第二节影响化学反应速率的因素

1、 第二节 影响化学反应速率的因素教学目标：1、理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响 2、能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响 3、掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法；通过识别有关化学反应速率与压强、温度或浓度等的图象，提高识图析图能力，培养从图象中挖掘化学信息的能力。4、学习实验探究的基本方法，发展学生学习化学的兴趣，培养观察和动手实验的能力。教学重点：化学反应速率的影响因素教学难点：化学反应速率的影响的原因 教学过程： 新课引入： 氢气和氧气点燃瞬间就能发生反应生成水，而煤和石油却需要成

2、千上万年才能够形成，这说明不同的化学反应进行的快慢不同，也就是说他们的反应速率是各不相同的，那有哪些因素可以影响化学反应的速率呢？这节课我们就一起来学习影响化学反应速率的因素。 影响化学反应速率的因素有很多，但总结起来可以分为两类：即内因和外因。一、影响化学反应速率的因素1、内因：参加反应的反应物本身的性质；内因是决定反应速率快慢的主要因素，在很大程度上决定了化学反应速率的快慢。如反应物的化学性质的活泼性，化学性质越活泼反应速率就越快，化学性质越稳定，反应速率就越慢。如钠、镁、铝分别和盐酸的反应。对同一化学反应来说，外界条件不同，反应速率也会不同，其中比较重要的外因有浓度、温度、压强、催化剂以

3、及反应物的表面积等2、外因：指反应时的外部环境，如：浓度、温度、压强、催化剂等。在学习外因对化学反应速率的影响之前，我们先来学习一个很重要的理论有效碰撞理论。我们知道化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成，那化学反应的时反应物中的旧键是随便就会断裂了吗？肯定不是！这里旧键的断裂必须通过碰撞来实现。也就是说化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。那是不是只要反应物分子之间发生了碰撞化学反应就能发生呢？也不是的。只有少数碰撞能导致化学反应的发生，大多数碰撞并不能导致反应的发生，是无效碰撞。我们就把能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。（1）有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞那具备什么样条件的

4、碰撞才是有效碰撞呢？研究发现，只有既具有足够的能量又有合适的碰撞取向的分子之间发生碰撞，才能发生有效碰撞。有效碰撞是发生化学反应的充分条件。这就跟我们平时打篮球时投篮一样，首先运动员应具有足够的能量，其次是要有合适的取向。这样才能投中。有效碰撞的道理即是如此。（2）有效碰撞的条件：（1）反应物分子要有足够的能量 （2）碰撞时要有合适的取向（3）活化能和活化分子(1) 活化分子：具有足够的能量能够发生有效碰撞的分子。活化分子之间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们能量高，发生碰撞时，能够克服相撞分子之间的排斥力，破坏分子内部原子间的“结合力”，从而导致反应物分子破坏，重新组合生成物分子，发生化学反

5、应(2) 活化能：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。 如下图中的E1是反应的活化能，E1-E2是反应热。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子普通分子+活化能活化去活化 活化分子活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。(3) 活化能与化学反应速率：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率就越快。活化能低普通分子易变成活化分子活化分子百分数大有效碰撞次数多反应速率快利用有效碰撞理论可以解释外界条件(浓度

6、、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响。讲影响化学反应速率的因素很多，但是最重要的还是反应物本身的性质，是内在因素，我们人类是不能改变这个因素的。因此我们应尊重这个自然规律。但是，当一个反应确定之后，我们可以尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率，使它按着我们人类需要的速率进行。二、浓度对化学反应速率的影响问浓度是怎样影响化学反应速率的？实验2-2：在温度不变的情况下，0.01mol/L KMnO4溶液与不同浓度的的H2C2O4 溶液反应的对比实验。注意事项：KMnO4溶液的浓度不要太大，否则溶液颜色过重，需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。配制成0.01 mol/

7、L比较合适。KMnO4溶液要用硫酸酸化。实验现象：溶液均为由紫色褪为无色。0.2mol/L的H2C2O4褪色更快。化学反应方程式：2KMnO4+5H2C2O4 +3H2SO4= K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O实验结论：其他条件相同时增大反应物浓度反应速率加快，减小反应物浓度反应物速率减慢。思考与交流在上述实验中，为什么实验开始时溶液褪色较慢，随后褪色加快？实验探究在两支试管中各加入4 mL 0.01mol/L H2C2O4 溶液；再向其中一支试管加入一粒黄豆大的MnSO4固体。实验现象：两支试管中溶液均褪色，加入Mn2 的褪色更快些结论：Mn2对该反应有催化作用。在实验1中实验

8、开始时溶液褪色较慢，由于反应中生成Mn2具有催化作用，随后褪色会加快。当其它条件不变时，增加反应物的浓度增大反应速率。减小反应物的浓度反应速率减慢。思考为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？讲在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。当增加反应物的浓度时，活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。讲还需要补充的是，固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。压强是怎样对化学反应速率进行影响的？三、压强对化学反应速率的影响讲当增大压强时，固态、液态物质体积基本不变，浓度也不变，反应速率也不变。对于气体来说，增大压强

9、，体积减小，浓度增大，因而反应速率也增大。思考：为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？讲一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。讲压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上

10、，将压强问题转化为浓度问题。其它条件不变的情况下，对于气体来说，增大压强反应速率增大，减小压强反应速率减小。过渡温度是怎样影响化学反应速率的？为什么夏天我们要把食物放在冰箱里面呢？四、温度对化学反应速率的影响实验2-3：10ml同浓度的Na2S2O3溶液分别在不同温度下与0.1mol/L的硫酸10ml反应的对比实验实验现象：加热的一组首先出现浑浊。化学方程式：Na2S2O3 +H2SO4 = Na2SO4 +SO2+S+H2O 实验结论：其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度速率减慢。科学探究已知4H+4I+O2 = 2I2 +2H2O ，现有1 mol/L KI溶液、0.1 mol/

11、L H2SO4溶液和淀粉溶液，请探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系。试剂种类及用量2 ml KI溶液、2滴 淀粉溶液、2 ml 稀硫酸 实验温度室温冰水混合物试剂加入顺序及理由分别向2 ml KI溶液滴加2滴淀粉溶液后，再分别加入2 ml 稀硫酸。因为在不加酸的情况下，O2不能氧化I 实验现象室温的一组溶液快出现蓝色结论其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度反应速率减慢在其它条件不变的情况下，升高温度，化学反应要加快，降低温度，化学反应减慢。思考为什么升高温度会使反应速率加快？讲当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，活

12、化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。讲上述结论，对于吸热和放执反应都适用。一般地，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，也更易于控制，是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。过渡催化剂是怎样影响化学反应速率的？五、催化剂对化学反应速率的影响实验2-4：过氧化氢分解的对比实验 实验步骤：在锥形瓶中中分别加入10mL 质量分数 10%的H2O2 ，双孔塞上插有短导管和漏斗，短导管里插有带余烬的木条。开始时余烬没有明显变化，经漏斗向锥形瓶内加入少量MnO2后，试管中迅速产生大量气泡，余烬复燃。化学方程式：2H2O2 2H2O + O

13、2 MnO2实验结论：催化剂能加快化学反应速率。催化剂能够改变化学反应速率。讲能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。在实际应用中。如不特别说明，凡是催化剂都是指正催化剂。投影讲当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。讲约85%的化学反应需使用催化剂，而且很多反应还必须使用性能优良的催化剂才能进行。但是在使用催化剂时应防止催化剂中毒。科学探究在两支试管中分别加入2 mL 5% H2O2溶液，再向H2O2溶液中分别滴入0.1 mol

14、/L FeCl3和CuSO4 溶液各1 mL ，摇匀，比较H2O2的分解速率实验现象：两支试管中均有细小的气泡产生，滴入FeCl3溶液产生的气泡更快些实验结论：催化剂是具有选择性。讲催化剂有选择性，不同的反应需要不同的催化剂，且具有一定的活化程度，催化剂不同，活化温度不同总结增大浓度，增加压强、升高温度、加入催化剂都能增大反应速率。除此之外对于固体反应物来说增大反应的表面积也能够增大反应速率，这是因为表面积越大反应时接触的面积就越多，所以反应的速率就越快。如锌粒跟锌粉和稀硫酸反应时，锌粉的反应速率要快得多。 除了上述的几种方法之外，还有很多方法也能在一定程度上改变化学反应速率，如光辐射、超声波、电磁场等，对于这些问题，有兴趣的同学自己下来后可以查阅资料了解一下。板书设计： 第二节 影响化学反应速率的因素一、影响化学反应速率的因素1、内因：参加反应的反应物本身的性质2、外因：指反应时的外部环境，如：浓度、温度、压强、催化剂等（1）有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞（2）有效碰撞的条件：反应物分子要有足够的能量 碰撞时要有合适的取向（3）活化能和活化分子(1) 活化分子：具有足够的能量能够发生有效碰撞的分子。(2) 活化能：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需