第2章 第3节 第2课时 影响化学反应速率的因素（教师用书）-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1【金版新学案】同步导学（鲁科2019 双选版）

第2课时　影响化学反应速率的因素 [素养发展目标]　1．通过实验，从宏观上认识外界因素影响化学反应速率的规律。2．能从中间过渡态理论、活化能等角度解释外因对化学反应速率的影响。 一、浓度、压强对化学反应速率的影响 1．浓度对化学反应速率的影响 对气体或溶液中发生的化学反应，其他条件不变时，增大反应物的浓度可以增大化学反应速率；减小反应物浓度可以减小化学反应速率。 (1)若质量、物质的量、体积等的改变不能使浓度改变，则化学反应速率不改变。 (2)由于固体或纯液体的浓度可视为常数，所以改变固体或纯液体的量，对化学反应速率无影响。 (3)增大固体的表面积能够加快化学反应速率，如用锌粒与盐酸反应制氢气比锌片与盐酸反应制氢气要快。名师提醒 2．反应物的浓度与化学反应速率之间的定量关系 (1)反应速率方程 反应速率方程可定量地表示化学反应速率与参与反应的反应物浓度的关系。 名师提醒 化学反应的反应速率方程是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，反应速率方程中浓度的幂次与化学方程式中各物质的系数无确定关系。 如H2＋Cl2===2HCl，v＝kc(H2)·c(Cl2)。 (2)对于气体反应体系，在温度、体积一定的条件下，压强与浓度成正比，增大压强，浓度增大，反应速率增大；减小压强，浓度减小，反应速率减小。 (3)对于只涉及液体和固体的反应，压强的改变对化学反应速率几乎没有影响。 (4)反应速率常数(k) 含义 表示单位浓度下的化学反应速率 单位 不同反应速率方程中k的单位不同 意义 通常反应速率常数k越大，反应进行得越快 影响因素 与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响 3．压强对化学反应速率的影响 在讨论压强对反应速率的影响时，应区分压强改变是否导致物质浓度改变： 压强改变―→ 4．对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) (1)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氮气，反应速率增大，原因是：增大氮气的浓度，单位体积内活动分子数目增大，化学反应速率加快。 (2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，容器内总压强增大，反应速率不变，原因是：容积不变，充入氦气，恒容条件下，充入氦气，反应物和生成物的浓度不变，单位体积活分子数目不变。 (3)恒温恒压条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率减小，原因是压强不变，充入氦气，容积增大，反应物氮气、氢气浓度减小，反应速率减小。 (4)恒温条件下，增大容器体积，正反应速率减小，逆反应速率减小。 名师提醒 对于气体反应体系，压强对反应速率的影响情况 (1)恒温时 体积缩小压强增大各组分浓度增大反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入反应气体总压强增大，该物质浓度增大反应速率迅速增大。 ②充入“无关气体”总压强增大，但反应混合物中各组分浓度没有改变，反应速率不变。 (3)恒温恒压时 充入“无关气体”体积增大反应混合物中各组分的浓度减小反应速率减小。 注：“无关气体”指不参与反应也不干扰反应的气体，如He、Ne、Ar等。 二、温度对化学反应速率的影响 1．规律 对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。利用这个经验规律，可以对一些化学反应的反应速率做粗略的估计，但这个规律适用范围有限。 2．基元反应过渡状态理论 (1)基元反应过渡状态理论认为：基元反应在从反应物到反应产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。如 (2)活化能：过渡态的能量较高，过渡态的能量与反应物的平均能量之差称为基元反应的活化能，用Ea表示。 一个基元反应的活化能越高，反应越难发生，速率常数越小。 如图 低温时，活化分子少，有效碰撞少，化学反应速率就低；高温时，活化分子多，有效碰撞多，化学反应速率高。 三、催化剂对化学反应速率的影响 1．催化剂的概念 催化剂是能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。 2．催化剂的催化原理 (1)由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。 (2)催化剂通过参与反应改变反应历程、改变反应的活化能来改变化学反应速率。 (3)催化剂的催化原理可表示为： 使用催化剂―→改变反应的历程―→降低反应的活化能―→使更多的反应物分子成为活化分子―→增加单位体积内的活化分子百分数―→加快化学反应速率。 3．特点 催化剂对化学反应速率的影响是通过改变化学反应速率常数来实现的，且与其他因素相比，影响程度较大。 (1)选择性：只对某一反应或某类反应起催化作用。不同的反应需要不同的催化剂，且催化剂具有一定的活化温度，催化剂不同，活化温度不同。 (2)高效性：可以大幅度降低反应的活化能，从而有效地提高化学反应速率。 1．反应C(s)＋