化学反应速率课件上学期高二化学人教版选择性必修12

第一节化学反应速率第2课时第二章化学反应速率与化学反应平衡知识与技能认识影响化学反应速率的因素，并能解释有关现象。过程与方法情感态度与价值观体验化学实验的喜悦，培养对化学反应研究的兴趣，增强学生合作、求实精神。学习实验探究的基本方法，能够在猜想、探究、实验中完成外界因素对化学反应速率影响的探究，培养学生观察能力、思维能力和实验能力。123学习目标不同的化学反应会有不同的反应速率相同条件下：反应物本身性质（内因）（反应物组成、结构和性质等）决定1天1~2周室温下烘干制成草莓脆同一化学反应的速率，受到外界因素的影响上个学期，我们有浅学过影响化学反应速率的因素，大家还记得吗？影响化学反应速率的因素外因：内因(主)：浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等反应物的化学性质越活泼，ν越快反应物本身的性质（主）如何定性与定量研究影响化学反应速率的因素呢？这些因素如何影响ν？如何测定ν？

影响化学反应速率的因素01定性分析浓度对化学反应速率的影响影响因素实验步骤实验现象比较结论浓度Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2

↑＋S↓＋H2O2mL0.1mol/LNa2S2O3溶液①+2mL

0.1mol/LH2SO4溶液②+2mL

0.5mol/LH2SO4溶液【实验原理】较慢较快均变浑浊增大反应物浓度，反应速率加快

；

2mL0.1mol/LNa2S2O3+2mL

0.5mol/LH2SO42mL0.1mol/LNa2S2O3+2mL

0.1mol/LH2SO42mL0.1mol/LNa2S2O3+2mL

0.5mol/LH2SO42mL0.1mol/LNa2S2O3+2mL

0.1mol/LH2SO4【实验探究Ⅰ】定性分析温度对化学反应速率的影响影响因素实验步骤实验现象比较结论温度Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2

↑＋S↓＋H2O【实验原理】较慢较快均变浑浊升高温度，反应速率加快

；

2mL0.1mol/LNa2S2O3溶液+2mL

0.5mol/LH2SO4溶液①将试管放入冷水中②将试管放入热水中冷水热水大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。催化剂也可以改变化学反应速率。对于有气体参加的化学反应，改变压强同样可以改变化学反应速率。定性分析催化剂对化学反应速率的影响影响因素实验步骤实验现象比较结论催化剂2H2O2=

2H2O＋O2↑【实验原理】②+

0mL

的1mol/LFeCl3溶液①+

1mL的1mol/LFeCl3溶液2mL5%H2O2溶液较多气泡产生几乎无气泡其他条件相同时，催化剂可改变（加快）化学反应速率不同的催化剂具有不同的催化效果。微提醒如对H2O2的催化效果：MnO2＞Fe3＋＞Cu2＋定量分析浓度对化学反应速率的影响加入试剂反应时间反应速率结论40mL1mol·L－1硫酸40mL4mol·L－1硫酸1.锥形瓶内放入2g锌粒，通过分液漏斗加入40mL1mol/L的稀硫酸，测量并记录收集10mLH2所用的时间。【实验探究Ⅱ】2.用4mol/L的稀硫酸代替1mol/L的稀硫酸重复上述实验。定量分析浓度对化学反应速率的影响定量分析浓度对化学反应速率的影响加入试剂反应时间反应速率结论40mL1mol·L－1硫酸40mL4mol·L－1硫酸1.锥形瓶内放入2g锌粒，通过分液漏斗加入40mL1mol/L的稀硫酸，测量并记录收集10mLH2所用的时间。【实验探究Ⅱ】2.用4mol/L的稀硫酸代替1mol/L的稀硫酸重复上述实验。长短慢快其他条件相同时，反应物浓度大，化学反应速率快对于固体或纯液体的物质，不存在改变其浓度的问题（如：CaCO3、Zn、H2O）形成原电池的氧化还原反应，速率加快（如：铁锈、粗锌）光、电磁波、超声波、激光、溶剂、放射线……都可能影响化学反应速率

影响效果:反应物自身的性质＞＞催化剂＞温度＞浓度＞＞固体表面积对于有气体参加的反应体系，ν

受压强的影响则体积缩小，反应物浓度增大C（反）增大，

ν增大①增大压强，N2H2充入稀有气体He，则压强不变，体积增大（相当于减小反应物浓度）C（反）减小，

ν减小HeN2H2恒容容器①充入N2或H2，②充入稀有气体HeC（反）增大，

ν增大C（反）不变，

则ν不变结论:对于有气体参加的反应，体系压强的改变，只有引起了反应物浓度的变化，才会改变化学反应速率活塞式容器压强增大，反应物浓度增大压强增大，反应物浓度不变N2H2He以N2+3H2⇌2NH3为例1.在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)=2HI(g)(1)保持容器容积不变，向其中充入1molH2，反应速率_________。(2)升高温度，反应速率________。(3)扩大容器体积，反应速率______。(4)保持容器内气体压强不变，向其中充入1molH2(g)和1molI2(g)，反应速率________。(5)保持容器体积不变，向其中充入1molN2，反应速率________。(6)保持容器内气体压强不变，向其中充入1molN2，反应速率________。减小不变增大增大不变减小课堂检测1.下列各组反应(表中物质均为反应物)刚开始时，放出H2速率最快的是：（

）A选项金属(粉末状)酸的浓度及体积反应温度AMg，2.4g3.0mol/L硫酸100mL25℃BZn，6.5g6.0mol/L硝酸100mL30℃CFe，5.6g18.4mol/L硫酸100mL25℃DZn，6.5g6.0mol/L盐酸100mL25℃课堂检测2.在下列影响化学反应速率的外界因素中，肯定能使化学反应速率加快的方法是:（

）①升高温度

②使用催化剂

③增大反应物浓度④将块状固体反应物磨成粉末

⑤增大压强A．①②③⑤ B．①②④⑤C．①②④ D．①②③④D课堂检测3.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O下列各组实验中最先出现浑浊的是:(

)DH2O的作用：使溶液总体积恒定，Na2S2O3溶液浓度不变。课堂检测4.等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中滴入少量的CuSO4溶液，下图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是:()A影响ν

的外因温度浓度催化剂压强其他温度升高，ν加快；温度降低，ν减慢。增大反应物的浓度，

ν加快

；反之，ν减慢。

催化剂可改变

ν(正催化剂加快速率，负催化剂减慢速率，如果没有特殊说明，催化剂均指正催化剂）有气体参加的反应：增大压强（减小容器容积），

ν加快；减小压强，ν减慢。增大反应物的表面积（即粉碎），

ν

加快形成原电池，通常能加快

ν。

温度每升高10℃，反应速率通常增加2~4倍一般：温度对

ν的影响比浓度、压强对

ν的影响要大。课堂小结

如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢？2molH2和1molO2混合于一个洁净的容器内，已知常温常压下，每个氢分子和氧分子自身或它们之间每秒钟平均碰撞2.355×1010次，如果每一次碰撞都能够引发反应，试想会有什么样的现象？极短时间内如果每一次碰撞都能引发反应，整个容器中的氢气和氧气将在极短的时间内全部变成水。然而事实并非如此，为什么呢？绝大多数的化学反应，并不是简单一步就完成的，而是经过多个反应步骤。化学反应是有历程的！一、基元反应与反映历程2HI→H2+2I·例如：2HI=H2+I2实际上是经过下列两步反应完成的：2I·→I2带有单电子的原子或原子团自由基：基元反应：每一步反应都称为基元反应反应历程：这两个先后进行的基元反应反应了2HI=H2+I2的反应历程，

反应历程又称反应机理像上述反应历程中的I·一样，带有单电子的原子或原子团叫自由基，如O·自由基。对于由多个基元反应组成的化学反应，其总反应的反应速率由反应速率最慢的一步基元反应决定1．基元反应发生的条件是什么启动了“基元反应”？※先决条件是反应物的分子必须发生碰撞

。要发生反应，对于碰撞也是有要求的。通常情况下，当气体的浓度为1mol/L时，在每立方厘米、每秒内反应物分子间的碰撞可达到1028次。如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话，反应只需10-5s就可以完成。换言之，任何气体的反应均可以瞬间完成。但实际并非如此。二、有效碰撞理论——有效碰撞简单碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数分子碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞，反应物分子间有效碰撞的频率越高，化学反应速率越大。吉尔伯特·牛顿·路易斯有效碰撞理论HIHI能量（活化能）普通分子活化分子先认识下普通分子与活化分子。HIHI能量（活化能）普通分子活化分子有效碰撞的过程，如下动图所示：1.分子吸收足够的能量，变为能发生化学反应的活化分子。简化的有效碰撞模型I2H2有效碰撞的过程，如下动图所示：2.发生碰撞的分子有合适的取向。简化的有效碰撞模型投篮那些事力道不足——进不去球取向不对——进不去球力道、取向恰好——进球基元反应和反应历程分子运动相互碰撞分子具有足够的能量活化分子有合适的取向有效碰撞发生化学反应化学反应发生的条件活化分子百分数：（活化分子数/反应物分子数）×100%如果分子间能够发生化学反应：1、反应物分子必须相互碰撞；2、分子必须具有一定的能量3、活化分子碰撞时，必须有合适的取向前提活化分子具有足够的能量，可能发生有效碰撞的分子活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差1.活化分子

2.活化能

三、有效碰撞与活化能活化分子百分数

=×100%活化分子数反应物分子总数3.活化分子百分数

(比普通分子能量高)活化分子之所以能够发生有效碰撞，是由于他们的能量高，发生碰撞时能够克服相撞分子间的排斥力，并且破坏分子内部“化学键”，从而导致反应物旧键断裂，重新组合成新的化学键，形成生成物分子，发生化学反应。解析：此为放热反应△H=E1-

E2<0E1：反应的活化能E2：活化分子变成生成物分子放出能量(即形成新键释放的能量E放)(即断开旧键吸收的能量E吸)活化能也可认为逆反应的活化能4.活化能与反应热

(1)不同的化学反应所需的活化能差别很大。此为吸热反应△H=E1-

E2>0E1：反应的活化能E2：活化分子变成生成物分子放出能量说明：(2)活化能越小,普通分子越容易变成活化分子,反应越容易发生。(即断开旧键吸收的能量E吸)(即形成新键释放的能量E放)(3)活化能的大小对化学反应的反应热不产生任何影响！此为放热反应△H=E1-

E2<05.活化能与化学反应速率

活化能越低，活化分子所占的百分数越大，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，化学反应速率越大活化能高，反应难；活化能低，反应易。四、运用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响1.浓度对反应速率的影响

分子总数:20活化分子数:6活化分子百分数:30%分子总数:10活化分子数:3活化分子百分数:30%增大浓度单位体积内活化分子数增加单位时间有效碰撞次数增加反应速率加快活化分子百分数不变2.温度对反应速率的影响

分子总数:10活化分子数:3活化分子百分数:30%温度升高，分子能量提高分子总数:10活化分子数:5活化分子百分数:50%温度升高活化分子百分数提高单位时间有效碰撞次数增加反应速率加快3.压强对反应速率的影响

分子总数:10活化分子数:3活化分子百分数:30%分子总数:10活化分子数:3活化分子百分数:30%压缩体积，压强增大增大压强浓度增大单位时间有效碰撞次数增加反应速率加快单位体积内活化分子数增加活化分子百分数不变观察下图，思考：为什么催化剂对化学反应速率有显著影响？五、运用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响4.催化剂对反应速率的影响

能量反应过程生成物反应物反应热E1E2活化分子加了催化剂没加催化剂加入催化剂活化分子百分数提高单位时间有效碰撞次数增加反应速率加快降低化学反应所需的活化能由图像还可以看出，催化剂的存在并不改变反应物和生成物的相对能量，即不改变反应热meiyangyang8602meiyangyang8602用简单碰撞理论解释催化剂的影响改变反应历程总反应：A+B=AB未使用催化剂反应A+B=AB的活化能为Ea使用催化剂M反应分两步（历程改变）第一步：A+M=AM，活化能为Eal第二步：AM+B=AB+M活化能为Ea2总反应：A+B=ABM是催化剂，前后质量不变；AM是中间物使用催化剂Kmeiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602用简单碰撞理论解释催化剂对化学反应速率的影响改变反应历程这两个分步反应的活化能都比原来的Ea要小，因此反应速率加快。Ea1>Ea2，第一步是慢反应，第二步是快反应。而整个反应的速率是由慢反应决定的，也叫“决速步骤”。所以第一步的活化能Eal就是在催化剂条件下整个反应的活化能。反应A+B=AB的活化能为Ea第一步：A+K=AK，活化能为Eal第二步：AK+B=AB+K活化能为Ea2未使用催化剂meiyangyang8602meiyangyang86021.反应A→C分两步进行：①A→B，②B→C。反应过程的能量变化曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。按要求回答下列问题：(1)整个反应中ΔH＝

。E1－E2＋E3－E4(2)使用催化剂

(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。(3)三种化合物中

最稳定，A→C反应的活化能是()

不能CE3meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang86022.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下，下列说法不正确的是()A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B.CH4→CH3COOH过程中,有C-H键发生断裂

C.①→②放出能量并形成了C-C键D.该催化剂没有参加化学反应D解释催化剂对化学反应速率的影响简单碰撞理论催化剂的特性催化剂具有选择性，不同反应有不同的催化剂01可逆反应中催化剂对正、逆反应的速率改变程度相同02催化剂有一定的活化温度，不同催化剂的活化温度不同03

影响外因单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度增大压强升高温度使用催化剂增加增加不变增加加快增加增加不变增加加快不变增加增加增加加快不变增加增加增加加快外界因素对化学反应速率的影响1．控制变量法是化学实验的常用方法之一。下图实验探究影响反应速率的因素是(

)

A．浓度B．温度C．催化剂D．固体质量2．下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是(

)A．大小、形状相同的镁片、铁片，前者与盐酸反应放出H2的速率比后者大B．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快C.N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应D．Cu与浓硫酸能反应，而不与稀硫酸反应BA3．一定条件下，容积为2L的密闭容器中，将2molL气体