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模型1:速率大小比较

化学反应速率及其影响因素 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 通过比较反应物浓度、温度、催化剂等条件,判断同一反应在不同条件下速率相对快慢的方法。

从哪来 本节为高二化学第1讲起点,无前置知识点记录,直接基于初中化学“反应快慢”的感性认识及高一“化学反应速率”定义展开。

为什么 化学反应速率本质是单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。根据碰撞理论,有效碰撞频率决定速率。浓度增大增加碰撞概率,温度升高增加活化分子百分数,催化剂降低活化能,这些微观因素宏观上表现为速率变化。因此,比较速率即比较这些影响碰撞效率的因素强弱。

类比法
将反应物比作“人群”,浓度是“密度”,温度是“活跃度”,催化剂是“向导”。密度大、活跃度高、有向导时,相遇并发生有效互动(反应)的概率和速度自然更快。
适合:形象思维强、抽象逻辑较弱、喜欢生活化类比的学生。
控制变量法
强调“单一变量”原则。比较速率时,必须保证除待比较因素外其他条件完全相同。例如,比较浓度影响时,温度、催化剂、接触面积必须一致。若条件不同,需先统一基准再比较。
适合:逻辑严谨、喜欢规则化、对科学实验设计感兴趣的学生。
数据图像法
给出v-t图或c-t图,通过斜率绝对值大小直接判断速率快慢。斜率越大,速率越快。结合具体数值计算,强化“速率=Δc/Δt”的定量意识。
适合:数学基础好、擅长从图表中提取信息、偏好定量分析的学生。
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练一道
基础题
在相同温度下,向两个体积相同的密闭容器中分别加入2mol SO₂和1mol O₂,以及4mol SO₂和2mol O₂,发生反应 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃。比较两个容器中反应初始速率的大小。
变式
反应 A + B → C 在 25℃ 时,若 A 浓度为 0.1 mol/L,B 浓度为 0.1 mol/L,速率为 v₁;若 A 浓度为 0.2 mol/L,B 浓度为 0.05 mol/L,速率为 v₂。已知该反应对 A 为一级,对 B 为一级。比较 v₁ 和 v₂。
试试手自己判
检测题
对于反应 2N₂O₅(g) → 4NO₂(g) + O₂(g),在相同温度下,若 N₂O₅ 的初始浓度为 0.2 mol/L 时,测得初始速率为 0.04 mol/(L·s)。当 N₂O₅ 初始浓度变为 0.4 mol/L 时,其初始速率是多少?(假设反应对 N₂O₅ 为一级)
看答案和判分标准
答案:0.08 mol/(L·s)
判对标准:
- 正确识别一级反应速率与浓度成正比(1分)
- 计算过程正确:0.04 × (0.4/0.2) = 0.08(1分)
- 单位正确(0.5分)
- 若答“无法确定”或“0.04”则判错,需指出未应用速率方程。
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