人教版高中化学选修四22《影响化学反应速率的因素》经典教学课件品质课件

1．理解外界条件(浓度、温度、压强、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。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改变化学反应速率的方法和意义。2011年08月17日人民网报道，近日，大连物化所研究员张涛领衔的航天催化与新材料研究，以氧化铁为载体，首次制备出具有实用意义的“单原子”铂催化剂，实现了多相催化剂制备从纳米水平到原子水平的重大推进，极大提高了贵金属催化剂的利用率。催化化学对人类社会的发展和进步起着深远的影响，80%以上的传统化工过程都与催化作用有关。近年来随着人类对能源、环境和健康等问题的普遍关注，催化化学的作用和地位进一步获得了新的评价。因此，适当掌握一些关于催化剂及催化过程的知识是非常必要的。你能例举出学习过的催化剂吗？提示：二氧化锰、五氧化二钒、铜、银、镍等。

1．有效碰撞理论(1)有效碰撞：能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。(3)活化能：活化分子比普通分子所高出的能量。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子；如图所示：反应的活化能是E1，反应热是E1－E2。(3)活化能：活化分子比普通分子所高出的能量。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子；如图所示：反应的活化能是E1，反应热是E1－E2。2．化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关，因此所有能够改变内能、运动速率，以及碰撞几率的方法，都可以用来改变、控制反应的速率。加热、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂等都可以改变反应速率。3．浓度对反应速率的影响(1)结论：许多实验证明：在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小。(2)原因：其他条件不变时，增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增加，化学反应速率增大。问题探究1：改变固体或纯液体的用量对化学反应速率有何影响？提示：对于固体或纯液体物质，一般情况下其浓度可视为常数，因此改变固体或纯液体的用量对化学反应速率无影响。但固体物质的表面积的大小会影响化学反应速率，一般地，固体的颗粒越细，表面积就越大，反应速率就越快。4．压强对反应速率的影响在其他条件不变时，对于有气体参加的反应，增大压强(或缩小反应容器的体积)，相当于增大反应物的浓度，反应速率加快；反之减小压强(或增大反应容器的体积)，相当于减小反应物的浓度，反应速率减慢。5．温度对反应速率的影响(1)结论：许多实验证明：其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反应速率减小。(2)原因：其他条件不变时，升高温度，一方面，分子的能量增大，单位体积内活化分子百分数提高，活化分子数增多，另一方面，分子之间的碰撞频率增大，两者使得有效碰撞几率提高，反应速率增大。6．催化剂对反应速率的影响选用适当的催化剂是改变反应速率的常用有效方法之一。催化剂能加快反应速率，是因为催化剂可以降低化学反应所需要的活化能，也就等于提高了活化分子百分数，从而提高了有效碰撞的几率。7．除了上述几种方法之外，还有很多行之有效的改变化学反应速率的方法，例如通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等，总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。问题探究2：根据能量变化，化学反应分为吸热反应和放热反应。升高温度，只是吸热反应的反应速率增大，对吗？提示：不对。温度对反应速率的影响适用于物质以各种状态参加的化学反应。不管是吸热反应还是放热反应，升高温度，化学反应速率都增大，降低温度，化学反应速率都减小。

要点一有效碰撞与活化分子

1.有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子之间必须发生碰撞。反应物分子之间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生，多数碰撞并不能导致反应的发生，是无效碰撞。碰撞的频率越高，则化学反应速率就越大。2．活化能和活化分子(1)活化分子(activatedmolecule)：在化学反应中，能量较高，有可能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，是由于它们的能量高，发生碰撞时，能够克服相撞分子之间的排斥力，破坏分子内部原子之间的“结合力”，从而导致反应物分子破坏，重新组合成生成物分子，发生化学反应。活化分子百分数＝(活化分子数/反应物分子数)×100%当温度一定时，对某一反应而言，活化分子百分数是一定的。活化分子百分数越大，活化分子数越多，有效碰撞次数越多。3)活化能与化学反应速率。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、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响。例1

下列说法正确的是(

)A．具有较高能量的反应物分子称为活化分子B．反应物活化分子间的碰撞就是有效碰撞C．活化能越小，一般分子就越容易成为活化分子D．反应物活化分子间的有合适取向的碰撞才是有效碰撞【解析】

能量高不一定是活化分子，只有能量较高且能发生有效碰撞的分子才称为活化分子，A错；反应物中活化分子间碰撞也不一定发生化学反应，如果分子不是沿着合适的取向相碰撞，也不能使旧键断裂，故B错；活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，具有一定能量的反应物分子间取向合适的碰撞才能发生反应，能发生反应的碰撞称为有效碰撞。【答案】

CD发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。下列说法正确的是(

)A．活化分子碰撞即发生化学反应B．升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的碰撞次数C．某一反应的活化分子的百分数是个定值D．活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞【解析】

活化分子之间发生的碰撞不一定是有效碰撞。升温会使分子的能量增大，增大了反应物中活化分子百分数，从而使有效碰撞次数增多。只有在一定条件下，活化分子在反应物中所占百分数才是定值。【答案】

D要点二外界条件对反应速率的影响1.浓度对化学反应速率的影响当其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率加快；减小反应物浓度，反应速率减慢。原因：当反应物浓度增大→单位体积内分子数增多→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率加快。(1)对于纯固体或纯液体，其浓度可视为常数，因而其物质的量改变时不影响化学反应速率。固体物质的反应速率与接触面积有关，固体颗粒越细，表面积越大，反应速率越快，故块状固体可以通过研细来增大表面积，加快反应速率。(2)若为可逆反应，增大反应物浓度，正反应速率增大，在瞬间内，生成物浓度可认为不变，逆反应速率不变。但随着反应的进行，反应物浓度减小，生成物的浓度逐渐增大，故v正逐渐减小，v逆逐渐增大，直到两者相等。例2

某学生做浓度对化学反应速率影响的实验时，将3支试管编号为①、②、③，并按下表中物质的量进行实验，记录下的时间数据是：16s、28s、33s，请将3个数据填入下表的适当位置，并写出实验结论。(1)将对应①②③的时间分别写出：(a)________，(b)________，(c)________。(2)实验结论：______________________________。(3)写出反应的化学方程式：______________________。【解析】

①、②、③组所用H2SO4的浓度、体积相同，所加Na2S2O3与H2O的体积比分别为1∶1,2∶1,5∶1，故参加反应的Na2S2O3的浓度由大到小的顺序为③>②>①，反应速率③>②>①，出现浑浊的时间③<②<①，这说明，反应物浓度越大，化学反应速率越快。【答案】

(1)33

28

16(2)增大反应物浓度，化学反应速率加快(3)Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O比较与浓度有关的化学反应速率的快慢时，关键是看清反应物用量、浓度，比较参加反应的各物质的浓度大小下列说法错误的是(

)A．决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质B．升高温度可使吸热反应的反应速率增大，使放热反应的反应速率减小C．等量的甲烷在纯氧中燃烧的火焰温度比在空气中燃烧时高D．用物质的量浓度相同的盐酸分别跟相同质量的石灰石块和石灰石粉末作用，其起始的反应速率几乎相同【解析】

决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质，A对；升高温度既能使放热反应的反应速率增大，又能使吸热反应的反应速率增大，B错；等质量的CH4在纯氧气中燃烧时，氧气浓度大，反应速率快，单位时间内放出热量多，C对；物质的量相同的盐酸分别跟相同质量的石灰石块和石灰石粉末作用，与石灰石粉末反应速率快，D错。【答案】

BD2．压强对化学反应速率的影响重要结论：对于有气体参加的化学反应来说，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。理论解释：在其他条件不变时，增大压强，就是增大了浓度→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。因此，增大压强，可以增大化学反应速率。情况分类：在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因。对于气体反应体系，有以下几种情况：【解析】

只要化学反应中无气体物质参加或生成，压强对化学反应速率无影响。【答案】

C分析压强改变对化学反应速率的影响时，关键看气体反应物浓度是否有变化：若气体反应物浓度有变化，化学反应速率一定改变；若气体反应物浓度无变化，化学反应速率不改变。同时要注意通常所说的压强增大是指压缩加压。【解析】

C为固态反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响；容器体积缩小一半相当于压强增大一倍，浓度增大，正、逆反应速率均增大；体积不变，充入N2，体系总压强增大，但各物质的浓度并未改变，反应速率基本不变；充入N2使容器体积增大，总压强不变，但反应中各物质浓度同等程度地变小，正、逆反应速率均变慢。【答案】

AC【解析】

首先根据化学计量数之比等于化学反应速率之比，将化学反应速率均用A的速率表示。注意单位的换算。甲：v(A)＝3mol·L－1·min－1。乙：v(B)＝4.5mol·L－1·min－1，换算为v(A)＝1.5mol·L－1·min－1。丙：v(C)＝4mol·L－1·min－1，换算为v(A)＝2mol·L－1·min－1。丁：v(A)＝0.075mol·L－1·s－1，单位换算为v(A)＝4.5mol·L－1·min－1。再根据温度越高，化学反应速率越大进行排列即可。【答案】

丁、甲、丙、乙(1)温度对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，吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数；降温时，吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。(2)对于可逆反应来说，升高温度，正、逆反应速率均增大，但是吸热方向增大的程度更大；同理降低温度，正、逆反应速率均降低，只是吸热方向降低的程度更大。

20℃时，将10mL0.1mol·L－1的Na2S2O3溶液和10mL0.1mol·L－1的硫酸混合，2min后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高10℃，该化学反应速率就增大到原来的2倍。那么在50℃时，同样的反应要同样看到浑浊，需要的时间是(

)A．40s

B．15s

C．48s

D．20s【答案】

B4．催化剂对化学反应速率的影响在其他条件不变时，使用催化剂，能够降低反应所需的能量，这样就会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而增大化学反应速率。结论：催化剂能够改变化学反应速率；能加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂；能够减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。一般情况下所说的催化剂指正催化剂。例5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为使用催化剂，b为不使用催化剂，其中正确的图象是(

)【解析】

使用催化剂只能加快反应速率，不能改变生成O2的量，故只有A正确。【答案】

A(1)催化剂有选择性，不同的反应有不同的催化剂，具有一定的活化温度，催化剂不同，活化温度不同。(2)催化剂不能改变反应，不能改变生成物的量，也不能使本来不会发生的反应变为可能。(3)如果为可逆反应，催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。下列关于催化剂的说法，正确的是(

)A．催化剂能使不起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．催化剂能改变化学反应速率D．电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂【解析】

催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应途径，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；在电解水的实验中，加入少量NaOH，可增大溶液中离子浓度，加快电荷移动速率，NaOH并没有改变反应历程，故不是催化剂。【答案】

BC

易错点1忽视化学反应速率变化特点致错【错因分析】

如果仅根据数据计算，假设化学反应是一个匀速的变化，在不同的时间段内化学反应速率是不变的，易错选A项。【正确解答】

如果按反应物的浓度从2mol/L降到0.8mol/L需20s计算，那么反应物的浓度由0.8mol/L降到0.2mol/L所需的反应时间为10s。但是在不考虑其他条件的变化时，随着反应进行，反应物的浓度逐渐降低，化学反应速率逐渐减慢，因此所需的反应时间应大于10s。答案：B化学反应速率与浓度成正比，浓度大，反应速率快，而高中阶段学习的是平均反应速率，并不能完全反映化学反应速率的特点，所以要注意用化学反应速率与浓度成正比的特点来判断问题。

【答案】

C易错点2对外界条件对反应速率的影响理解不深入致错【错因分析】

易错选C，因为充入He后压强增大，部分考生认为只要压强增大，反应速率就会增大。【正确解答】

A选项，气体的物质的量不变，仅缩小体积，气体的浓度必然增大，反应速率必然增大。B选项，容积不变，充入N2，使反应物N2的浓度增大，浓度越大，反应速率越大。C选项，容积不变，充入He，虽然反应容器内压强增大，但反应物N2、O2、NO的浓度并没有变化，因此不影响反应速率。D选项，压强不变，充入He，反应容器的体积必然增大，压强虽然没变，但N2、O2、NO的浓度减小，反应速率减小。答案：AB在考虑压强对反应速率影响时一定要注意压强的变化对浓度产生了什么样的影响，一般所说压强增大，反应速率增大，是指在活塞式密闭容器中压强增大体积减小，浓度增大的情况，也就是出，压强增大必须是浓度增大，反应速率才增大。

10mL1mol·L－1盐酸与一小块大理石的化学反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列措施能使化学反应速率提高的是(

)A．加入一定量的CaCl2B．加入5mL1.5mol·L－1盐酸C．加入15mL0.5mol·L－1盐酸D．加入5mLH2O【解析】

CaCl2是反应中的生成物，其浓度增大，不能增大反应速率；加入1.5mol·L－1的盐酸可使1mol·L－1的盐酸浓度增大，加快化学反应速率；加入0.5mol·L－1的盐酸可使1mol·L－1的盐酸浓度减小，减慢化学反应速率；加水相当于稀释使盐酸的浓度减小，从而使反应速率减慢。【答案】

B

1．下列各组化学反应，反应速率最快的是(

)反应物反应物浓度温度A．H2和F2

均为0.02mol·L－15℃B．H2和Br2

均为1mol·L－1100℃C．H2和Cl2

均为1mol·L－150℃D．H2和N2

均为4mol·L－1300℃[解析]

本题考查不同的化学反应速率的影响因素。对于不同的化学反应而言，内因是反应速率的决定性因素，即由物质本身的性质所决定的，题中F2的氧化性是最强的，反应速率是最快的。[答案]

A2．把下列四种X的溶液，分别加进四个盛有10mL2mol·L－1盐酸的烧杯中，并均加水稀释至50mL，此时X和盐酸缓和地进行反应，其中反应速率最大的是(

)A．10mL

2mol·L－1

B．20mL

2mol·L－1C．10mL

4mol·L－1 D．20mL

3mol·L－1[解析]

本题考查浓度对化学反应速率的影响。其他条件不变时，浓度越大，反应速率越快，但浓度是指反应过程中的反应物浓度；而与加入物质的浓度没有直接关系，故本题容易错选C项；由题知，两种溶液混合，最后稀释至体积相同，即加入的X的物质的量越大，最后浓度越大，反应速率越快。[答案]

D3．下列说法正确的是(

)A．活化分子间的碰撞一定能发生化学反应B．普通分子有时也能发生有效碰撞C．使用催化剂能提高反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大D．化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞[解析]

活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应，只有发生有效碰撞才能发生化学反应，A错误；普通分子的能量低，碰撞时不能发生化学反应，B错误；使用催化剂可降低反应的活化能，提高活化分子百分数，使有效碰撞次数增多，C错误，D正确。[答案]

D4．把足量铝条放入盛有一定体积稀盐酸的试管中，可使反应速率降低且不影响H2产生量的操作是(

)A．加入适量CH3COONa溶液B．加入适量KNO3溶液C．加入适量K2CO3溶液D．加入适量Na2SO4固体[解析]

加入CH3COONa溶液，CH3COO－与H＋生成CH3COOH使H＋浓度降低反应速率减慢，当H＋浓度低后CH3COOH又电离出H＋与Al反应生成H2。[答案]

A[解析]

(1)当保持容积不变时充入1molH2反应物，浓度增大，反应速率增大，(2)保持容积不变充入CO2，反应器内总压强增大而反应物浓度没有变化，反应速率不变。(3)当保持容器压强不变，向其中充入1molCO2，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。[答案]

(1)增大增大反应物的浓度，反应速率增大(2)不变反应物的浓度不变，反应速率不变(3)减小容器的体积变大，反应物浓度减小，反应速率减小催化剂的发现催化剂最早由瑞典化学家贝采里乌斯发现。一百多年前，有个魔术“神杯”的故事。有一天，瑞典化学家贝采里乌斯在化学实验室忙碌地进行着实验，傍晚，他的妻子玛利亚准备了酒菜宴请亲友，祝贺她的生日。贝采里乌斯沉浸在实验中，把这件事全忘了，直到玛丽亚把他从实验室拉出来，他才恍然大悟，匆忙地赶回家。一进屋，客人们纷纷举杯向他祝贺，他顾不上洗手就接过一杯蜜桃酒一饮而尽。当他自己斟满第二杯酒干杯时，却皱起眉头喊道：“玛利亚，你怎么把醋拿给我喝！”玛利亚和客人都愣住了。玛丽亚仔细瞧着那瓶子，还倒出一杯来品尝，一点儿都没错，确实是香醇的蜜桃酒啊！贝采里乌斯随手把自己倒的那杯酒递过去，玛丽亚喝了一口，几乎酸的吐了出来，也说：“甜酒怎么一下子变成醋酸啦？”客人们纷纷凑近来，观察着，猜测着这“神杯”发生的怪事。贝采里乌斯发现，原来酒杯里有少量黑色粉末。他瞧瞧自己的手，发现手上沾满了在实验室研磨白金时给沾上的铂黑。他兴奋地把那杯酸酒一饮而尽。原来，把酒变成醋酸的魔力是来源于白金粉末，是它加快了乙醇(酒精)和空气中的氧气发生化学反应，生成丁醋酸。后来，人们把这一作用叫做触媒作用又叫催化作用，希腊语的意思是“解去束缚”。1836年，他还在《物理学与化学年鉴》杂志上发表了一篇论文，首次提出化学反应中使用的“催化”与“催化剂”概念。

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。努力，终会有所收获，功夫不负有心人。以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。前进的路上，要不断反思、关照自己的不足，学习更多东西，更进一步。穷则独善其身，达则兼济天下。现代社会，有很多人，钻进钱眼，不惜违法乱纪；做人，穷，也要穷的有骨气！古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修炼才华和能力，更重要的是要能坚持下来。士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?心中有理想，脚下的路再远，也不会迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。任何事业，学业的基础，都要以自身品德的修炼为根基。饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。财富如浮云，生不带来，死不带去，真正留下的，是我们对这个世界的贡献。英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也英雄气概，威压八万里，体恤弱小，善德加身。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志老去的只是身体，心灵可以永远保持丰盛。乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。做领导，要能体恤下属，一味打压，尽失民心。勿以恶小而为之，勿以善小而不为。越是微小的事情，越见品质。学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。知行合一，方可成就事业。以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。若是天下人都能互相体谅，纷扰世事可以停歇。志不强者智不达，言不信者行不果。立志越高，所需要的能力越强，相应的，逼迫自己所学的，也就越多。臣心一片磁针石，不指南方不肯休。忠心，也是很多现代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?若人人皆每日反省自身，世间又会多出多少君子。人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。给世界和身边人，多一点宽容，多一份担当。为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。淡看世间事，心情如浮云天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。君子，生在世间，当靠自己拼搏奋斗。博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。进学之道，一步步逼近真相，逼近更高。百学须先立志。天下大事，不立志，难成！海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚做人，心胸要宽广。其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。身心端正，方可知行合一。子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”真正努力精进者，不会把时间耗费在负性情绪上。好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。力行善事，有羞耻之心，方可成君子。操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器做学问和学技术，都需要无数次的练习。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。人总是珍惜未得到的，而遗忘了所拥有的。谁伤害过你，谁击溃过你，都不重要。重要的是谁让你重现笑容。幸运并非没有恐惧和烦恼；厄运并非没有安慰与希望。你不要一直不满人家，你应该一直检讨自己才对。不满人家，是苦了你自己。最深的孤独不是长久的一个人，而是心里没有了任何期望。要铭记在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一个过往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福却很短暂。一个人的价值，应该看他贡献什么，而不应当看他取得什么。做个明媚的女子。不倾国，不倾城，只倾其所有过的生活。生活就是生下来，活下去。人生最美的是过程，最难的是相知，最苦的是等待，最幸福的是真爱，最后悔的是错过。两个人在一起能过就好好过！不能过就麻利点分开。当一个人真正觉悟的一刻，他放下追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的真正财富。人若软弱就是自己最大的敌人。日出东海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不转牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。乌云总会被驱散的，即使它笼罩了整个地球。