2.1.2 化学反应速率的影响因素 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一节 化学反应速率 第二章 化学反应速率与化学平衡 二、影响化学反应速率的因素 吃吃喝喝，星辰大海 1 回顾旧知 问题1：根据你现有知识及生活经验，推测影响化学反应速率有哪些因素？ 外因：浓度、温度、压强、催化剂... 内因（主要因素）：反应物的性质 问题2：如何研究外因对化学反应速率的影响？ 其他条件相同，浓度不同 其他条件相同，催化剂不同 浓度 温度 催化剂 …… 控制变量法 其他条件相同，温度不同 …… 一、实验探究影响化学反应速率的外界因素 课本26页 问题3：根据所给试剂设计实验探究浓度、温度对化学反应速率的影响。 Na2S2O3＋H2SO4==Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O Ⅰ.定性研究影响化学反应速率的因素 1.实验原理 一、实验探究影响化学反应速率的外界因素 课本26页 SO2易溶于水，观察不到气泡产生 一、实验探究影响化学反应速率的外界因素 课本26页 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 浓度   均出现 ，但后者_____________ 增大反应物浓度，化学反应速率_____ 2.实验方案设计 浑浊 出现浑浊更快 增大 控制变量法 (1).浓度对化学反应速率的影响 温度   混合后均出现 ，但70 ℃热水一组_______________ 升高温度，化学反应速率_____ 浑浊 首先出现浑浊 增大 (2).温度对化学反应速率的影响 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 催化剂   前者 ，后者____________ 催化剂能____ 化学反应速率 无明显变化 出现大量气泡 增大 (3).催化剂对化学反应速率的影响 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 例题1 深度思考 某化学兴趣小组为探究外界条件对化学反应速率的影响，设计以下四组实验。 实验方案 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL ① 25 5 0.1 10 0.1 5 ② 25 V1 0.2 5 0.2 10 ③ 35 5 0.1 10 0.1 5 ④ 35 5 0.2 5 0.2 V2 例题1 深度思考 回答下列问题： (1)V1＝ ，V2＝ 。 (2)设计实验方案①和②的目的是：________________________________ 。 (3)设计实验方案②和④的目的是： 。 (4)各实验方案均需加入一定体积的水的原因：______________________ 。 5 10 探究Na2S2O3的浓度对化学反应速率 的影响 探究温度对化学反应速率的影响 各实验方案中混合液的体 积均相等 比较浓度对反应速率的影响时,不能只看加入前物质的浓度,应看加入后形成混合溶液时的浓度。 例题2 某同学在实验中发现KMnO4(H＋)与H2C2O4溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久突然褪色，反应速率明显加快，该同学认为是放热导致溶液温度升高所致。重做此实验，测定溶液不同时间的温度，结果如表： 时间/s 0 5 10 15 20 25 30 温度/℃ 25 26 26 26 26.5 27 27 (1)写出此反应的离子方程式：____________________________________ 。 (2)结合表中数据，反应速率明显加快的原因是：____________________ 。 10CO2↑＋8H2O 反应生成的Mn2＋是该 反应的催化剂 2.实验操作及装置：按如图所示安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入(过量的）40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸溶液。 Ⅱ.定量研究影响化学反应速率的因素 1.实验原理： Ｚn＋H2SO4==ＺnSO4＋H2↑ 一、实验探究影响化学反应速率的外界因素 Q2:可以选用长颈漏斗吗？ Q3:如何检查装置的气密性？ Q1:你会选择测量什么量？ 一、实验探究影响化学反应速率的外界因素 加入试剂 反应时间 反应(填 “快”或“慢”) 结论 1 mol·L－1 H2SO4溶液 ______ ____ 可以根据产生相同体积的氢气所需要的 来判断化学反应速率的快慢 4 mol·L－1 H2SO4溶液 ______ ____ 3.实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间) 慢 快 时间 1'37” 2'51” 一、实验探究影响化学反应速率的外界因素 在锌和不同浓度稀硫酸反应的实验中，比较反应速率快慢的方法有： (1)定性描述——通过实验现象来判断反应的快慢 ______________________________________________。 (2)定量描述——通过实验测量来判断反应的快慢 _____________________________________________________________________________________________________________________。 可以通过观察产生气泡的快慢判断反应速率的大小 可以根据产生相同体积的氢气所需要的时间来判断化学反应速率的 快慢，也可通过相同时间内收集氢气的体积来比较反应的快慢 4.归纳总结 (1)任何化学反应都可以通过反应现象判断化学反应的快慢(　　) (2)可用装置 测定过氧化氢分解的化学反应速率 (　　) (3)测定化学反应速率，可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅进行比较 (　　) (4)锌与H2SO4反应，H2SO4的浓度越大，产生H2的速度越快(　　) × × √ × 正误判断 在用上述实验测定锌与硫酸反应的速率时， (1)为确保测定的准确性，应注意哪些事项？ 提示　 ①锌的颗粒(即表面积)大小基本相同； ②40 mL的稀硫酸要迅速加入； ③装置气密性良好，且计时要迅速准确。 一、实验探究影响化学反应速率的外界因素 深度思考 (2)用右述装置测定化学反应速率时，操作、药品无误，结果测定速率偏大，请从装置的缺陷的角度分析可能的原因，并帮助设计改进措施。 提示　原因：忽视加入硫酸排出气体的体积。 改进装置： 深度思考 (3)除用注射器收集气体，你还可用哪些定量仪器测量收集氢气的体积？ 提示　气体收集可以用排水量气装置 (4)除了测定氢气的体积外，你还能设计哪些方案测定锌与稀硫酸反应的速率？ 提示　①在恒容反应装置中，测定一段时间内压强的变化； 　　　②测定一段时间内H＋的浓度变化； 　　　③测定一段时间内锌粒的质量变化。 例题3 应用体验 用如图所示的实验装置进行实验X及Y时，每隔半分钟分别测定反应放出气体的体积。下列选项能正确表示实验X及Y的结果的是 √ 实验 所用盐酸 X 25 mL 0.2 mol·L－1 Y 50 mL 0.1 mol·L－1 例题4 应用体验 下表是某学习兴趣小组，一定条件下测定O3在水溶液中分解浓度减少一半所需时间。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol·L－1。 (1)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为_______________________。 1.00×10－4 mol·L－1·min－1 pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 例题4 应用体验 (2)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________。 解析　pH增大，则OH－浓度增大，pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是OH－。 OH－ pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 例题4 应用体验 (3)根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母)。 a.40 ℃、pH＝3.0 b.10 ℃、pH＝4.0 c.30 ℃、pH＝7.0 b、a、c pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 例题4 应用体验 解析　由表中数据可知，40 ℃、pH＝3.0时，所需时间在31 min～ 158 min之间；10 ℃、pH＝4.0时，所需时间＞231 min；30 ℃、pH＝7.0时，所需时间＜15 min，则分解速率依次增大的顺序是b、a、c。 pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 二、影响化学反应速率的因素 接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场等均能影响化学反应速率 增大 减小 增大 减小 增大 减小 相同 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。 2. 外界条件对化学反应速率的影响规律 1. 内因 二、影响化学反应速率的因素 正误判断 (1)增加固体反应物的质量，化学反应速率增大(　　) (2)任何反应，增大压强，反应速率一定增大(　　) (3)恒温恒容密闭容器中发生全为气体的反应，若容器总压强增大，则反应速率一定增大(　　) (4)升高温度，吸热反应速率会加快而放热反应速率会减慢(　　) (5)100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变(　　) × × × × × 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_____(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，原因是_________________________ ____________。 (2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率______，原因是_______________________________________________________________。 (3)恒温恒压条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率________，原因是_____________________________________________________________ __________。 深度思考 增大 增大反应物的浓度，化学反 应速率增大 不变 恒容条件下，充入氦气，反应物和生成物的浓度不变，化学反应速率不变 减小 压强不变，充入氦气，容积增大，氮气、氢气的浓度减小，化学反应速率减小 不一定。（压强→气体浓度） 【问题讨论】增大压强，反应速率一定增大吗？ 二、影响化学反应速率的因素 压强对化学反应速率的影响 对于有气体参加的反应，其他条件相同时，反应的压强越大，单位体积内反应物微粒数越 ，微粒间碰撞机会越 ，反应速率越___。 多 大 多 二、影响化学反应速率的因素 (2)恒温恒容时: ①充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大。 ②充入不参与反应的气体(如He、N2等)→引起总压增大，各物质的浓度不变→速率不变。 应用体验 1.在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)　　2HI(g)　ΔH＜0。下列说法正确的是 A.保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2(g)，反应速率加快 B.保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一 　定加快 C.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应 　速率一定加快 D.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，再次 　平衡时反应速率一定加快 √ 不变 减小 不变 解析　增大反应物的浓度，反应速率加快，A项正确； 加入氮气，因为容器容积不变，体系中各气体的浓度不变，故反应速率不变，B项错误； 保持容器中压强不变，加入氮气，容器容积增大，反应体系中各气体的浓度减小，反应速率减慢，C项错误； 保持压强不变，再次充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，则容器容积增大为原来的2倍，再次平衡时反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D项错误。 2.相同温度条件下，将下列4种不同浓度的NaHCO3溶液，分别加入到4个盛有20 mL 0.06 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释至50 mL，NaHCO3溶液与盐酸反应产生CO2的速率由大到小的顺序是________________。 ①20 mL,0.03 mol·L－1 ②20 mL,0.02 mol·L－1 ③10 mL,0.04 mol·L－1 ④10 mL,0.02 mol·L－1 ①＞②＝③＞④ 应用体验 一定量的盐酸与过量的锌片反应时,为了减小反应速率，且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的 A. NaOH固体 B. CuCl2 固体 C. NaCl 固体 D. CHCOONa固体 应用体验 Q:还可以使用什么方法？ √ (浙江2016.10－21)为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素,分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验,c(R)随时间变化如图所示。下列说法不正确的是(　 　) A.25℃时,在10～30 min内,R的分解 平均速率为0.030 mol·L-1·min-1 B.对比30℃和10℃曲线,在50 min时, R的分解百分率相等 C.对比30℃和25℃曲线,在0～50 min内, 能说明R的分解平均速率随温度升高而增大 D.对比30℃和10 ℃曲线,在同一时刻,能说明 R的分解速率随温度升高而增大 D 已知：NH2COONH4＋2H2O NH4HCO3＋NH3·H2O。 该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH2COO－)随时间变化趋势如图所示。 根据图中信息，如何说明水解反应速率随温度升高 而增大： 。 小结 影响化学反应速率的因素 1.内因 2.外因 浓度 压强(气体) 浓度 温度 催化剂 其它 物质本身的结构和性质 （主要） 2H2O22H2O＋O2↑ 2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋ 解析　v＝＝＝1.00×10－4mol·L－1·min－1。  (1)恒温时:压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率增大。 (3) 恒温恒压时: ① 充入与原反应物组成相同的气体→压强不变→体积增大→反应物浓度不变→反应速率不变; ② 充入不参与反应的气体(如He、N2等)→压强不变体积增大反应物浓度减小反应速率减小。  解析 混合后氢离子浓度相同，四种溶液中c(HCO)的大小决定产生CO2速率的大小。混合后HCO的浓度分别为①0.012 mol·L－1、②0.008 mol· L－1、③0.008 mol·L－1、④0.004 mol·L－1。 $$