2.1.2 影响化学反应速率的因素　活化能（课件PPT)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

化学反应速率与化学平衡 第二章 第一节　化学反应速率　 第2课时　影响化学反应速率的因素　活化能 课件使用说明 本课件使用Office2016制作，请使用相应软件打开并使用。 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑。 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验。 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题。 课前·教材预案 课堂·深度拓展 目标导航 [知识导图] [课程标准] 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。 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。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课前·教材预案 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、① ⁠和 ② 等因素决定的。③ ⁠及催化剂等因素也会影响反应速率。 结构　 性质　 浓度、压强、温度　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （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：④ ⁠； ③锌与稀硫酸的反应方程式：⑤ ⁠。 2H2O2 2H2O＋O2↑　 Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2↑ 2. 化学反应速率的影响因素 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 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⑥ ⁠ 增大 实验探究Ⅰ：浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 影响 因素 实验装置 实验步骤 实验现象比较 结论 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 ⑦ ⁠ 其他条件 相同时， 降低温 度，化学 反应速率 ⑧ 　　 ⁠ ⁠ 较短　 减小 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 影响因素 实验装置 实验步骤 实验现象 比较 结论 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 ⑨ 　　 ⁠ ⁠ 增大 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 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 1mol/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 4mol/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⑩ ⁠ 增大　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （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：⑪ 反应物浓度，化学反应速率增大；⑫ ⁠ 反应物浓度，化学反应速率减小。 ②温度：⑬ 温度，化学反应速率增大；⑭ ⁠温 度，化学反应速率减小。 ③催化剂：催化剂可以⑮ 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 ⑯ 化学反应速率。 增大　 降 低　 升高　 降低　 改变　 改变　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 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⑰ 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：⑱ ⁠； ⑲ 。⑳ 反应都称为基元反应。 （2）先后进行的㉑ 反应反映了反应历程，反应历程 又称㉒ ⁠。 多个　 2HI H2＋2I·　 2I· I2　 每一步　 基元　 反应机理　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 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㉕ 的分子。 ②活化能：活化分子具有的㉖ ⁠能量与反应物分子具有 的㉗ 能量之差。 有效碰撞　 平均　 平均　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 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： 反应物浓度增大 反应速率增大 同理，降低反应物浓度会使化学反应速率㉝ ⁠。 减小　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）温度的影响，当其他条件相同时： 反应物分子能量㉞ 　　　　　 　　　　　活化分子百分数㉟ 　　　　　单位时间内有效碰撞次数㊱ 　　　⁠ 增加　 增加　 增加　 增大　 减小　 反应速率 ㊲ 温度 升高 同理，降低温度会使化学反应速率㊳ ⁠。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （3）催化剂的影响 改变反应㊴ ， ㊵ ⁠反应的活化能 单位体积内反应物分子中 活化分子数目㊶ ⁠ ⁠ 历程　 降低　 增加　 增大　 催化剂 （正催化剂） 反应速率 ㊷ （4）其他影响 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㊸ 能量，都有可能㊹ ⁠化学 反应速率。 输入　 改变　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）在锌与稀硫酸反应体系中加入稀K2SO4溶液，对化学反 应速率无影响。 （　×　） （2）碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加CaCO3固体的量，可 以加快反应速率。 （　×　） （3）对于正反应吸热的可逆反应，升高温度，正反应速率增 大、逆反应速率减小。 （　×　） × × × 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （4）增大压强，一定会使活化分子的浓度增大，从而增大化 学反应速率。 （　×　） （5）增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分数，所以 反应速率增大。 （　×　） （6）加热使反应速率增大的原因之一是活化分子百分数增大。 （　√　） × × √ 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 　 名师提醒 （1）与反应无关的溶液加入，会导致原反应物浓度降低，反 应速率降低。 （2）增加固体反应物的量，对化学反应速率无影响，增大固 体表面积，能加快反应速率。 （3）温度升高，正、逆反应速率都增大。 （4）增大浓度，单位体积内的活化分子数增多，反应速率才 会增大，不会改变活化分子的百分数。 （5）活化分子浓度的增大是反应速率增大的根本原因。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课堂·深度拓展 探究点1　影响化学反应速率的因素 1. 针对氮气和氢气生成氨的反应体系，若在恒温恒容条件下 分别充入氮气或Ar气，化学反应速率会发生怎样的变化？若是 在恒温恒压条件下充入Ar气呢？ 答案　恒温恒容条件下，充入氮气化学反应速率增大，充入Ar气化学反应速率不变；恒温恒压条件下，充入Ar气化学反应速率减小。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 对于可逆反应来说，加入高效催化剂，正反应速率和逆反 应速率会发生怎样的变化？ 答案　正反应速率增大，逆反应速率也增大。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 1. 浓度对化学反应速率的影响 （1）对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，因而其物质的 量改变时不影响化学反应速率。 （2）固体物质的反应速率与接触面积有关，固体颗粒越细， 表面积越大，反应速率越快。块状固体可以通过研细来增大表 面积，从而加快化学反应速率。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 压强对有气体参加的化学反应速率的影响 压强改变→ （1）恒温时：缩小容器体积，压强增大，反应速率增大。 （2）恒温恒容时 ①充入反应气体，总压强增大，反应物浓度增大，反应速率 增大。 ②充入“无关气体”（如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干 扰本反应的气体），总压强增大，但反应混合物中各组分的浓 度不变，反应速率不变。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （3）恒温恒压时 充入“无关气体”，体积增大，各反应物浓度减小，反应速率 减小。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 3. 温度对化学反应速率的影响 （1）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。该结论对吸热反应和放热反应均适用，且 不受反应物状态的限制。 （2）温度对化学反应速率的影响比浓度和压强对化学反应速 率的影响要大，也更容易控制。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 4. 催化剂对化学反应速率的影响 （1）催化剂有正、负之分，一般情况下的催化剂指正催化剂，能加快反应速率。 （2）催化剂有选择性，不同的化学反应，催化剂不同。 （3）催化剂具有一定的活化温度，只有在适宜的温度下才能 最大限度地发挥其催化作用。 （4）催化剂对可逆反应的正、逆反应速率的影响相同。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【例题1】对于反应N2＋O2 2NO，在密闭容器中进行，下列 条件能使反应速率减小的是（　　） A. 缩小体积，使压强增大 B. 体积不变，充入N2使压强增大 C. 体积不变，充入氦气使压强增大 D. 总压强不变，充入氖气 思维导引：结合反应特点，先分析所给条件是否“真实”改变 了影响反应速率的条件，再判断条件对反应速率的影响是加快 还是减慢。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 答案　D　 解析　缩小体积，反应物浓度增大，反应速率增大，A项错 误；体积不变，充入N2，N2的浓度增大，反应速率增大，B项 错误；体积不变，充入氦气，各反应物的浓度不变，反应速率 不变，C项错误；总压强不变，充入氖气，体积增大，反应物 浓度减小，反应速率减小，D项正确。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【变式1】下列关于化学反应速率的说法错误的是（　　） A. 恒容时，H2（g）＋S（s） H2S（g），向密闭容器内 充入He，化学反应速率不变 B. 锌与稀硫酸反应时，加入氯化钠溶液，化学反应速率减小 C. 制氯气时，增加二氧化锰的用量，能加快反应速率，浓盐 酸被完全消耗 D. 恒容时，2NO（g）＋O2（g） 2NO2（g），升高温度， 正逆反应速率都增大 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 答案　C　 解析　恒容时，向密闭容器内充入He，反应物气体浓度不变， 反应速率不变，A项正确；锌与稀硫酸反应时，加入氯化钠溶 液，溶液体积增大，氢离子浓度减小，反应速率减小，B项正 确；制氯气时，增加二氧化锰的用量，二氧化锰是固体，反应 物浓度不变，反应速率不变，C项错误；升高温度，正逆反应 速率都增大，D项正确。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 5. 解答“控制变量”实验题的方法思路 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【例题2】以反应5H2C2O4＋2Mn ＋6H＋ 10CO2↑＋ 2Mn2＋＋8H2O为例探究外界条件对化学反应速率的影响。实 验时，分别量取H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液，迅速混合并 开始计时，通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下 列说法不．正．确．的是（　　） 编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 ① 0.10 2.0 0.010 4.0 25 ② 0.20 2.0 0.010 4.0 25 ③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 A. 实验①②③所加的H2C2O4溶液均要过量 B. 实验①和②是探究浓度对化学反应速率的影响，实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响 C. 实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能是生成的Mn2＋对反应起催化作用 D. 若实验①测得酸性KMnO4溶液的褪色时间为40 s，则这段时间内平均反应速率 v （KMnO4）＝2.5×10－4mol·L－1·s－1 思维导引：根据题给数据确定变量→根据问题定多变一进行数 据对比→做出正确判断。 答案　D　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　实验①②③均通过测定酸性高锰酸钾溶液褪色所需时间 来判断化学反应速率的快慢，需要保证高锰酸钾完全反应，因 此所加的H2C2O4溶液均要过量，A项正确；对比实验①②，其 他条件完全相同，浓度不同，可探究反应物浓度对化学反应速 率的影响，对比实验②③，其他条件完全相同，温度不同，可 探究温度对化学反应速率的影响，B项正确；实验①和②起初 反应均很慢，一段时间后反应速率突然增大，可能是因为生成 的Mn2＋对反应起催化作用，C项正确； 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 由上述分析可知实验①中，H2C2O4过量，KMnO4完全反应， 反应掉的Δ c （KMnO4）＝ ＝ ×0.010 mol·L－1，0～40 s内平均反应速率 v （KMnO4）＝ ＝ ＝ ×2.5×10－4 mol·L－1·s－1，D项错误。 由上述分析可知实验①中，H2C2O4过量，KMnO4完全反应， 反应掉的Δ c （KMnO4）＝ ＝ ×0.010 mol·L－1，0～40 s内平均反应速率 v （KMnO4）＝ ＝ ＝ ×2.5×10－4 mol·L－1·s－1，D项错误。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【变式2】在不同条件下，用O2氧化一定浓度FeCl2溶液的过程 中所测得的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是 （　　） A. 0～6 h内，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增加 B. 由曲线②和③可知，pH越大，Fe2＋的氧化速率越快 C. 由曲线①和③可知，温度越高，Fe2＋ 的氧化速率越快 D. 氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋ 4H＋ 4Fe3＋＋2H2O 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 答案　B　 解析　由题图中曲线可知，0～6 h内，随着时间的延长，Fe2＋ 的氧化率逐渐增大，A项正确；由曲线②和③可知，当温度相 同时，pH越小，Fe2＋的氧化率越大，相同时间内Fe2＋的氧化 速率越快，B项错误；由曲线①和③可知，温度越高，Fe2＋的 氧化速率越快，C项正确；氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋ O2＋4H＋ 4Fe3＋＋2H2O，D项正确。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 探究点2　利用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 3. 所有活化分子间的碰撞都是有效的吗？ 答案　不一定。有效碰撞的前提有两个，一是分子具有足够的能量（活化分子），二是活化分子间的碰撞具有合适的取向。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 4. 增大浓度、升高温度、增大压强和加入高效催化剂对化学 反应速率的影响，哪些因素是活化分子百分含量不变，增大了 活化分子的浓度？哪些因素是增大了活化分子的百分含量？ 答案　增大浓度和增大压强是未改变活化分子百分含量，增大了活化分子浓度；升高温度和加入高效催化剂是增大了活化分子的百分含量，增大了反应速率。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 1. 外界条件对反应速率影响的微观分析 条件变化 活化能 微观因素变化 化学反 应速率 变化 单位体积内 活化分子 百分数 单位时间内有效碰撞的次数 分子 总数 活化分 子数目 浓度 增大 不变 增多 增多 不变 增多 增大 浓度 减小 不变 减少 减少 不变 减少 减小 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 条件变化 活 化 能 微观因素变化 化学反 应速率 变化 单位体积内 活化分子百分数 单位时间内有效碰撞的次数 分子 总数 活化分子数目 压强 加压 （减小容 器容积） 不变 增多 增多 不变 增多 增大 减压 （增大容 器容积） 不变 减少 减少 不变 减少 减小 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 条件变化 活 化 能 微观因素变化 化学反 应速率 变化 单位体积内 活化分子百分数 单位时间内有效碰撞的次数 分子 总数 活化分子数目 温 度 升高 不变 不变 增多 增大 增多 增大 降低 不变 不变 减少 减小 减少 减小 使用正 催化剂 降低 不变 增多 增大 增多 增大 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 外界条件改变与有效碰撞理论的关系 从活化分子和有效碰撞的角度来看，客观因素的改变对化学反 应速率的影响存在着如下关系。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【例题3】有关碰撞理论，下列说法不．正．确．的是（　　） A. 具有足够能量的分子（活化分子）相互碰撞就一定能发生 化学反应 B. 增大反应物的浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰 撞的概率增大，反应速率增大 C. 升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞的概率增大， 反应速率增大 D. 催化剂能降低反应的活化能，使活化分子百分数增大，有 效碰撞的概率增大，反应速率增大 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 思维导引：从活化分子数和百分含量两个角度，分析条件改变 对化学反应速率产生影响的原因。 答案　A　 解析　活化分子发生有效碰撞才能发生化学反应，如果不是有 效碰撞，则不能发生反应，A项错误。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 【变式3】下列说法错误的是（　　） A. 当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生 化学反应 B. 发生有效碰撞的分子一定是活化分子 C. 活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 D. 活化分子间不是每次碰撞都能发生化学反应 答案　C　 解析　活化分子间的碰撞有适当的取向时，才能发生有效碰 撞，C项错误。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 $$