1)催化剂能增大化学反应速率的原因是降低了反应的活化能,从而增大了活化分子的百分数。(2)实验①和②的差别是H2O2溶液的浓度不同,故目的是探究浓度对反应速率的影响;由于通常条件下H2O2稳定,不易分解,所以为了增大反应速率,可向反应物中加入等量的同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中。(3)据图可以看出在碱性条件下反应最快,在酸性条件下反应最慢。答案:(1)降低了反应的活化能(2)浓度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)①碱性②酸性高考考点易错点抛砖引玉(老师教你如何整理)外界条件对化学反应速率的影响1.改变温度一定能改变化学反应速率2.加入催化剂降低活化能,但不改变反应焓变大显身手(请你结合你的学习实际进行补充整理)