2.1.2 化学反应速率的影响因素 课件-2025-2026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 第2课时 影响化学反应速率的因素 吃吃喝喝，星辰大海 1 课前导入 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？ 反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素（内因）决定的。 在相同条件下， 不同的化学反应，有不同的反应速率 铁、镁与同浓度的稀盐酸反应 金属活泼性：镁>铁 课前导入 问题2：相同的化学反应，化学反应速率会有不同吗？ 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 …… 相同的化学反应，也可以有不同的反应速率 同一化学反应的速率，会受到外界因素的影响。 方法导引 变量控制 科学研究中，对于多因素(多变量)的问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成几个单因素的问题，分别加以研究，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。 定性观察 定量测定 浓度、温度、催化剂等外界条件 化学反应速率 （变一定多） （借助宏观现象） 《必修第二册》P45 （计算） 一、实验探究影响化学反应速率的外界因素 课本26页 任务1：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。 一、实验探究影响化学反应速率的外界因素 研究方法 定性观察： 定量研究： 选择合适实验装置准确测量时间、气体体积、压强、pH等的变化。 选择实验现象明显的化学反应。通过观察冒气泡快慢；颜色变化多少；固体变化量；溶液浑浊程度；温度变化等。 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_____________ 其他条件相同时，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_______________ 其他条件相同时，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 小结：“变量控制法”研究化学反应速率影响因素的一般思路 实验设计思路 待研究的变量 需控制不变的量 探究的反应 观察的现象 实验结论 实验步骤 研究问题 研究对象 观测指标 实验目的 实验现象 实验结论 实验方案 思考与讨论 例题1 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 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。 思考与讨论 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 组装仪器 检查装置气密性 装 试剂 测定收集10ml气体所用时间 计算化学反应速率 测定收集一定体积气体所用的时间，完整的实验操作步骤： 如何检查装置的气密性？ 固定注射器活塞位置，向分液漏斗中加入适量蒸馏水，打开分液漏斗活塞，液体不能顺利流下，说明气密性良好。 测定一定时间产生气体体积 秒表 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 思考与讨论 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。 思考与讨论 (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： 思考与讨论 (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 思考与讨论 (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。 课堂练习 例题3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 课堂练习 例题4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 课堂练习 (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 课堂练习 (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 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(　　) × × × × × 思考与讨论 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_____________________________________________________________ __________。 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 思维建模 充入非反应气体(如He)对化学反应速率的影响 对于反应aA(g)+bB(g) cC(g),恒温条件下,向反应体系中充入少量非反应气体(如He等),利用“模型分析法”分析化学反应速率的变化,思维流程如下: 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。 课堂练习 1.反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是: (　　) A．将容器的体积扩大一倍 B．将容器的体积缩小一半 C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大 D．保持压强不变，充入N2使容器体积变大 C 容器的体积缩小或增大均会改变浓度，浓度改变反应速率一定会改变 体积不变，充入N2体系总压强增大，但反应混合物浓度并未改变，反应速率不变 充入N2使容器体积增大，总压强不变，但反应混合物浓度同等程度变小，反应速率变慢。 课堂练习 2.下图表示锌和稀盐酸反应时产生氢气的速率与反应时间的关系，分析反应速率变化原因是什么？ 该反应是放热反应，在0到a时间段内浓度变化不大，但温度升高，所以反应速率增大；随着反应的进行，到a 后盐酸的浓度不断降低，反应速率将不断减小。 分清主次法：当多个因素同时影响反应速率时，要分清哪个是主要因素。 课堂练习 3.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 课堂练习 4.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 课堂练习 5.一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 Q:还可以使用什么方法？ √ 课堂练习 6.用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制CO2，实验过程记录如右图所示，下列有关说法正确的是 (　　) A．OE段表示的反应速率最快 B．EF段表示的反应速率最快，收集的CO2最多 C．FG段表示的收集的CO2最多 D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大 B 课堂练习 7.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式如下： Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O, 下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　) D 影响效果：催化剂>温度＞浓度 解决实际问题 安装尾气净化器，尾气净化器中装有多孔催化剂，可催化CO和NO快速反应生成无污染的CO2和N2。 1 增大接触面积 2 高效催化剂 多孔催化剂 燃油汽车会产生大量的CO、NO，CO和NO会反应生成CO2和N2，由于尾气流速太快，导致CO和NO反应不充分，可以从哪些角度来调控呢？ 解决实际问题 尾气进入尾气净化器的温度大约是500-600℃，最适宜的催化剂是哪种呢？ 资料 选择三元催化剂：铂铑钯催化剂 大力发展和倡导使用新能源汽车 催化剂的活性有一定限度，受自身性质和外界条件如温度的影响。 课堂小结 不同化学反应的速率 同一化学反应的速率 内因：反应物本身性质 外因：外界条件 催化剂：一般使用催化剂， v增大 浓度：增大反应物的浓度，v 增大 温度：升高温度， v增大 接触面积：增大反应物的表面积， v增大 其他：压强、光照、溶剂、电磁波等 影响化学反应速率的因素 Lavf56.40.100 2H2O22H2O＋O2↑ 2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋ Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.79 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。  $$