2.1.2 影响化学反应速率的因素 【教学评一体化】 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡 容山中学 化学科组 第一节 化学反应速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 主讲人：郭 静 目 录 CONTENTS 1 2 定性研究影响化学反应速率的因素 定量研究影响化学反应速率的因素 学习目标 1、通过实验探究学习运用控制变量的方法研究化学反应速率。 2、了解反应条件对化学反应速率影响的一般规律。 3、能运用规律解释生产、生活和科学实验中的实际问题。 新课导入 钢铁腐蚀 食物腐坏 炼钢 合成氨 本着对生产生活最有利的原则，我们总是想加快有利的化学反应速率，减慢有害的化学反应的速率。 调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。 上个学期，我们学习过影响化学反应速率的因素，大家还记得吗？ 任务一 复习回顾，影响化学反应速率的因素 【思考】在必修的学习中，我们知道了钠和水、镁和水的反应速率是不一样的，这说明了什么问题？ 不同化学反应 的速率 反应物本身性质 （内因） 反应物组成、结构、性质 同一化学反应 的速率 外界条件 （外因） 温度、浓度（压强）、催化剂、接触面积等 浓度、温度、压强及催化剂等因素如何影响化学反应速率? 除定性观察外，能否设计实验进行定量测定？ 参考课本P24，完成相应实验探究。 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 设计 实验方案 任务1 任务2 任务3 待研究的变量 需控制不变的量 温度 催化剂 浓度 温度、浓度等 温度、催化剂等 催化剂、浓度等 在探究某一条件对化学反应速率的影响时，要保证其他条件完全相同，即采用“变量控制法”。 思考：如何借助反应现象来定性描述化学反应速率？ 颜色变化快慢，产生气泡快慢，产生浑浊快慢，固体减少快慢等 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 设计 实验方案 选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素 任务1 任务2 任务3 待研究的变量 需控制不变的量 探究的反应 观察的现象 实验用品：烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。 0.1 mol/L Na2S2O3溶液、 0.1 mol/L H2SO4溶液、 0.5 mol/L H2SO4溶液、5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、蒸馏水、热水。 温度 催化剂 浓度 温度、浓度等 温度、催化剂等 催化剂、浓度等 Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓ + H2O 产生浑浊快慢 2H2O2 = 2H2O ＋ O2 ↑ 产生气泡快慢 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 一、浓度对化学反应速率的影响 编号 0.1 mol/L Na2S2O3溶液 0.05mol/L H2SO4溶液 0.1 mol/L H2SO4溶液 1 5 mL 2 5 mL 5 mL 5 mL 0 mL 0 mL 编号 0.1 mol/L Na2S2O3溶液 0.1 mol/L H2SO4溶液 1 5 mL 2 5 mL 5 mL 3 mL 0 mL 2 mL 蒸馏水 编号 5%H2O2 溶液 1 mol/L FeCl3 溶液 1 2 4 mL 0 mL 1 mL 2 mL 2 mL 1 mL 蒸馏水 方案一 方案二 方案三 其他方案…… 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 一、浓度对化学反应速率的影响 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 一、浓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 浓度   Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓ + H2O 两组溶液均出现浑浊并有刺激性气味的气体生成，第二组溶液先变浑浊。 其他条件相同时， 增大c（反应物）， 加快。 还可以用浊度计进行实验。浊度计：用于测量溶液浑浊度的变化。产生的沉淀越多，浑浊度（单位为NTU）值越大。 控——自——因 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 （1）固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响。 （2）若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化（如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁遇浓硫酸钝化）。 （3）对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 一、浓度对化学反应速率的影响 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 二、温度对化学反应速率的影响 编号 0.1 mol/L Na2S2O3溶液 0.1 mol/L H2SO4溶液 1 2 mL 2 2 mL 2 mL 2 mL 热水 热水浴 无 编号 5%H2O2溶液 1 2 4 mL 热水浴 无 4 mL 方案一 方案二 其他方案…… 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 二、温度对化学反应速率的影响 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 二、温度对化学反应速率的影响 Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓ + H2O 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 温度   冷水 热水 两组溶液均出现浑浊并有刺激性气味的气体生成，第一组溶液先变浑浊。 其他条件相同时， 升高T，加快。 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 二、温度对化学反应速率的影响 注意： 温度对反应速率的影响适用于任何反应（包括可逆反应），无论吸热反应、还是放热反应，升高温度，速率都加快，只是加快的程度不一样。 01 温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。 02 实验测定，温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来2~4倍。 03 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 三、催化剂对化学反应速率的影响 编号 5%H2O2 溶液 1 mol/L FeCl3 溶液 1 5 mL 2 5 mL 无 3 滴 3 滴 无 蒸馏水 实验方案 其他方案…… 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 三、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 催化剂   任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 三、催化剂对化学反应速率的影响 2H2O2 = O2↑ + 2H2O 前者无明显现象，后者出现大量气泡 5滴 蒸馏水 其他条件相同时， 催化剂(正)能加快化学反应速率。 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 三、催化剂对化学反应速率的影响 注意： 01 没特别指明一般指正催化剂。 02 催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应方向，也不能改变反应热的大小。 03 使用催化剂同等程度的增大正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。 04 催化剂具有一定的选择性。 05 催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 四、压强对化学反应速率的影响 压强对化学反应速率的影响实质上是通过改变气体反应物的浓度来实现的。 对于气体有下列几种情况： ⑴恒温时：体积减小→ ⑵恒温恒容： ⑶恒压时： ①充入气体反应物→ ②充入“无关气体”(如He)→ 增大压强→c增大→反应速率增大 →各反应物浓度减小→反应速率减慢。 反应物浓度增大 →总压增大 →反应速率增大； 引起体积增大 充入“无关气体”(如He)→ 引起总压增大，各物质的浓度不变→ 反应速率不变 任务二 定性研究影响化学反应速率的因素 五、其他因素对化学反应速率的影响 接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场、形成原电池等都可以对化学反应的速率产生影响。 学习评价 1、下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是（ ） A、Cu能与浓硝酸反应，但不能与浓盐酸反应 B、Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快 C、N2与O2 在常温、常压下不反应，放电时可反应 D、Fe与浓盐酸反应比与稀盐酸反应快 A 2、把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是( ) A、10 ℃ 20 mL 3 mol·L－1的X溶液 B、20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的X溶液 C、20 ℃ 10 mL 4 mol·L－1的X溶液 D、10 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的X溶液 B 学习评价 3、设NO+CO2⇌2CO(正反应吸热)反应速率为v1；N2+3H2 ⇌2NH3 (正反应放热)反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为( ) A、同时增大 B、同时减小 C、v1减少，v2增大 D、v1增大，v2减小 A C 4、一定温度下，反应N2(g)+O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是（ ） A.缩小容器容积使压强增大 B.恒容，充入N2 C.恒容，充入He D.恒压，充入He 学习评价 5、用铁片与1mol/L的稀硫酸反应制取H2时，下列措施能使H2生成速率加大的是 ①对该反应体系加热 ②加入少量NaOH固体 ③滴加少量CuSO4 ④改用98%的浓硫酸 ⑤改用铁粉 ⑥加入3mol/L的盐酸 ⑦加入一定量的Na2SO4溶液 ⑧加入少量BaCl2固体 ①③⑤⑥ √ √ √ √ ν减小 相当于冲稀溶液，ν减小 对H+无影响，ν不变 不产生氢气，铁被钝化 学习评价 迁移应用：少量铁粉与100mL0.01mol·L-1的稀盐酸反应，反应速率太慢，为了加快此反应速率而不改变H2的量，可以使用如下方法中的（ ） ①由铁粉换铁块 ②加NaNO3固体 ③将0.01mol·L-1的稀盐酸换成98％的硫酸溶液 ④加CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用100mL0.1mol·L-1盐酸 A．③⑤ B．①③ C．⑥⑦ D．⑦⑧ D 任务三 定量研究影响化学反应速率的因素 定性研究 定量研究 有没有比观察沉淀和气泡生成快慢更准确的方法来分析实验结果呢？ 【实验探究II】 如何用实验法比较：锌粒和 1 mol/L H2SO4 溶液、4 mol/L H2SO4 溶液化学反应速率的大小？ 【设计方案】 确定变量：______________ 控制不变的因素：________________________________________________________ 3. 测定数据 硫酸的浓度 锌粒的质量 锌粒的表面积 溶液的体积 温度 压强 a.固定体积，测时间？ b.固定时间，测体积？ 选择可观测、易操作的变量 任务三 定量研究影响化学反应速率的因素 任务三 定量研究影响化学反应速率的因素 试剂 所用时间 υ(H2SO4) mol/(L•S) 结论 1 mol/L H2SO4 4 mol/L H2SO4 97s 171s 5.8 × 10-5 1.0 × 10-4 数据处理与实验结论 其他条件相同， 增大反应物浓度， 化学反应速率加快 如何计算反应速率？ Zn+H2SO4　　　　ZnSO4+H2↑ n(H2SO4) n(H2) n(H2SO4)=n(H2) v(H2SO4) = = 已知该条件下的Vm=25 L/mol 任务三 定量研究影响化学反应速率的因素 采用如图所示实验装置测定锌与稀硫酸反应的速率。 (1)检查该装置气密性的操作方法是： 关闭分液温斗活塞，向外拉注射器的活塞，若活塞能回到原位，则气密性良好。 漏斗中稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成气体，也会将瓶中的空气排出，使所测气体的体积偏大 (2)同学们在实验操作中发现本实验设计存在明显不足，例如： 思考与讨论 任务三 三 定量研究影响化学反应速率的因素 导管作用： ①使分液温斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时液体能顺利滴下。 ②滴入锥形瓶的液体体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入液体引起的氢气体积误差。 (3)如何改进？ 思考与讨论 典例精讲 下图A装置是稀硫酸与碳酸钠的反应装置，通过如图装置测量产生CO2气体的体积可测定该反应的化学反应速率，B中溶液最好采用　　　　(填序号)使测量误差较小。 a.饱和碳酸钠溶液 b.饱和碳酸氢钠溶液 c.饱和氢氧化钠溶液 d.饱和硫酸铜溶液   b 【迁移练习】 典例精讲 【思维转变】 通过气体体积的测定可实现反应速率的测定，同样的通过气体质量的变化的测定也可实现反应速率的测定。 如图，A为碳酸钠与稀硫酸的反应装置。通过测定产生的CO2的质量，可实现该反应的反应速率的测定。 【思考】该装置中B的试剂是？B、C、D分别有什么作用？ 浓硫酸 干燥CO2 吸收CO2 吸收空气中的水蒸气和CO2 B和D的目的都是为了确保U形管中质量增加量的准确性。　 课堂小结 本身性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快 外 界 条 件 浓度 增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率 温度 温度越高，化学反应速率越快（温度每升高10℃，速率增大2～4倍） 催化剂 催化剂可以改变化学反应速率 压强 有气体参加的反应，增大压强（减小容器容积），反应速率加快 其他 ①增大固体反应物的表面积（即粉碎成小颗粒），反应速率加快 ②形成原电池，通常能加快反应速率 ③超声波、电磁波、光照等也能影响反应速率 影响化学反应速率的因素 学习评价 7、如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(Zn的相对原子质量为65)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L-1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是(　　) A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H+表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2+表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1 C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s-1 D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s-1 B 学习评价 (3)若甲装置在相同时间内收集到气体体积大于乙装置，能否推测Fe3+对H2O2分解的催化效果比Cu2+的好？_______(填“能”或“不能”)， 请说明理由____________________________________________________。 8、为探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响，某兴趣小组设计如图装置。实验时，通过胶头滴管向容器中各滴入5滴溶液后，每隔10s观测注射器中气体体积并进行比较。 请回答： (1)仪器A的名称是___________。 (2)实验前，检验该装置气密性的方法是 ___________________________________。 锥形瓶 塞紧胶塞后，将注射器活塞向外拉出一定距离，一段时间后松开活塞，若能回到原位，则气密性良好 不能 因为所用盐溶液的酸根离子不同，对实验可能产生干扰 学习评价 由此可推得，m、n值正确的是（ ） A、m=1，n=1 B、m= ，n= C、m= ，n=1 D、m=1，n= c(H2)(mol/L) c(Cl2)(mol/L) mol/(L·s) 1.0 1.0 1.0K 2.0 1.0 2.0K 2.0 4.0 4.0K 9、反应物浓度的关系是用实验方法测定的，化学反应H2+Cl2=2HCl的反应速率v可表示为v=K[c(H2)]m[c(Cl2)]n，式中K为常数，m、n值可用下表中数据确定之。 D Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$