2.3.2外界条件对化学反应的影响 课件 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

硫酸铜溶液作用。主要实验用品有5%过氧化氢溶液、0.1摩尔每升氯化铁溶液、0.1摩尔每升硫酸铜溶液、试管滴管、十毫升量筒等。用量筒分别量取2毫升过氧化氢溶液，加入到两支试管中。此时，溶液中几乎没有气泡产生。向一支试管里的过氧化氢溶液滴入0.1摩尔每升氯化铁溶液20滴。可以看到试管中有气泡产生。用量筒量取2毫升过氧化氢溶液，加入到另一支试管中。此时，溶液中几乎没有气泡产生。向另一支试管里的过氧化氢溶液中滴入0.1摩尔每升硫酸铜溶液20滴。可以看到，试管中也有气泡产生。经过比较，滴入氯化铁溶液的试管中产生气泡比，滴入硫酸铜溶液的试管中产生气泡快，说明催化剂能加快化学反应速率，且具有选择性。在这个实验里，过氧化氢在催化剂作用下能加速分解产生氧气，这是由于催化剂能够降低反应的活化能，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子的百分数，从而增大化学反应速率。但是不同催化剂的催化效果是不一样的。在这个实验里，我们需要注意以下几个方面，一、这个实验所用的试管必须清洁，防止杂质起催化作用而影响实验效果。2、两支试管中所加入的试剂用量都要相同。 催化剂及其催化作用。向一支试管中加入适量的过氧化氢溶液。片刻后将带火星的木条伸入试管，木条没有复燃。再将这支试管中加入少量的二氧化锰。观察到有气体迅速产生，将带火星的木条伸入试管。木条复燃了，说明二氧化锰能加速过氧化氢分解产生氧气的反应。一段时间后，等试管中没有气体产生时，再加入一些过氧化氢溶液。可以看到又有气体生成了。再将带火星的木条伸入试管，木条又复燃了，说明二氧化锰并未损耗掉人能加速过氧化氢。 主要实验用品有0.1摩尔每升草酸溶液、0.2摩尔每升草酸溶液、0.01摩尔每升高锰酸钾溶液、四摩尔每升硫酸、量筒、秒表等。两起两毫升0.1摩尔每升草酸溶液。加入试管。再加入少量流酸。滴加4滴0.01摩尔每升的高锰酸钾溶液。震荡并计时，观察溶液褪色时间。溶液褪色时间约为45秒。量取2毫升0.2摩尔每升草酸溶液加入试管。再加入少量流酸。滴加4滴0.01摩尔每升的高锰酸钾溶液。震荡并计时。观察溶液褪色时间约为27秒。请着重观察以下现象，加入0.1摩尔每升草酸溶液时，反应用时45秒。加入0.2摩尔每升草酸溶液时，反应用时27秒，说明在其他条件不变时，反应中增加反应物草酸溶液的浓度，可增大该化学反应的速率。在这个实验中，紫色的高锰酸钾溶液被草酸溶液还原而褪色。实验开始时溶液褪色较慢，随后褪色会加快，是由于反应中生成的锰离子具有催化作用，而加硫酸的作用是增加溶液的酸性。在这个实验里，我们需要注意以下几个方面，一两次实验中量取的液体体积要正确。2、高锰酸钾溶液的浓度不要大，否则溶液颜色过深，需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。3、两次实验时，室温不要有明显变化。 主要实验用品有0.1摩尔每升硫酸锌、0.1摩尔每升硫代硫酸钠、试管、十毫升量筒、滴管、烧杯、秒表等。取两支试管，各加入5毫升、0.1摩尔每升硫代硫酸钠溶液。另取两支试管，各加入5毫升0.1摩尔每升硫酸锌。将四支试管按所成的不同药品两两组合，分成两组，一组放入热水中。一组放入冷水中。先观察放入热水的两支试管。经过一段时间后将放入热水中的两支试管取出。混合并计时。并将盛有混合液的试管置于写有温度对反应速率的影响字样的纸条的前面。当溶液中出现了浑浊，看不清纸条上的字迹时，停止计时，记录出现浑浊的时间，并填入表中。将放入冷水中的两支试管取出，混合并计时。并将盛有混合液的试管置于写有温度对反应速率的影响字样的纸条的前面。当溶液中出现了浑浊，看不清纸条上的刺激时，停止计时，记录出现浑浊的时间，并填入表中。请观察置于热水中的两支试管混合后反应用时13秒，置于冷水中的两支试管混合后反应用时50秒。说明在其他条件不变时，硫酸与硫代硫酸钠反应中升高温度可增大该化学反应的速率。硫代硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、硫、二氧化硫和水。在这个实验中，硫代硫酸钠与硫酸反应生成硫单质，利用其在不同温度下出现浑浊的时间来测定温度对反应速率的影响。在这个实验里，我们需要注意以下几个方面。 第2课时 浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响 第三节 化学反应速率 1 知识回顾 1. 和 决定着一个反应的反应历程，而反应历程的差别又造成了 的不同。 2.化学反应速率的表达式 ，单位 。 3.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的 之比。 反应物的结构 反应条件 化学反应速率 化学计量数 mol·L-1·s-1 mol·L-1·min-1 凡是能使单位体积内活化分子数增加的因素都能使 v 加快。 碰撞理论 反应物 分子 活化分子 普通分子 有效碰撞 发生反应 无效碰撞 不反应 1、有效碰撞 活化能 释放的能量 反应热 碰撞理论 2、活化分子和活化能 活化能： 活化分子： 能发生有效碰撞的分子 活化分子比普通分子高出的能量 交流研讨 在298K时，实验测得溶液中的反应H2O2+2HI=2H2O＋I2在不同浓度时的速率。 请与同学们交流研讨∶ 1.找出化学反应速率与H2O2浓度、HI浓度之间的关系，并尝试写出相应的数学表达式。 2.针对"化学反应速率与反应物浓度的关系"发表自己的看法。 结论 在HI浓度一定时，H2O2浓度每增大一倍，反应速率就提高一倍;在H2O2，浓度一定时，HI浓度每增大一倍，反应速率也提高一倍。 v=kc(H2O2)c(HI) 反应速率常数 反应速率常数(k) 对于任意一个化学反应aA＋bB=cC＋dD，其反应速率方程为v＝kcm(A)cn(B)，式子中m、n、k都是由实验测得，与化学方程式中的系数无关。 通常反应速率常数k越大，反应进行得越快 k与浓度无关，但受T、P、固体表面积等因素 浓度对化学反应速率的影响 H2O2+2HI=2H2O+I2 一些化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系 一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。 说明： 化学反应
 反应速率与参与反应物质的浓度的关系式 H2＋Cl2==2HCl H2＋I2==2HI（气体反应） v=kc(H2)c(I2) CO＋NO2==CO2+NO v=kc2(NO2) 原理 实验步骤 实验现象 褪色时间 结论 KMnO4酸性溶液褪色 KMnO4酸性溶液褪色 褪色时间长 褪色时间短 H2C2O4溶液浓度越大，KMnO4酸性溶液褪色越快，v越快 人教版课本P20页：浓度对化学反应速率的影响 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O 增加反应物 影响 外因 单位体积内 活化分子数 有效碰撞次数 化学反应速率 浓度增加 增加 增加 增大 微观解释：反应物浓度对化学反应速率的影响 结论：增大反应物的浓度，v加快；减小反应物的浓度，v减慢 ②固体物质的v与接触面积有关，颗粒越细，v越快。 ①只适用于有气体参加或在溶液中的反应 (增加纯固体或纯液体的量无影响) 注意事项： 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改变。 压缩体积 微观解释：压强对化学反应速率的影响 影响 外因 单位体积内 活化分子数 有效碰撞次数 化学反应速率 压强增大(压缩体积) 增加 增加 增大 适用于有气体参加或生成的反应 增大压强，v加快 恒温恒容： 充入稀有气体 恒温恒容： 充入一种反应物 恒温恒压： 充入稀有气体 探究压强对化学反应速率的影响 → ν 不变 → 反应物浓度不变 → ν 增大 → 反应物浓度增大 → ν 变小 → 反应物浓度变小 三、浓度对化学反应速率的影响 一般规律：增大反应物的浓度加快化学反应速率， 减小反应物的浓度减慢化学反应速率。 压强对化学反应速率的影响 （1） 对于有气体参加或气体生成的反应，在其他条件一定时，压强与浓度成正比，增大压强加快化学反应速率增大，减小压强减慢化学反应速率。 （2） 对于只涉及液体和固体的反应，压强的改变对化学反应速率几乎没有影响。 1、把下列4种X溶液，分别加入到4个盛有10mL2 mol/L盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓缓地进行反应，其中反应速率最大的是( ) A.20 mL,3 mol·L－1 B.20 mL,2 mol·L－1 C.10 mL,4 mol·L－1 D.10 mL,2 mol·L－1 解析：分析两溶液混合后c对v的影响时，应根据混合后溶液中反应物的浓度，而不是混合前溶液的浓度。 课堂练习 A 实验原理 实验操作 实验现象 实验结论 混合后均出现浑浊，但70 ℃热水一组首先出现浑浊 升高温度，化学反应速率增大 人教版课本P21页：温度对化学反应速率的影响 Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 影响 外因 单位体积内 活化分子数 有效碰撞次数 化学反应速率 升高温度 升高温度 增加 增加 增大 微观解释：温度对化学反应速率的影响 升高温度，化学反应速率增大(适用于所有化学反应) 范托夫近似规律：对于在溶液中发生的反应，T每升高10K， V增加到原来的2~4倍。 17 四、温度对化学反应速率的影响 规律：升高温度加快化学反应速率， 降低温度减慢化学反应速率。 升高温度 提高反应物分子能量 增大反应物间的碰撞频率 增大反应物形成过渡态比例 加快化学反应速率 2、反应3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，试回答： (1)增加Fe的量，其反应速率_____(填“增大”“不变”或“减小”，下同)。 (2)将容器的体积缩小一半，正反应速率______，逆反应速率______。 (3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，正反应速率______，逆反应速率_____。 (4)保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，正反应速率______，逆反应速率_____。 ⇌ 不变 增大 增大 不变 不变 减小 减小 课堂练习 原理 2H2O2 2H2O＋O2↑ 实验 操作 实验 现象 ①未加入MnO2时，带余烬的木条无明显变化 ②加MnO2后，锥形瓶内立即产生大量气泡，带余烬的木条复燃 结论 MnO2能加快H2O2的分解 人教版课本P22页：催化剂对化学反应速率的影响 原理 2H2O2 2H2O＋O2↑ 实验操作 产生气泡快慢 快 慢 结论 Cu2＋、Fe3＋对H2O2分解都有催化作用， 但Fe3＋催化作用较强 人教版课本P23页：催化剂对化学反应速率的影响 反应过程 能量 反应物 无催化剂过渡态 生成物 有催化剂过渡态 活化能Ea1 活化能Ea2 催化剂对化学反应速率的影响 减缓橡胶老化等可使用负催化剂，减慢化学反应速率 催化剂可同等程度的改变正、逆化学反应速率 五、催化剂对化学反应速率的影响 催化剂： 能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。 催化原理： （1）由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。 （2）催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率。 23 催化剂特点： （1）选择性 （2）高效性 催化剂可以较大幅度地降低反应的活化能，从而非常有效地提高化学反应速率。 某种催化剂对某一反应可能是活性很强的催化剂，但对其他反应就不一定具有催化作用。 （3）局限性 催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。 3、某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( ) A.反应过程a有催化剂参与 B.该反应为吸热反应，热效应等于ΔH C.使用催化剂，可改变该反应的活化能 D.有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1＋E2 课堂练习 C 条件变化 微观因素变化 V 分子 总数 活化分子百分数 活化分 子数目 单位体积内活化分子数目 有效碰撞 浓度 增大 压强 增大 温度 升高 催化剂 使用 外界条件对反应速率的影响 增加 不变 增加 增加 增加 加快 不变 不变 不变 增加 增加 加快 不变 增加 增加 增加 增加 加快 不变 增加 增加 增加 增加 加快 课堂小结 影响化学反应 速率的因素 内因 外因 浓度 温度 压强 催化剂 物质本身性质 增大反应物的浓度加快化学反应速率，减小反应物的浓度减慢化学反应速率。 有气体参加的反应，增大压强加快反应速率，减小压强减慢反应速率。 升高温度，加快反应速率，降低温度，减慢反应速率。 使用催化剂，降低反应活化能，加快反应速率。 $