第2章 第1节 第2课时 影响化学反应速率的因素活化能(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1（人教版2019）

第2课时　影响化学反应速率的因素　活化能 课程标准 核心素养目标 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．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 3．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。 建构分析外界因素影响化学反应速率的碰撞理论模型，即“实验现象→影响规律→理论解释”，促进“证据推理”核心素养的发展。(证据推理与模型认知) 通过定性与定量研究影响化学反应速率的因素，提高学生能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案、进行实验探究的能力。(科学探究与创新意识) 知识点一　影响化学反应速率的因素 1.影响化学反应速率的内因(主要因素) 在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。 2．定性与定量研究影响化学反应速率的因素 (1)探究实验Ⅰ：定性探究影响化学反应速率的外界因素。 ①实验原理：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O、2H2O22H2O＋O2↑。　②实验方案设计： 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 浓度 均出现浑浊，但后者出现浑浊更快 增大浓度，化学反应速率增大 温度 混合后均出现浑浊，但70 ℃热水一组首先出现浑浊 升高温度，化学反应速率增大 催化剂 前者无明显现象，后者出现大量气泡 催化剂能加快化学反应速率 (2)探究实验Ⅱ：通过实验测定并比较下列化学反应的速率。 ①实验步骤： i．按下图所示组装实验装置，在锥形瓶内放入2 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10 mL H2所用时间。 ii.若用4 mol/L H2SO4溶液代替1 mol/L H2SO4溶液重复上述实验，测量收集10 mL H2所用时间。 ②实验现象：锌与稀硫酸反应产生气泡(写现象)，收集10 mL气体，ii所用时间比i所用时间短。 ③实验结果： 加入试剂 反应时间(填“长”或“短”) 反应速率(填“快”或“慢”) 40 mL 1 mol/L硫酸 长 慢 40 mL 4 mol/L硫酸 短 快 ④实验结论：4 mol/L硫酸与锌反应比1 mol/L硫酸与锌反应的速率快。 ⑤实验讨论：除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有(至少填两种)： a．测定一定时间内产生的H2的体积； b．测定一段时间内H＋的浓度变化； c．测定一段时间内锌粒的质量变化。 3．影响化学反应速率的外因(次要因素) (1)在一般情况下，当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；降低反应物浓度，化学反应速率减小。升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。催化剂可以改变化学反应速率。 (2)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2～4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。 (3)压强对化学反应速率的影响 对于有气体参加的化学反应，在相同温度下，增大压强(减小容器容积)，反应速率增大；减小压强(增大容器容积)，反应速率减小。 (4)其他影响化学反应速率的因素：如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。 气体模型的理解 对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比。如图所示： 由图可知：其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大。 知识点二　活化能 1.有效碰撞理论 (1)基元反应：大多数化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 (2)反应机理：先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 (3)基元反应发生的先决条件 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生化学反应。 (4)活化能和活化分子 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 ②活化能：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。 (5)反应物、生成物的能量与活化能的关系图 2．有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 条件 影响结果及分析 浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小 压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之