人教版 选择性必修1 化学反应原理 第2课时　影响化学反应速率的因素、活化能(01)

1、第2课时影响化学反应速率的因素、活化能【课程标准要求】1.能通过实验探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响，能用一定理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。2.通过实验探究，了解温度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。3.知道化学反应是有历程的，认识基元反应；认识活化能对化学反应速率的影响。一、影响化学反应速率的因素1.内因(决定性因素)反应物的组成、结构和性质等因素。2.外界条件(其他条件不变，只改变一个条件)【微自测】 1.判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”)以反应：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H0为例(1)其他条件不变时，增加碳的量，化学反应速率增大()(2)其他条件不变时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小()(3)其他条件不变时，缩小容器的容积，增大压强，化学反应速率增大()(4)其他条件不变时，向容积不变的密闭容器中充入H2O(g)，正反应速率增大，逆反应速率减小()(5)在其他条件不变时，使用合适催化剂，一定能加快化学反应速率()二、活化能1.基元反应(1)大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现

2、。例如，反应2HI=H2I2分两步完成：2HIH22I；2II2，每一步反应都称为基元反应，这两个先后进行的基元反应反映了2HI=H2I2的反应历程。(2)基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。2.活化分子与活化能(1)有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。(2)活化分子：发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量。这种分子叫做活化分子。(3)活化能：含义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，叫做反应的活化能。图示：化学反应中反应物、生成物的能量和活化能的关系如图所示：图中，E1表示反应的活化能，E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量，E1E2表示反应热。(4)发生有效碰撞的两个条件：反应物分子必须具有一定的能量(即必须是活化分子)；碰撞时要有合适的取向。3.有效碰撞与化学反应速率其他条件相同时，改变浓度、压强、温度或使用合适催化剂，对化学反应速率的影响：改变条件单位体积内活化分子数目活化分子百分数单位时间内，有效碰撞次数化学反应速率浓度增大反应物浓度增多不变增加增大减小反应物浓度减小不变减小减小压强增大体系的压强增多不变增加增大减小体系的压强减小不变减

3、小减小温度升高体系的温度增多增大增加增大降低体系的温度减少减小减少减小催化剂使用合适催化剂增多增大增加增大【微自测】 2.在容积可变的容器中发生反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，当增大压强使容器容积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是()A.分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多B.反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多C.活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多D.分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞答案C解析A项，由于温度不变，因此分子运动速率不变，错误；B项，由于温度不变，因此反应物分子的能量不变，错误；D项，增大压强，体积缩小时，单位体积内反应物浓度增大，但活化分子只有合适取向的碰撞才能发生反应，因此并不是所有活化分子的碰撞都能发生化学反应，错误。一、影响化学反应速率的因素【活动探究】1.定性研究影响化学反应速率的因素实验1探究浓度对化学反应速率的影响在相同温度下，0.1 mol/L Na2S2O3溶液分别与0.1 mol/L H2SO4溶液、0.5 mol/L H2SO4溶液进行对比实验，实验操作

4、见下图：(1)本实验的反应原理是什么(用化学方程式表示)?提示：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O(2)实验中观察到两支试管中均出现黄色浑浊，但B试管中出现黄色浑浊的时间短，分析产生上述现象的原因是什么？据此得出的结论是什么？提示：在温度和Na2S2O3溶液浓度相同的条件下，B试管中H2SO4的浓度大，反应速率快，故首先出现黄色浑浊。得出的结论是：在其他条件相同时，反应物的浓度越大，反应速率越快；反应物浓度越小，反应速率越慢。实验2探究温度对化学反应速率的影响在浓度和体积相同的条件下，5 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液分别在不同温度下与5 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液进行对比实验，实验操作见下图：实验步骤实验温度热水冷水实验中观察到热水浴中出现黄色浑浊的时间短，冷水浴中出现黄色浑浊的时间长，分析产生上述现象的原因是什么？据此得出的结论是什么？提示：在反应物浓度都相同的条件下，热水浴中反应液的温度高，反应速率快，故出现黄色浑浊的时间短。得出的结论是：在其他条件相同时，温度越高，反应速率越快；温度越低，反应速率越慢。实验3探究催化剂对化学反应速率

5、的影响在相同温度下，两支试管中分别盛有5 mL 5%的H2O2溶液，向试管B中滴加几滴1 mol/L FeCl3溶液，实验操作见下图：(1)实验中观察到试管A中无气泡产生，试管B中产生大量气泡。如何通过实验证明B试管中放出气体的成分？写出试管B中发生反应的化学方程式。提示：把带火星的木条伸入试管B的管口，若木条复燃则证明产生的气体是O2；2H2O22H2OO2(2)试管A、B中产生不同现象的原因是什么？据此得出的结论是什么？提示：Fe3对H2O2的分解反应起催化作用；其他条件相同时，加入合适的催化剂，能加快化学反应速率。2.定量研究影响化学反应速率的因素按右图所示组装实验装置。在锥形瓶内放入4 g锌粒，通过分液漏斗加入40 mL 1 mol/L H2SO4溶液，测量并记录收集11.2 mL H2(标准状况)所用时间。如果用4 mol/L H2SO4溶液代替1 mol/L H2SO4溶液，重复上述实验。将测定结果填入下表。试剂所用时间反应速率1 mol/L H2SO4溶液5 min4 mol/L H2SO4溶液2 min(1)实验、中用H2SO4表示的反应速率分别是多少？并比较二者的快慢

6、。提示：反应原理：ZnH2SO4=ZnSO4H2，n(H2)5104 mol实验中v(H2SO4)2.5103 mol/(Lmin)实验中v(H2SO4)6.25103 mol/(Lmin)实验的反应速率比实验的快。(2)实验、收集相同量的H2，所用的时间不同，试解释其原因，据此得出的结论是什么？提示：实验所用H2SO4的浓度比实验大，反应速率快，故实验用的时间短。得出的结论是反应物的浓度越大，反应速率越快；反应物的浓度越小，反应速率越慢。(3)上述实验探究中，你用到了哪种科学方法？提示：上述实验探究中，用到了变量控制的方法。(4)该实验还可以通过观察并记录相同时间内收集H2的多少达到定量测定锌与稀H2SO4反应的反应速率的目的，请设计对比实验和数据记录表格。提示：按上述实验装置图组装好实验装置，在锥形瓶中分别放入8 g大小相同的锌粒，再分别加入40 mL 1 mol/L 和40 mL 4 mol/L的H2SO4，测量并记录相同时间(如5 min)收集到H2的体积，实验数据记录如下：加入试剂氢气的体积/mLH2SO4的反应速率mol/(Lmin)1 mol/L H2SO44 mol/L

7、 H2SO4【核心归纳】1.浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响外界条件影响规律浓度增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小温度升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小催化剂合适的催化剂可以提高化学反应速率2.压强对化学反应速率的影响(适合有气体参加的化学反应)(1)对于固体或液体，压强的变化，基本不影响其浓度，也不影响其反应速率。(2)恒容时充入“无关气体”，容器总压强增大，但各反应物的浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时充入“无关气体”，引起体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减小。外界条件对化学反应速率影响的注意事项(1)浓度对化学反应速率影响的注意事项固体和纯液体物质的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响。若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化(如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁遇浓硫酸钝化)。固体物质的反应速率与其表面积有关，颗粒越小，表面积越大，反应速率就越快，故块状固体可通过研磨来增大表面积，从而加快反应速率。(2)温度对化学反应速率影响的注意事项温

8、度对反应速率的影响适用于任何反应，无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率都增大，降低温度，反应速率都减小。对于可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都增大，降低温度，正、逆反应速率都减小。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24倍，利用这一规律可以对一些化学反应速率进行粗略估算。(3)催化剂对化学反应速率影响的注意事项合适的催化剂只能增大化学反应速率，不能改变反应方向，也不能改变反应热的大小。同一催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率。【实践应用】1.常温下，分别将4块形状相同、质量均为7 g的铁片，同时投入下列四种溶液中，产生H2速率最快的是()A.150 mL 0.2 mol/L HClB.50 mL 0.2 mol/L H2SO4C.500 mL 0.3 mol/L HClD.100 mL 18.4 mol/L H2SO4答案B解析铁片质量形状相同时，c(H)越大，反应速率越大，0.2 mol/L HCl溶液中，c(H)0.2 mol/L；0.2 mol/L H2SO4溶液中，c(H)0.4 mol/L，0.3 mol/L HCl溶液中，c(H)0.3 mol/L；18.4 mol/L的H2SO4为浓H2SO4，常温下，铁遇浓H2SO4“钝化”，故反应速率最快的是B项。2.(2020福建部分重点高中高二联考)一定温度下，反应N2(g)O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是()A.缩小容积使压强增大B.升高体系的温度C.恒容，充入HeD.加入合适的催化剂答案C解析缩小容积使压强变大，反应混合气体的浓度增大，反应速率加快；升高温度，反应速率加快；恒容时充入He，反应混合气体的浓度不变，反应速率不变；加入合适的催化剂反应速率加快。3.通过实验测定反应速率的方法有多种：(1)比较锌粒与不同浓度的H2SO4溶液反应的反应速率，可通过测定收集等体积H2需要的_来实现。(2)已知酸性条件下，KMnO4溶液与H2C2O4溶液发生的反应为2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O。可通过_来测定该反应的反应速率。

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