2.1.2 影响化学反应速率的因素 活化能(教师用书Word)-【状元桥·优质课堂】2023-2024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
[学习目标]
1.通过实验,从宏观上认识温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。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。(宏观辨识与微观探析)
2.能从定性与定量结合的角度,用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。(证据推理与模型认知)
知识点1 影响化学反应速率的因素
1.化学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。浓度、压强、温度及催化剂等因素也会影响反应速率。
2.化学反应速率的影响因素
(1)实验探究定性与定量影响反应速率的因素
实验原理:①硫代硫酸钠与稀硫酸的反应方程式:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O;
②双氧水的分解方程式:2H2O22H2O+O2↑;
③锌与稀硫酸的反应方程式:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
实验探究Ⅰ:浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响
影响因素 | 实验装置 | 实验步骤 | 实验现象比较 | 结论 |
浓度 | 在试管壁外侧贴“+”字标签,向两支试管中先后滴加指定浓度的Na2S2O3、H2SO4溶液,从试管另一侧观察,以“+”字消失为标准,记录浑浊的时间 | 后者出现浑浊的时间短 | 其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大 |
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温 度 | 将如图所示的试管放在热水、冷水中至恒温,取出试管,分别在盛有Na2S2O3的试管壁外侧贴“+”字标签,冷水和热水的试管分别混合并搅拌后,从试管另一侧观察,以“+”字消失为标准,记录浑浊的时间 | 后者出现浑浊的时间较短 | 其他条件相同时,降低温度,化学反应速率减小 | |
催 化 剂 | 开始加入5%H2O2溶液,观察带余烬的木条变化,经漏斗加入FeCl3溶液后再次观察 | 开始带余烬的木条无明显变化,加入FeCl3溶液后锥形瓶内迅速产生大量气泡,带余烬的木条复燃 | 其他条件相同时,加入催化剂,化学反应速率增大 |
实验探究Ⅱ:测定并比较化学反应速率
实验装置 | 实验步骤 | 实验现象比较 | 实验结论 |
①在锥形瓶内放入2 g锌粒,通过分液漏斗加入40 mL 1 mol/LH2SO4溶液,测量并记录收集10 mL H2所用的时间。 ②用4 mol/L H2SO4溶液代替 1 mol/L H2SO4溶液重复上述实验 | 4 mol/L H2SO4比1 mol/L H2SO4所用时间较短 | 其他条件不变,增大反应物浓度,化学反应速率
|
(2)外界条件对化学反应速率的影响规律,在一般情况下,当其他条件相同时:
①浓度:增大反应物浓度,化学反应速率增大;
降低反应物浓度,化学
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反应速率减小。
②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。
③催化剂:催化剂可以改变化学反应速率。
④压强:对于有气体参加的化学反应,改变压强同样可以改变化学反应速率。
知识点2 活化能
1.基元反应与反应历程
(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,例如,2HI===H2+I2实际上是经过两步反应完成的:
2HI―→H2+2I·;
2I·―→I2。
每一步反应都称为基元反应。
(2)先后进行的基元反应反映了反应历程,反应历程又称
反应机理。
2.有效碰撞理论
(1)有效碰撞
(2)活化能和活化分子
①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
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。
3.有效碰撞理论对影响化学反应速率的因素的解释
(1)浓度的影响,当其他条件相同时:
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