高中化学人教版 (2019)必修 第二册实验活动7 化学反应速率的影响因素优质学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册实验活动7 化学反应速率的影响因素优质学案，共4页。学案主要包含了实验目的，实验原理，实验用品，实验步骤，问题和讨论，拓展训练等内容，欢迎下载使用。

1．体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。
2．理解改变反应条件可以调控化学反应的速率。
【实验原理】
1．硫代硫酸钠与硫酸的反应
硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊，比较浑浊现象出现所需时间的长短，可以判断该反应进行的快慢。在不同浓度和温度条件下分别进行上述反应，并比较其反应快慢，可以看出反应物浓度和温度对该反应速率的影响。
2．过氧化氢分解会产生氧气，在有或无催化剂存在下进行对比实验，通过观察氧气产生的快慢可以看出催化剂对该反应速率的影响。
【实验用品】
烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、药匙、秒表。
0．1 ml·L－1 Na2S2O3溶液、0.1 ml·L－1 H2SO4溶液、10 % H2O2溶液、1 ml·L－1 FeCl3溶液、MnO2粉末、蒸馏水。
【实验步骤】
1．浓度对化学反应速率的影响
取两支大小相同的试管，分别加入2 mL和1 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液，向盛有1 mL Na2S2O3溶液的试管中加入1 mL蒸馏水，摇匀。再同时向上述两支试管中加入 2 mL 0.1 ml·L－1 H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。
2.温度对化学反应速率的影响
取两支大小相同的试管，各加入2 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1 ml·L－1 H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。
3.催化剂对化学反应速率的影响
向三支大小相同的试管中各加入2 mL 10% H2O2溶液，再向其中的两支试管中分别加入少量MnO2粉末和2滴1 ml·L－1 FeCl3溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢。
可观察到，加入催化剂的试管中比未加催化剂的试管中气泡出现得快；加入少量MnO2粉末的试管中比加入 2滴 1 ml·L－1 FeCl3溶液的试管中气泡出现得快。
【问题和讨论】
在通常情况下，铁与冷水或热水都不发生反应，但红热的铁与水蒸气则可发生反应，生成Fe3O4和H2。试从反应条件的角度思考并解释这一事实。
答案：红热的铁和水蒸气具有较高的温度，温度越高，化学反应速率越快，反应越容易发生。
【拓展训练】
1．下列有关化学反应速率的说法中正确的是( )
A．氢气与氮气能够缓慢地反应生成氨，使用合适的催化剂可以提高化学反应速率
B．等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同浓度的盐酸反应，反应速率相等
C．用铁片与硫酸制备氢气时，浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D．增大反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的压强，反应速率不变
解析：选A。锌粉与盐酸的接触面积大，所以锌粉与盐酸反应产生氢气的速率比锌片快，B错误；浓硫酸能够使铁钝化，形成的氧化膜隔绝了浓硫酸与铁的接触，反应停止，C错误；增大压强，反应体系中的有关气体的浓度增大，反应速率增大，D错误。
2．为了探究反应速率的影响因素，某同学通过碳酸钙与稀盐酸的反应，绘制出收集到的CO2体积与反应时间的关系图(0～t1、t1～t2、t2～t3的时间间隔相等)。下列说法正确的是( )
A．0～t1时间段，CO2的化学反应速率v＝eq \f(V1,t1) ml·L－1·min－1
B．t1～t2与0～t1比较，反应速率加快的原因可能是产生的CO2气体增多
C．根据(V3－V2)<(V2－V1)，推测反应速率减慢的原因可能是盐酸浓度减小
D．在t4后，收集到的气体的体积不再增加，说明碳酸钙消耗完全
解析：选C。A项，0～t1时间段，CO2的体积变化量为V1L，则CO2的化学反应速率v＝eq \f(V1,t1) L·min－1，故A错误；B项，t1～t2与0～t1比较，反应速率加快的原因可能是反应放热，使反应温度升高，故B错误；C项，根据(V3－V2)<(V2－V1)可知，随着反应进行，盐酸浓度减小，反应速率减慢，故C正确；D项，在t4后，收集到的气体的体积不再增加，说明至少有一种反应物已经消耗完全，但不能确定是否为碳酸钙，故D错误。
3．比较推理是学习化学常用的方法，根据化学反应事实可以推导出影响化学反应速率的因素。下列推理不合理的是 ( )
解析：选B。A．同质量的铜片变为铜粉，表面积大大增加，与空气接触面积大大增加。B．产生无色气体与产生红棕色气体的原因是硝酸浓度不同。C．FeCl3(Fe3＋)对H2O2的分解有催化作用。D．金属活动性Mg>Zn，Zn与MgSO4溶液不反应；金属活动性Zn>Fe，Zn与FeSO4溶液发生反应Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe，溶液颜色变浅。实验
编号
加入0.1 ml·L－1
Na2S2O3溶液的体
积/mL
加入水的
体积/mL
加入0.1 ml·L－1
H2SO4溶液的体积
/mL
出现浑
浊所用
时间/s
1
2
0
2
2
1
1
2
实验
编号
加入0.1 ml·L－1Na2S2O3
溶液的体积/mL
加入0.1 ml·L－1H2SO4
溶液的体积/mL
水浴
出现浑
浊所用
时间/s
1
2
2
冷水
2
2
2
热水
选项
化学反应事实
影响化学反应速率的因素
A
铜片在空气中很难燃烧，同质量的铜片变为铜粉在空气中能燃烧
反应物间接触面积
B
铜粉放入稀硝酸中产生无色气体；铜片放入浓硝酸中产生红棕色气体
反应物间接触面积
C
双氧水在常温下不易分解，加入三氯化铁溶液后迅速分解
使用催化剂
D
锌片放入硫酸镁溶液中，不反应；锌片放入硫酸亚铁溶液中，溶液变色
反应物不同