2.1.3 温度、催化剂对化学反应速率的影响-【帮课堂】2022-2023学年高二化学同步精品讲义（苏教2019选择性必修1）

第3课时　温度、催化剂对化学反应速率的影响 目标导航 课程标准 课标解读 了解温度、催化剂和其他因素对化学反应速率的影响。 1．从宏观上认识温度、催化剂等外界因素影响化学反应速率的规律及原因。(宏观辨识与微观探析) 2．形成化学变化是有条件的观念，认识反应条件对化学反应速率的影响，能运用化学反应原理分析影响化学反应速率的因素，初步学会运用变量控制的方法研究化学反应。(变化观念与平衡思想) 知识精讲 知识点01 温度、其他因素对化学反应速率的影响 1．温度变化对化学反应速率的影响 （1）实验探究： 已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。根据下列实验回答问题： 取三支试管向其中分别加入2 mL 0.001 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，再向试管中分别加入2 mL 0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液。 实验现象：三支试管内溶液颜色均变浅。 将一支试管放入冰水中，一支试管放入约80 ℃的热水中，另一支试管置于室温下。 实验现象：放入热水中的试管紫色最先褪去，其次是置于室温下的试管褪色，置于冷水中的试管最后褪色。 实验结论：温度越高，化学反应速率越快。 （2）温度变化对化学反应速率的影响 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。 （3）用活化能理论解释： 在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增大，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增大了反应物分子中活化分子的百分数，使单位体积内活化分子数目增多，因而使反应速率增大。 此外，由于温度升高，会使分子的运动速率加快，这样单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应地加快。但前者是反应加快的主要原因。 （4）适用对象： 温度对反应速率的影响，对放热反应和吸热反应都适用，且不受反应物状态的限制。 温度每升高10K，反应速率通常增大到原来的2~4倍。 2．其他因素对化学反应速率的影响 （1）增大反应物之间的接触面积，反应速率增大。如硫酸工业中，硫铁矿在焚烧前先用粉碎机粉碎，以增大矿石与氧气的接触面积，加快燃烧；三氧化硫吸收阶段，吸收塔填装瓷环，增大气液接触面积。 （2）光、电磁波、超声波等因素，也会对化学反应速率产生影响。 【即学即练1】设C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH>0，反应速率为v1，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为(　　) A．同时增大 B．同时减小 C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大 答案：A 解析：温度对反应速率的影响，对放热反应、吸热反应都适用。升温，v吸、v放都加快；降温，v吸、v放都减慢。 知识点02 过渡态理论 1．用过渡态理论解释催化剂对反应速率的影响 （1）过渡态理论要点 反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。 Ea为正反应的活化能，Ea'为逆反应的活化能。 化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越小，反应速率越大。 正反应的ΔH=Ea-Ea'。 （2）催化剂对反应速率的影响 催化剂是通过降低化学反应所需的活化能来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Ea1)较小，反应速率较大；没有催化剂参与的反应，活化能(Ea1')较大，反应速率较小。 使用催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但反应的ΔH不变。 2．基元反应模型 （1）反应历程：一个化学反应自开始后所经历的过程称为反应历程。 （2）基元反应的逆反应也是基元反应，并且经过同一个过渡状态。 （3）复杂反应中的速率控制步骤决定了该反应的速率。 3．酶的催化作用 （1）酶是一种特殊的、具有催化活性的生物催化剂。 （2）酶的催化原理： 酶的催化作用是酶与反应物先形成中间化合物，然后中间化合物分解成产物并释放酶。 （3）酶的催化特点： ①高效的催化活性； ②高度的选择性； ③特殊的温度效应。 【即学即练2】已知分解1molH2O2放出98kJ的热，在含少量I-的溶液中，H2O2的分解机理为：H2O2+I-→H2O+IO-（慢），H2O2+IO-→H2O+O2+I-（快）。 下列有关该反应的说法正确的是（　　） A．反应速率与I-的浓度有关 B．IO-也是该反应的催化剂 C．反应活化能等于98kJ·mol-1 D．v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) 答案：A 解析：A选项，H2O2+I-→H2O+IO-是慢反应，是过氧化氢分解的决速步骤，I-是反应物之一，其浓度大小对反应有影响正确；B选项，将两个基元反应相加可得总反应方程式，反应的催化剂是I-，IO-只是中间产物，错误；C选