第2章 第3节 第2课时 浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

第2课时　浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响 课程标准要求 学业质量水平 1．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 2．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。能用一定的理论模型说明外界条件改变对反应速率的影响。 1．能根据反应速率理论，说明影响化学反应速率的因素。(水平3) 2．能设计实验方案探究物质和能量的转化、影响反应速率的因素等。(水平3) 3．能运用控制变量方法探究并确定合适的反应条件，安全、顺利地完成实验。(水平4) 一、浓度对化学反应速率的影响 1．一般规律 对于很多反应，增大反应物的浓度可以提高化学反应的速率。例如，铁丝在空气中加热只能变得红热，在纯氧中则剧烈燃烧、火星四射。 2．化学反应速率与反应物浓度的定量关系 (1)反应速率常数(k) 对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，反应速率可表示为v＝kc(H2O2)·c(HI)，k称为反应速率常数，表示单位浓度下的化学反应速率。 [注意]　一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 (2)反应速率常数的影响因素 反应速率常数与浓度无关，受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。通常，反应速率常数越大，反应进行得越快。 (3)实例 化学反应 反应速率与参与反应物质的浓度的关系式 ① H2＋Cl2===2HCl v＝kc(H2)c(Cl2) ② CO＋NO2===CO2＋NO v＝kc2(NO2) 3．压强对化学反应速率的影响 (1)对于气体参与的反应，在温度、体积一定的条件下，压强与浓度成正比，因此压强的改变会对化学反应速率产生影响。 (2)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。 二、温度对化学反应速率的影响 1．范托夫近似规律 (1)对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 ℃，反应速率提高到原来的 2～4倍。 (2)对于大多数反应，温度升高，化学反应速率加快，但加快的程度不同。 2．活化能与反应速率 (1)活化能 过渡态的能量与反应物的平均能量之差Ea称为基元反应的活化能。活化能的存在是化学反应通常需要获得能量才能实际发生的原因。 基元反应H2＋Cl·―→HCl＋H·的活化能示意图 (2)活化能对化学反应速率的影响 ①不同的基元反应活化能大小不同，因此化学反应速率不同。活化能越高，反应越难发生。 ②升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，故升高温度可以提高化学反应的速率。 三、催化剂对化学反应速率的影响 1．催化剂 (1)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，故反应历程中包括有催化剂参与的反应，及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，如图所示： 氯催化臭氧分解历程示意图 [注意]　催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。 2．催化剂的性质 (1)催化剂具有选择性，某种催化剂对某一反应可能是活化很高的催化剂，但对其他反应就不一定具有催化作用。 (2)催化剂的活性除了与自身成分有关外，还受粒径、合成方法等因素及反应温度、压强等条件的影响。通常，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内。 (3)催化剂中毒：有些物质的存在会使催化剂明显失效，这种现象称为催化剂中毒。 巧判断(对的打“√”，错的打“×”) 以反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH>0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，增大反应体系的压强，化学反应速率增大(　√　) (3)其他条件不变时，充入一定量He(g)使体系的压强增大，化学反应速率增大(　×　) (4)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(　×　) (5)其他条件不变时，使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大(　√　) 学习任务　反应条件对化学反应速率的影响 阅读教材P68～74，结合教材中浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响，交流讨论。 1．将大小相同的锌片和铁皮分别放入盛有10 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液的两支试管中，观察产生的现象。 产生上述不同现象的原因是什么？据此，得出什么结论？ 提示　锌比铁更活泼；反应物的组成、结构和性质等因素是影响化学反应速率的主要因素。 2．在298 K时，实验测得溶液中的反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2在反应物浓度不同时的反应速率如下表： 实验编号 1 2 3 4 5 c(HI)/(mol·L－1) 0.100 0.200 0.300 0.100