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

该高中化学课件聚焦反应条件对反应速率的影响，涵盖浓度、压强、温度、催化剂等因素，通过“温故知新”回顾内因外因，结合实验探究（如H₂O₂与HI反应浓度实验）展开，以碰撞理论和活化能为核心构建从宏观现象到微观本质的学习支架。 其亮点在于实验数据驱动（表2-3-2浓度实验数据）、理论模型建构（速率方程、阿伦尼乌斯公式）及实际应用（氯氟烃催化臭氧分解）结合，通过科学探究（控制变量实验设计）和科学思维（微观碰撞理论解释宏观规律）培养核心素养，如浓度影响用实验数据推理结论，催化剂部分联系环境问题，助力学生形成化学观念，教师可提升教学效率与学生探究能力。

第三节 化学反应的速率 第二课时 反应条件对反应速率的影响 第二章 化学反应的方向 、 限度与速率 化学反应速率受到哪些因素影响？ • Na与水的反应比Mg与水的反应剧烈 反应物本身的性质 • 升温使双氧水分解更快 温度 • 用鼓风机鼓入更多空气促进柴火的燃烧 反应物的浓度 • 向H2O2 中加入MnO2后会迅速分解产生气泡 催化剂 • 压强升高会使NO2—N2O4 混合体系的颜色 更快趋向稳定 • Zn粉与硫酸反应比Zn块快 反应物接触面积 内 因 外 因 温故知新 压强 当c(H2O2)恒定时， 随c(HI)增大， 其反应速率v的变化趋势是__增 大 _， 若 c(HI)增大1倍， 其反应速率v的变化是_增 大 1倍 。 同理， 当c(HI)恒定时， 反应速率v与c(H2O2)之间有类似的变化规律。 \ 探究浓度对化学反应速率的影响 \ 探究浓度对化学反应速率的影响 反应速率方程 v＝kc(H2O2)·c(HI) 含义 表示单位浓度下的化学反应速率 意义 通常反应速率常数 k 越大， 反应进行得越快 影响因素 与浓度无关， 但受温度、 催化剂、 固体表面性质等因素的影响 1. 反应速率方程 用于定量地表示化学反应速率与参与反应的反应物浓度的关系 v＝kc(H2O2)·c(HI) \ 一、浓度对化学反应速率的影响 反应速率常数 一般规律：①增大反应物浓度， 反应速率增大， 减小反应物浓度， 反应速率减小； ②增大不同反应物的浓度， 对反应速率的影响不一定相同； ③对有些反应， 增大某一反应物的浓度对反应速率可能没影响。 反应速率方程是实验测定的结果， 不能随意根据反应的方程式直接写出。 \ 一、浓度对化学反应速率的影响 1. 反应速率方程 2. 浓度对化学反应速率的影响 对气体或溶液中发生的化学反应， 其他条件不变时， 增大反应物的浓 度可以增大化学反应速率； 减小反应物的浓度可以减小化学反应速率。 (1)碳酸钙与盐酸反应的过程中， 再增加CaCO3 固体， 可以加快反应速率(× )。 (2)铁与硫酸反应的过程中， 不断增大硫酸浓度， 可以一直加快反应速 率( × ) 。 浓硫酸 由于固体或纯液体的浓度可视为常数， 所以改变固体或纯液体的量， 对化学反应速率无影响。 \ 一、浓度对化学反应速率的影响 基元碰撞理论： 化学反应是反应物分子之间相互碰撞的结果， 但是 只有能量超过某一限度Ec （相当于活化能） 并碰撞方向合适才是真正 发生反应的有效碰撞。 分子运动一 相互碰撞 一 有效碰撞 一 化学反应 碰撞时有合适的空间取向 \ 基元反应碰撞理论 分子具有足够能量(活化分子) 分子具有足够能量(活化分子) 碰撞时有合适的空间取向 分子运动 相互碰撞 有效碰撞 \ 基元反应碰撞理论 能量不够 取向不对 有效碰撞 化学反应 活化能： 活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差 ①Ea 为正反应活化能， Ea越大， 正反应速率越低 ②Ea 9为逆反应活化能， Ea 9越大， 逆反应速率越低 ③ΔEa=Ea-Ea9为反应焓变 活化状态R* E a Ea, R 反应物 ΔE a P 生成物 对于某一化学反应来说， 在一定条件下， 反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 单位体积活化分子数 单位体积分子总数 \ 基元反应碰撞理论 活化分子的百分数 O 反应历程 * E ER EP 能 量 = 影响 外因 单位体积内 有效 碰撞 次数 化学反应速率 分子 总数 活化分子百分数 活化分子数 增大浓度 增加 不变 增加 增加 加快 【基元碰撞理论解释】 ·活化分子 \ 一、浓度对化学反应速率的影响 浓度增大一倍 增大压强 加快反应速率 减小压强 减慢反应速率 压强对于固体 、 液体或溶液中反应的影响可以忽略不计 （1） 基本规律(对于有气体参加或生成的反应) \ 二、压强对化学反应速率的影响 c(H2) 、 c(I2) 均增大v↑=kc(H2)↑c(I2)↑ 实质： 反应物浓度发生变化 使压强增大2倍 其他条件不变 压缩体积 影响 外因 单位体积内 有效 碰撞 次数 化学反应速率 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 增大压强(P↑V↓) 增加 不变 增加 增加 加快 \ 二、压强对化学反应速率的影响 （2） 碰撞理论解释 .-活化分子 \ 二、压强对化学反应速率的影响 【充入气体对压强的影响】 实验设计： 探究温度对反应速率的影响 待研究的变量 体系的温度 需控制不变的量 各组分的浓度、 催化剂等 思考： 通过什么现象来表征反应的速率？ 比较溶液出现浑浊的时间， 溶液越快出现浑浊， 说明反应速率越快。 实验原理： Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓ + H2O \ 探究温度对化学反应速率的影响 （1） 一般规律 对于大多数反应， 当其他条件不变时， 升高温度， 化学反 应速率加快， 降低温度， 化学反应速率减慢。 范托夫近似规律： 对于在溶液中发生的反应， 温度每升高10 K， 反应速率提高到原来的2～4倍 。 利用这个经验规律， 可以对一些化学反应的速率做粗略的估计。 为什么升高温度会增大化学反应速率， 是出于经验总结还是有理论依据? Jacobus Henricus van ‘tHof 范特霍夫 首位诺贝尔化学奖得主 \ 三、温度对化学反应速率的影响 ①温度通过影响反应速率常数， 从而影响化学反应速率 ②温度对不同反应的反应速率常数的影响幅度是不同的 \ 三、温度对化学反应速率的影响 k为反应速率常数； A为比例系数； e为自 然对数的底； R为理想气体常数； Ea 为活化能， 单位为 J·mol-1 或 kJ · mol-1。 不同反应的Ea 值不同， 导致升高温度， 反应速率常数增大的幅度不同， 化学反应速率随之提高幅度有差异。 由该公式还可知， Ea 值越大， 改变温度对反应速率的影响程度就越大。 \ 三、温度对化学反应速率的影响 Ea k = Ae RT - 阿伦尼乌斯 1903年获得诺贝尔化学奖 【阿伦尼乌斯公式】 影响 外因 单位体积内 有效 碰撞 次数 化学反应速率 分子 总数 活化分子百分数 活化分子数 升高温度 不变 增大 增加 增加 加快 \ 三、温度对化学反应速率的影响 （2） 碰撞理论解释 .-活化分子 的活化能 过渡态的能量与反应物的平 均能量之差 Ea 称为基元反应 活化能 活化能对化学反应速率的影响 过渡态 研究表明， 这个反应需经历一个高能量 基元反应 H2 + Cl · → HCl + H · 化学反应需要能量才能发生的实际原因 的中间状态， 此时形成一种旧键没有完 全断裂、 新键没有完全形成的过渡态 H-H键断裂 活化能 【基元过渡态理论】 H-Cl键形成 决速步骤和活化能 • 定义： 如果在一个反应历程中， 其中的一个基元步骤进行的速度远较其他速度慢， 则该步骤决定总的反应速率， 称决速步骤。 • 本质： 决速步的活化能(能垒)较高， 则此步基元反应速率较慢 活化能对化学反应速率的影响 活化能越高， 分子跨越能垒越难， 反应越难发生 中间产物 反应物 生成物 1.(2022·山东济宁教育科学研究院高二期末)科学家结合实验与计算机模拟结 果， 研究出了均相催化的思维模型。 总反应： A＋B―→AB(K为催化剂) 反应①： A＋K―→AK Ea1 反应②： AK＋B―→AB＋K Ea2 下列说法正确的是 A.第①步为快反应， 第②步为慢反应 B.升高温度使反应①的速率加快， 反应②的速率减慢 C.该反应的ΔH＝－Ea kJ·mol－ 1 √D.升高温度增大了活化分子百分数， 加快了反应速率 1.催化剂 (1)催化剂是能改变 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。 (2)催化剂先参与反应历程， 后催化剂再生成。 催化剂对化学反应速率的影响 请根据图表分析催化剂对化学反应速率有怎样的影响?与其他因素 相比， 催化剂的影响程度如何?为什么? 催化剂对化学反应速率的影响 ①使用催化剂可以降低反应的活化能， 增大化学反应的速率常数。 ②催化剂加快速率程度比温度、 压强、 浓度更大。 催化剂降低反应活化能具体是通过什么方法? (3)催化原理： 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。 氯氟烃光解产生的氯自由基的催化作用改变 了 臭氧分解反应的历程， 降低了反应的活化能， 加快了臭氧的分解速率。 催化剂对化学反应速率的影响 Ⅰ Ⅱ 2.催化剂的特点 (1)选择性 （专一性）： 某种催化剂对某一反应是活性很强的催化剂， 催化剂对化学反应速率的影响 如何加快主反应 Ⅰ 的同时， 不增强副反应 Ⅱ 的影响？ 研制加快 Ⅰ 反应的催化剂， 使环氧乙烷的生成速率加快 但对其他反应就不一定有催化作用。 2.催化剂的特点 (2)高效性： 可以较大 幅度地降低反应的活化能， 从而有效地提高化学反应速率。 催化剂对化学反应速率的影响 2.催化剂的特点 (3)催化剂不能改变化学反应的平衡常数， 不能改变平衡产率， 不能改变反应热， 只能改变化学反应速率。 (4)催化剂具有活性温度。 (5)有些物质的存在会使催化剂明显失效， 称为催化剂中毒。 催化剂对化学反应速率的影响 影响 外因 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子 总数 活化分子百分数 活化分子数 加催化剂 (活化能降低） 不变 增大 增加 增加 加快 催化剂对化学反应速率的影响 3.碰撞理论解释 说法正确的是 A.每活化一个氧分子吸收0.29 eV能量 B.水可使氧分子活化反应的活化能降 低0.42 eV C.氧分子的活化是C—O键的断裂与 O—O键的生成过程 √D.炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3 的催化剂 炭黑是雾霾中的重要颗粒物， 研究发现它可以活化氧分子， 生成活化氧， 活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示 。活化氧可以快速氧化SO2， 下列 变化结果 条件变化 活化能 单位体积分子总数 活化分子百分数 单位体积活化 分子数 有效碰撞次数 反应速率 增加反应物的浓度 不变 增多 不变 增多 增多 加快 增大压强 不变 增多 不变 增多 增多 加快 升高温度 不变 不变 增多 增多 增多 加快 使用催化剂 降低 不变 增多 增多 增多 加快 相互关系 单位体积活化分子数 = 单位体积分子总数×活化分子百分数 外界条件改变对化学反应速率的影响 改变速率的实质： 改变单位体积内活化分子的数目 通过调节浓度、 温度、 压强和催化剂改变反应速率 P 生成物 反应历程 活化状态R* E a Ea, R 反应物 ΔE a \ 基元反应碰撞理论 * E ER EP O 能 量 $