化學反應(yīng)速率影響因素以及活化能 【備課精研與知識精講】 高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修1

選擇性必修1第二章

化學反應(yīng)速率與化學平衡第一節(jié)

化學反應(yīng)速率第2課時影響化學反應(yīng)速率的因素【思考】除了物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)外，我們發(fā)現(xiàn)外界因素也會對化學反應(yīng)速率造成影響。請舉出一些生活中的例子，并說明相關(guān)的影響因素是什么？

濃度溫度

學習

目標第2課時影響化學反應(yīng)速率的因素PART01PART02理解外界條件(溫度、濃度、壓強、催化劑等)對化學反應(yīng)速率的影響，認識其一般規(guī)律。了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領(lǐng)域中的重大作用PART03能從定性和定量結(jié)合的角度，用一定的理論模型說明外界條件改變對化學反應(yīng)速率的影響不同化學反應(yīng)的速率反應(yīng)物本身性質(zhì)（內(nèi)因）同一化學反應(yīng)的速率外界條件（外因）溫度、濃度（壓強）、催化劑、接觸面積等反應(yīng)物組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)影響化學反應(yīng)速率的因素如何影響呢？一.定量研究影響化學反應(yīng)速率的因素【提出問題】濃度、溫度、催化劑等因素如何影響化學反應(yīng)速率？如何測定化學反應(yīng)速率？【實驗探究】選擇實驗用品，設(shè)計實驗探究影響化學反應(yīng)速率的因素。實驗用品：燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計、秒表。0.1mol/LNa2S2O3溶液、

0.1mol/LH2SO4溶液、

0.5mol/LH2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、蒸餾水、熱水?？刂谱兞糠?--濃度原理Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O實驗步驟實驗現(xiàn)象比較0.5mol·L-1H2SO4溶液出現(xiàn)渾濁時間比0.1mol·L-1H2SO4溶液出現(xiàn)渾濁時間短結(jié)論硫酸濃度越大，出現(xiàn)渾濁所用時間越短，化學反應(yīng)速率越快。實驗探究外界條件對化學反應(yīng)速率影響的深度理解1.濃度對化學反應(yīng)速率影響的注意事項（1）固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，改變其物質(zhì)的量，對反應(yīng)速率無影響。（2）若某物質(zhì)的濃度變化改變了其性質(zhì)，反應(yīng)實質(zhì)可能發(fā)生改變，要具體分析反應(yīng)速率的變化（如鐵與稀硫酸反應(yīng)，在一定濃度范圍內(nèi)反應(yīng)速率與濃度有關(guān)，但常溫下鐵遇濃硫酸鈍化）。（3）固體物質(zhì)的反應(yīng)速率與其表面積有關(guān)，顆粒越小，表面積越大，反應(yīng)速率就越快，故塊狀固體可通過研磨來增大表面積，從而加快反應(yīng)速率。（4）對于離子反應(yīng)，只有實際參加反應(yīng)的各離子濃度發(fā)生變化，才會引起化學反應(yīng)速率的改變。?名師點撥表達式單位原理Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O實驗操作實驗現(xiàn)象熱水中出現(xiàn)渾濁的時間較短，冷水中出現(xiàn)渾濁時間較長結(jié)論當其他條件相同時，升高溫度反應(yīng)速率_____，降低溫度反應(yīng)速率_____增大

減小

---溫度實驗探究2.溫度對化學反應(yīng)速率影響的注意事項（1）溫度對反應(yīng)速率的影響適用于任何反應(yīng)，無論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率都增大，降低溫度，反應(yīng)速率都減小。（2）對于可逆反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率增大的程度更大；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率都減小，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率減小的程度更大。（3）大量實驗證明，溫度每升高10℃，化學反應(yīng)速率通常增大為原來的2~4倍，利用這一規(guī)律可以對一些化學反應(yīng)速率進行粗略估算。?名師點撥0.5mol/LFeCl3溶液5%H2O2溶液---催化劑實驗探究實驗?zāi)康脑噭┓N類及用量實驗現(xiàn)象結(jié)論探究催化劑對反應(yīng)速率的影響5%H2O2溶液產(chǎn)生氣泡不明顯

可加快反應(yīng)速率5%H2O2溶液+0.5mol/LFeCl3溶液產(chǎn)生大量氣泡催化劑

3.催化劑對化學反應(yīng)速率影響的注意事項（1）催化劑只能改變化學反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)方向，也不能改變反應(yīng)熱的大小。（2）同一催化劑能同等程度地改變化學反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率。（3）同一反應(yīng)，用不同催化劑，反應(yīng)速率不相同。正催化劑加快化學反應(yīng)速率，負催化劑減慢化學反應(yīng)速率(不說明指正催化劑）（4）規(guī)律：①選用合適的催化劑，能使反應(yīng)速率增大。②反應(yīng)物之間同時發(fā)生多個反應(yīng)時，催化劑有選擇性，可以提高目標產(chǎn)物的比率。?名師點撥觸面積:增大反應(yīng)物的接觸面積可以增大反應(yīng)速率。接觸面積對化學反應(yīng)速率的影響結(jié)論4：思考：人們常把固體試劑溶于水配成溶液再進行化學實驗，原因是什么？溶液中溶質(zhì)以分子或離子形式存在，且分布均勻，使反應(yīng)物分子或離子之間直接接觸的機會極大地增加，可以大大提高反應(yīng)速率。

當物質(zhì)以溶液狀態(tài)存在時，能增大化學反應(yīng)速率。思考：壓強對化學反應(yīng)速率的影響？氣體壓強對反應(yīng)速率的影響：對于有氣體參加的反應(yīng)，其他條件不變，增大壓強，氣體體積縮小，濃度增大，反應(yīng)速率加快。對于一定量的氣體，增大壓強指壓縮容積，減小壓強指增大容積.注意：壓強只對于有氣體參加的反應(yīng)有影響，當反應(yīng)物都是固體或液體時，壓強對速率無影響。思考與交流恒容時，向反應(yīng)2SO2+O22SO3充入N2氣，化學反應(yīng)速率如何變化？恒壓時，向反應(yīng)2SO2+O22SO3充入N2，化學反應(yīng)速率如何變化？恒容時通入惰性氣體，體系壓強增大，但反應(yīng)物和生成物的濃度不變，所以化學反應(yīng)速率不變。恒壓時通入惰性氣體，系統(tǒng)體積增大，反應(yīng)物和生成物的濃度減小，所以化學反應(yīng)速率減小。二.影響化學反應(yīng)速率的因素的總結(jié)與運用知識回顧：外界條件的改變對化學反應(yīng)速率產(chǎn)生怎樣的影響？影響因素條件改變反應(yīng)速率變化濃度增大反應(yīng)物濃度降低反應(yīng)物濃度溫度升高溫度降低溫度催化劑使用催化劑壓強有氣體參與反應(yīng)，增大壓強有氣體參與反應(yīng)，降低壓強加快減慢加快減慢加快加快減慢你做對了嗎？D典例分析1.硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學方程式為Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是(

)題目解析注意當有多個外界條件時,要對比找出其相同條件和不同條件,然后通過比較進行判斷。（1）固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，改變其物質(zhì)的量，對反應(yīng)速率無影響。（2）若某物質(zhì)的濃度變化改變了其性質(zhì)，反應(yīng)實質(zhì)可能發(fā)生改變，要具體分析反應(yīng)速率的變化（如鐵與稀硫酸反應(yīng)，在一定濃度范圍內(nèi)反應(yīng)速率與濃度有關(guān)，但常溫下鐵遇濃硫酸鈍化）。（3）固體物質(zhì)的反應(yīng)速率與其表面積有關(guān)，顆粒越小，表面積越大，反應(yīng)速率就越快，故塊狀固體可通過研磨來增大表面積，從而加快反應(yīng)速率。（4）對于離子反應(yīng)，只有實際參加反應(yīng)的各離子濃度發(fā)生變化，才會引起化學反應(yīng)速率的改變。1、設(shè)NO+CO2CO+NO2(正反應(yīng)吸熱)反應(yīng)速率為v1；N2+3H22NH3(正反應(yīng)放熱)反應(yīng)速率為v2。對于前述反應(yīng)，當溫度升高時，v1和v2變化情況為（）

A、同時增大B、同時減小

C、v1減少，v2增大D、v1增大，v2減小A課堂專練2.

100mL6mol·L－1的H2SO4溶液與足量的鋅粉反應(yīng)，在一定溫度下，加入下列物質(zhì)，試將對v(H2)和n(H2)的影響填入下表中：加入物質(zhì)對v(H2)的影響對n(H2)的影響Na2CO3固體K2SO4溶液NaNO3固體通入一定量HCl氣體減小

減小減小

不變減小

減小增大

增大3.如下圖所示，相同體積的a、b、c三密閉容器，其中c容器有一活塞，a、b兩容器為定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器壓強相等，一定條件下發(fā)生2SO2+O22SO3的反應(yīng)。問：①起始a、c兩容器的反應(yīng)速率大小關(guān)系為va___vc；②反應(yīng)一段時間后a、c中速率大小關(guān)系為va___vc；③如起始在a、c兩容器中通入同量的N2，則此時三容器起始壓強為Pa___Pb

Pc；起始反應(yīng)速率關(guān)系為va___vb___vc=<>=

=>思考：為什么溫度、濃度（壓強）、催化劑、接觸面積等對化學反應(yīng)速率的影響？1、反應(yīng)機理例如2HI=H2+I2是分兩步完成的①2HI→H2+2I·(自由基)②2I·→I2

一個化學反應(yīng)往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)，每一步反應(yīng)都稱為

?；磻?yīng)三、活化能1、有效碰撞理論像上述反應(yīng)歷程中的I?一樣，帶有單電子的原子或原子團叫自由基，如O?自由基。2、有效碰撞反應(yīng)物分子間的碰撞能夠發(fā)生化學反應(yīng)的碰撞不能夠發(fā)生化學反應(yīng)的碰撞無效碰撞有效碰撞a.碰撞時的能量不足b.碰撞時的取向不合適c.有效碰撞3、活化分子與活化能活化能越小，普通分子就越

變成活化分子。容易4、活化能與反應(yīng)熱：如上圖所示：E1表示反應(yīng)的

；E2表示活化分子變成生成物分子

；E1－E2表示

。活化能放出的能量反應(yīng)熱(即ΔH)5、解釋化學反應(yīng)過程7、運用有效碰撞理論解釋外界條件對化學反應(yīng)速率的影響(1)運用有效碰撞理論解釋濃度對化學反應(yīng)速率的影響：①規(guī)律：當其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率加快；反之，反應(yīng)速率減慢。②理論解釋：

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)增大濃度增加增加增加加快(2)運用有效碰撞理論解釋溫度對化學反應(yīng)速率的影響：①規(guī)律：當其他條件不變時，升高溫度，反應(yīng)速率加快；反之，反應(yīng)速率減慢。②理論解釋：

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)升高溫度不變增加增加加快本質(zhì)原因：升高溫度，一部分非活化分子吸收能量轉(zhuǎn)化為活化分子，使得活化分子百分數(shù)提高，活化分子間的有效碰撞頻率變大，故反應(yīng)速率增大。?名師點撥(3)運用有效碰撞理論解釋催化劑對化學反應(yīng)速率的影響：①規(guī)律：當其他條件不變時，使用適當?shù)拇呋瘎^大程度地增大化學反應(yīng)速率。②理論解釋：

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)使用催化劑不變增加增加加快(4)運用有效碰撞理論解釋壓強對化學反應(yīng)速率的影響：①規(guī)律：當其他條件不變時，對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(減少容器的容積)相當于增大反應(yīng)濃度，反應(yīng)速率加快；減小壓強(增大容器的容積)相當于減小反應(yīng)濃度，反應(yīng)速率減慢。②理論解釋：

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)增大壓強增加增加增加加快

其他條件相同時，改變某一反應(yīng)條件

有效碰撞理論解釋反應(yīng)條件對化學反應(yīng)速率影響的模型

單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多（或減少）

單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多（或減少）化學反應(yīng)速率增大（或減小）↓↓↓↓↓↓歸納小結(jié)單位時間內(nèi)、單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大增大反應(yīng)物濃度升高溫度增大化學反應(yīng)速率增大氣體壓強催化劑單位體積內(nèi)活化分子百分數(shù)增大小結(jié)2：有效碰撞理論解釋反應(yīng)條件對化學反應(yīng)速率的影響注意：①活化分子數(shù)變，反應(yīng)速率不