2.1.1+化学反应速 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第一节 化学反应热速率 第1课时 化学反应速率 第二章 化学反应速率与化学平衡 1 1.了解化学反应速率的概念及其表示方法， 2. 掌握化学反应速率的计算方法和大小的比较 3. 学会化学反应速率的测定方法，通过对比的方法，发展基于变量关系的证据推理素养。 【学习目标】 在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的反应进行的快，有的进行的慢。 很快 较快 较慢 很慢 思考：如何科学衡量化学反应速率的快慢？ 新课引入 我们通过观察对比实验现象来定性描述化学反应的快慢。 定性描述 ①冒气泡快慢 ②颜色变化快慢 ③固体物质的减少快慢 ④出现浑浊的快慢 ⑤温度变化快慢 定量描述 一、化学反应速率 一、化学反应速率 1. 化学反应速率：用来衡量化学反应过程进行的快慢程度的物理量 3.公式： 4.常用单位： 通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示 （取正值） v(A) ＝ ＝ mol·L－1·s－1 或 mol·L－1·min－1 2. 表示方法： (平均速率) mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 注意：单位换算 【例1】反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在1L的密闭容器中进行，2S后，NO 的物质的量增加了0.4mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？ = 0.2mol / (L · s) △c (NO) = △n (NO) V = 0.4mol 1L = 0.4 mol · L -1 v (NO) = △c (NO) △t = 0.4mol · L -1 2s 一、化学反应速率 （1）反应速率都为正值 （2）反应速率指一段时间内的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率 （3） 一般不用固体或纯液体表示化学反应速率 固体或纯液体（液态水、液溴等）浓度为常数，Δc=0 （4）同一个反应，用不同的物质来表示 υ(A)，数值可能不同，但表示的意义相同——计算时必须指明具体物质 υ(A) 纯液体表示速率可用L/s或L/min，纯固体表示速率可用g/s或g/min 一、化学反应速率 5. 化学反应速率概念的理解 6. 化学反应速率的描述 对于一个化学反应： m A ＋ n B＝p C ＋ q D v(A)＝－ Δc(A) Δt v(B)＝－ Δc(B) Δt v(C)＝ Δc(C) Δt v(D)＝ Δc(D) Δt v(A)∶ v(B) ∶ v(C) ∶ v(D) ＝ m∶ n∶ p∶ q ＝ v(A) m ＝ v(B) n ＝ v(C) p v(D) q 一、化学反应速率 m n ＝ υ(A) υ(B) υ(B) n ＝ υ(A) m 【例2】在密闭容器中合成氨的反应 N2 + 3H2⇌2NH3，开始时 ，N2 的浓度为 4 mol/L，H2 的浓度为 12 mol/L，5 min 后 N2的浓度为 3 mol/L。分别用 N2、H2 、NH3浓度变化表示该化学反应速率。 v(N2)＝－ ＝ 0.2 mol/(L·min) Δc(N2) Δt Δc(N2) ＝3 mol/L－4 mol/L ＝-1 mol/L -1 mol/L 5 min ＝－ 3 1 ＝ v(H2) v(N2) 2 1 ＝ v(NH3) v(N2) v(H2) ＝ 0.6 mol/(L·min) v(NH3) ＝ 0.4 mol/(L·min) v(H2) ＝ 3×v(N2) v(NH3) ＝ 2×v(N2) 一、化学反应速率 (1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显(　　) (2)速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1 (　　) (3)由v＝ 计算平均速率，用反应物表示时为正值，用生成物表示时 为负值 (　　) (4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同(　　) (5)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物 浓度的增加 ( ) × × × √ 随堂检测 1.判断正误 × 2. X(s)+3Y(g) ⇌Z(g)　ΔH= -a kJ·mol-1。一定条件下，将2 mol X和2 mol Y通入容积为 2 L的恒容密闭容器中，反应10 s，测得生成 0.5 mol Z。 下列说法正确的是(　　) A. 10 s内，X的平均反应速率为 0.025 mol·L-1·s-1 B. 10 s内，X和Y反应放出的热量为 0.5a kJ C. 第10 s时，Y的反应速率为 0.075 mol·L-1·s-1 D. 10 s末，X为0.5 mol，Y的浓度为 0.5 mol·L-1 随堂检测 1、化学反应速率计算——三段式法计算 （1）写出有关反应的化学方程式。 （2）标出各物质的起始量、变化量、某时刻量（可用n，也可用c，但要求统一）。 （3）根据已知条件列方程式计算。 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) x 某时刻量(mol/L) a－x 相关计算： 变化量 起始量 转化率= ×100 ％ mA(g) ＋ nB(g) pC(g) ＋ qD(g) x n m b－ x n m x p m x q m x p m x q m 二、化学反应速率的计算 1、化学反应速率计算——三段式法计算 【例3】在1L的恒容密闭容器中，发生反应N2 + 3H2   2NH3，加入8molN2和20mol H2，5min末，测得容器中含有6mol的N2，求该反应的化学反应速率。 变化浓度(mol/L) N2 + 3H2   2NH3 起始浓度(mol/L) 8 20 0 5min末浓度(mol/L) 6 4 2 6 ∆c(N2) : ∆c(H2) : ∆c(NH3) = ∆n(N2) : ∆n(H2) : ∆n(NH3) = 1 : 3 : 2 同一容器 V相同 ∆n(N2) : ∆n(H2) : ∆n(NH3) = 1 : 3 : 2 14 4 二、化学反应速率的计算 变化的物质的量(mol) N2 + 3H2   2NH3 起始物质的量(mol) 8 20 0 5min末物质的量(mol) 6 4 2 6 由以上可知∶ v(N2) : v(H2) : v(NH3) = 0.4 : 1.2 : 0.8 = 1 : 3 : 2 【例3】在1L的恒容密闭容器中，发生反应N2 + 3H2   2NH3，加入8molN2和20mol H2，5min末，测得容器中含有6mol的N2，求该反应的化学反应速率。 v(N2)= =0.4mol/(L·min) v(H2)= =1.2mol/(L·min) v(NH3)= =0.8mol/(L·min) 14 4 二、化学反应速率的计算 1、化学反应速率计算——三段式法计算 归一法 比值法 若单位、物质不统一，则要换算成相同的物质和单位再比较。 比较化学反应速率与化学计量数的比值 如aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g) 说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率 v(A) a v(B) b > 看状态 排除 s 或 l 二、化学反应速率的计算 2、化学反应速率大小的比较 【例4】反应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D (g) 在四种不同情况下的反应速率为：①v(A)=0.15mol·L-1·s-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1。则该反应在不同条件下速率的快慢顺序为: 。 ④>③=②>① ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1 v(A)=0.2mol·L-1·s-1 v(A)=0.2mol·L-1·s-1 v(A)=0.225mol·L-1·s-1 v(A) 1 ① =0.15mol·L-1·s-1 v(B) 3 ② =0.2mol·L-1·s-1 v(C) 2 ③ =0.2mol·L-1·s-1 v(D) 2 ④ =0.225mol·L-1·s-1 ①v(A)=0.15mol·L-1·s-1 方法二：比值法 方法一：归一法 2、化学反应速率大小的比较 二、化学反应速率的计算 1. 已知 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)，若反应速率分别用(NH3)、(O2)、(NO)、(H2O)表示，则正确的关系是（ ） A. B. C. D. 【随堂检测】 A 【随堂检测】 2. 在密闭容器中,合成氨的反应 N2 ＋3H2⇌2NH3开始时 ，在不同反应条件下测得化学反应速率如下，其中化学反应速率由大到小的是 ___________________ C ＞A＞ B A. v(N2) ＝ 0.6 mol/(L·min) B. v(H2) ＝ 1.2 mol/(L·min) C. v(NH3)＝ 1.2 mol/(L·s) 【随堂检测】 3.反应4A（气）+5B（气）= 4C(气)+6D（气）在5L的密闭容器中进行，半分钟后，C的物质的量增加了0.3mol。下列论述正确的是（ ） A. A的平均反应速率是0.010 mol·L-1·s-1 B. 容器中含D的物质的量至少为0.45mol C.容器中A、B、C、D的物质的量比一定是4:5:4:6 D. 容器中A的物质的量一定增加了0.3mol B 以生成物的浓度变化为例： 浓度 时间 t1 t2 v(平均速率)= 割线斜率 C1 C2 v(瞬时速率)切线斜率 浓度 时间 t3 斜率大→速率快 斜率小→速率慢 三、化学反应速率的图像表征 (1) 反应物是________；生成物是________。 (2) 该反应化学方程式是__________________。 【例5】根据图像推断方程式 A和B C A ＋ B ⇌ C ∆c C始 C末 4 6 6 8 0 4 6 8 2 3 3 2 3A ＋ 2B ⇌3C 共存 【根据图像确定方程式三步走】 ① 看趋势：定反应物、生成物 ② 做差：求变化量，定系数 ③ 得方程式：看是否共存，定符号 三、化学反应速率的图像表征 四、化学反应速率的定量测定 化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度 υ＝ Δc Δt 实验原理： ①直接测Δc ②利用与浓度有关的变量间接测定 如：气体体积、体系压强、颜色深浅等 与该反应对应时间 通常测定与变化有关的各种物理量 2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 == K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + 10CO2↑ 可通过测定____________________来测定该反应的反应速率。 溶液褪色所需时间 紫红色高锰酸钾溶液， 具有强氧化性 被草酸还原后， 溶液的紫红色褪去。 气体体积 体系压强 四、化学反应速率的定量测定 通常测定与变化有关的各种物理量 CH3COOC2H5 + OH- → CH3COO- + C2H5OH H2SO4 + Ba（OH）2== BaSO4↓ + 2H2O H2(g) + I2(g) 2HI(g) 气体颜色 不能测体系的压强 浑浊度 电导率 浊度仪 电导率仪 pH pH计 四、化学反应速率的定量测定 测相同时间内产生气体的体积。 测产生相同气体所需的时间。 测量气体体积需注意： 待气体恢复至室温。 读数时调节量气管高度 使两测液面相平 量气管 Zn+H2SO4 == ZnSO4+H2↑ 四、化学反应速率的定量测定 有多少种方法测这个反应的速率？仪器和试剂、装置任选。发挥你的想象。 【实验探究II】在一定温度下，Zn与40 mL 1 mol/L H2SO4反应。测定0 ～3 min内的化学反应速率。 反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ ∆H<0 选择可观测、易操作的变量 实际上任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用，如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收。 1.单位时间内收集氢气的体积； 2.测相同时间内△m(Zn)。 3.用传感器测△c(Zn2＋)变化。 4.有pH传感器测相同时间内溶液中pH变化，即△c(H＋)。 5.相同时间内恒容容器中压强变化（气体参与）； 6.相同时间内绝热容器中温度变化。 四、化学反应速率的定量测定 1. 室温下，按如图所示的装置进行实验（实验过程中反应体系的温度保持不变），5 s 内消耗0.01 mol锌。下列说法正确的是(　　) A、5 s内：v(H2SO4)=0.01 mol·L-1·s-1 B、5 s内：v(Zn)=0.002 mol·L-1·s-1 C、若药品足量，再消耗 0.65 g Zn的时间超过 5 s D、可用长颈漏斗替换分液漏斗 C 【随堂检测】 课堂总结 定性描述：化学反应特征现象出现的快、慢 定量描述： 实验测定：控制单一变量，找与浓度相关 可测量、易操作变量 化学反应速率 Δc Δt υ ＝ Δn VΔt ＝ 如何表征化学反应速率 第一节 化学反应热速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 第二章 化学反应速率与化学平衡 29 1.通过实验探究影响化学反应速率的因素，建立“变量控制” 探究外界条件对化学反应速率影响的思维模型(难点)。 2.掌握外因对化学反应速率的影响规律(重点)。 【学习目标】 【新课导入】 铁、镁与同浓度的稀盐酸反应 冰箱储存食物 铁与不同浓度的稀盐酸反应 同浓度的双氧水加入不同催化剂 Fe Mg 影响化学反应速率的因素有哪些？ 如何探究这些影响因素？ 慢 快 慢 快 反应物本身的性质 浓度 温度 催化剂 提出问题→收集信息→提出假设→设计实验→实验探究→得出结论 铁、镁与同浓度的稀盐酸反应 1. 影响化学反应速率的本质因素——内因 在相同条件下，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。 金属活泼性：镁>铁 一、影响化学反应速率的因素 2. 影响化学反应速率的因素——外因 一、影响化学反应速率的因素 外界环境对化学反应速率的影响， 如：催化剂、温度、浓度、压强、固体表面积等。 3. 实验探究影响化学反应速率的因素 一、影响化学反应速率的因素 【提出问题】 浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率？ 【实验探究】 选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素。 【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。 3. 实验探究影响化学反应速率的因素 一、影响化学反应速率的因素 实验方法：控制变量法 影响因素 设计思路 物质本身结构、性质 较难调控 固体表面积 温度 浓度 催化剂 比较块状、粉末状固体 比较冷水、热水条件下 比较不同浓度反应物 比较有无催化剂加入 4、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， 反应物浓度越大 速率越快快。 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 一、影响化学反应速率的因素 实验步骤 水浴温度/℃ 0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 0.1 mol/L H2SO4溶液的体积/mL 出现浑浊的时间/s ① 冷水 2 2 ② 热水 2 2 实验结论 当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大，降低温度，化学反应速率减小。 87 16 5、温度对反应速率影响 一、影响化学反应速率的因素 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 6、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 注意： 1、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。 2、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。 3、催化剂具有一定的选择性。 一、影响化学反应速率的因素 7、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。 【例1】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 一、影响化学反应速率的因素 变量控制探究实验题的思维流程 明确影响实验的变量有哪些 确定变量 根据实验目的，控制变量，探究关系；逐一分析其他因素的影响结果。 定多变一 选择有效数据， 且变量统一， 作出正确判断。 数据有效 一、影响化学反应速率的因素 8、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 增大压强，容器体积减小 v= = = 一、影响化学反应速率的因素 【注意】 a. 压强对固体和液体（溶液）间的反应无影响 b. 对于反应物和生成物都有气体的可逆反应， 增大压强，正、逆反应速率都增大； 减小压强，正、逆反应速率都减小 c. 注意“真”变和“假”变。若体系的压强变化而使反应物或生 成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。 思考与讨论 （1）在恒容条件下，发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，向容器中通入氦气，化学反应速率如何变化？ （2）在恒压条件下，发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，向容器中通入氦气，化学反应速率如何变化？ ①增加C(s)的量 ②将容器的容积缩小一半 ③保持容积不变,充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变,充入N2使容器容积变大 A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 【例2】反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　)  A 一、影响化学反应速率的因素 1.活性炭与NO在一定条件下发生如下化学反应： C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)，其他条件不变，只改变一种条件： (1)再加入一定量的活性炭，反应速率______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入NO气体，反应速率_____，充入氮气，逆反应 速率_____。 (3)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，反应体系的压强_____，NO、N2、CO2的 浓度_____，反应速率_____。 (4)恒温恒压条件下，向反应体系中充入氦气，NO、N2、CO2的浓度_____，反应 速率_____。 【随堂检测】 不变 不变 减小 减小 不变 增大 增大 增大 A．OE段表示的平均反应速率最大 B．G点表示收集的CO2的量最多 C．OE、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比 为2︰6︰7 D．EF段，用盐酸表示该反应的平均速率为0.2 mol /（L·min） 2. 用纯净的CaCO3与100mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示（CO2的体积已折算为标准状况下的体积）。 下列分析正确的是（ ） 【随堂检测】 3. 恒温恒容的容器中进行反应N2O4(g) 2NO2(g) △H＞0， 若反应物浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需20s，那么，反应物浓度由 0.06mol/L降到0.024mol/L，需反应的时间为（ ） A．等于18s B．等于12s C．大于18s D．小于18s 【随堂检测】 物质本身的性质（主要因素） 外因 内因 温度 浓度 催化剂 其他因素 影响化学反应速率的因素 其他条件不变，c↑ ，v ↑ ；c↓ ，v ↓ 固体、纯液体物质的量改变不影响化学反应速率 其他条件不变，T↑， v ↑；T↓， v ↓ 正催化剂: 使v↑;负催化剂: 使v↓ 只影响速率，不改变能量和转化率 压强 有气体参与，引起浓度变化，p↑→c↑→v↑;p↓→c↑→v↓ 固体表面积、原电池、光、波等 课堂小结 第一节 化学反应热速率 第3课时 活化能 第二章 化学反应速率与化学平衡 48 1．知道化学反应是有历程的；认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；知道催化剂可以改变反应历程，能从控制化学反应速率的角度分析和选择反应条件。 2．能根据简单的碰撞理论说明温度、浓度、催化剂等是如何影响化学反应速率的。体会理论模型的构建过程，强化模型认知意识。 【学习目标】 影响化学反应速率的因素 内 因 外 因 接触面积 催化剂 压 强 浓 度 温 度 如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢? 【回顾旧知】 一、 基元反应与碰撞理论 研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。 例：2HI = H2 + I2 总反应 2HI → H2+2I·（慢） 基元反应I 2I· → I2 （快） 基元反应II 此基元反应表示2个HI分子碰撞，导致H—I键断裂、生成H—H键的过程。 然而并不是反应物分子每一次碰撞都能发生反应。 反应慢的基元反应I是决定整个反应的关键步骤，也称为整个反应的决速步骤。 化学反应是有历程的， 不同反应的历程不同，有的反应一步就能完成。 51 一、 基元反应与碰撞理论 1、基元反应：通过碰撞一步直接转化为产物的反应。 例如：NO2 + CO=NO + CO2 例如： 2HI=H2 + I2 第一步： 2HI → 2I• + H2 第二步： 2I• → I2 2、反应历程（反应机理）: 每一步反应都称为基元反应，这两个先后进行的基元反应反映了2HI=H2+I2的反应历程。 自由基 化学反应是有历程的， 不同反应的历程不同，有的反应一步就能完成。 52 基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须发生碰撞。 一、 基元反应与碰撞理论 【思考】是不是任何一次碰撞都能引发化学反应？ a.力量不够 b. 取向不好 c.好球，有效碰撞 一、 基元反应与碰撞理论 4、简单碰撞理论 1918年，路易斯提出了化学反应速率的简单碰撞理论。该理论认为：反应物分子间的碰撞是化学反应的先决条件；反应物分子间有效碰撞的频率（单位时间内的有效碰撞次数）越高，即应提高单位体积内活化分子数（或活化分子百分数），化学反应速率越大。 (课本P25)以气体的反应为例，任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。通常情况下，当气体的浓度为1mol/L时，在每立方厘米、每秒内反应物分子的碰撞可达到1028次。如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话，反应只需10-5就可以完成。任何气体的反应均可瞬间完成。但实际并非如此。这就说明并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 54 3、有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。 分子不停运动 接触 碰撞 有效碰撞 无效碰撞 发生有效碰撞的条件 （1）发生碰撞的分子必须有足够的能量； （2）分子发生碰撞时必须有合适的取向。 一、 基元反应与碰撞理论 (课本P25)以气体的反应为例，任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。通常情况下，当气体的浓度为1mol/L时，在每立方厘米、每秒内反应物分子的碰撞可达到1028次。如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话，反应只需10-5就可以完成。任何气体的反应均可瞬间完成。但实际并非如此。这就说明并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 55 甲烷气相热分解反应的化学方程式为2CH4→CH3—CH3＋H2， 该反应的机理如下： ①CH4→·CH3＋H·； ②___________________________； ③CH4＋H·→·CH3＋H2； ④·CH3＋H·→CH4。 补充反应②的方程式。 ·CH3＋CH4→CH3—CH3＋H· 【随堂检测】 1、活化分子：具有足够的能量能发生有效碰撞的分子。 (1)发生有效碰撞的分子一定是活化分子； (2)活化分子的碰撞不一定是有效碰撞(由于取向问题）。 注意： 二、 活化能与活化分子 2、活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差。 活化能越低，化学反应速率越快。 活化能(Ea) 活化能分子变成生成物放出的能量 ΔH=E1-E2 二、 活化能与活化分子 3、化学反应历程 普通分子 吸收 能量 活化分子 有效碰撞 发生反应 取向合适 二、 活化能与活化分子 有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的数目有关。 59 4、碰撞理论模型 二、 活化能与活化分子 所有可能碰撞 能量筛选 E＞Ea？ 取向筛选 无效碰撞 有效碰撞 否，E＜Ea 是，E＞Ea 方向不对 方向合适 生成产物 (1)活化能越低,普通分子就越容易变成活化分子。 (2)活化能越低，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数就越多，化学反应速率越快。 外部因素：浓度、温度、催化剂等 60 反应速率越大 单位时间内有效碰撞次数越 。 单位体积内活化分子数越 。 大 多 回顾： 简单碰撞理论解释化学反应速率增大的本质原因？ 其他条件相同时，改变某一反应条件→单位体积内活化分子数目增多（或减少）→单位时间内有效碰撞次数增多（或减少）→化学反应速率增大（或减小）。 思考与讨论（P28）： 如何用碰撞理论解释反应条件对化学反应速率的影响？ 三、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 1. 浓度对化学反应速率的影响 单位体积内 反应物分子总数 × 反应物中 活化分子的百分数 ＝ 单位体积内 活化分子数 有效碰撞次数 浓度增大一倍 活化分子 反应速率 三、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 2. 温度对化学反应速率的影响 升高温度 单位体积内 反应物分子总数 × 反应物中 活化分子的百分数 ＝ 单位体积内 活化分子数 有效碰撞次数 反应速率 三、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 体积缩小 单位体积内 反应物分子总数 × 反应物中 活化分子的百分数 ＝ 单位体积内 活化分子数 有效碰撞次数 反应速率 注意： 压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应； 2. “恒容”或“恒压”充入惰性气体的影响，分析浓度是否变化。 压强增大 3. 压强对化学反应速率的影响 三、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 活化分子 恒容时 充入非反应气体 （1）恒容充入惰性气体 在其它条件不变时，恒容条件下，充入无关气体，压强增大，但各物质浓度不变，反应速率不变； 3. 压强对化学反应速率的影响 三、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 3. 压强对化学反应速率的影响 在其它条件不变时，恒压条件下，充入无关气体，体积增大，各物质浓度减小，反应速率减慢； 活化分子 恒压时 充入非反应气体 （2）恒压充入惰性气体 三、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 影响 外因 单位体积内 有效碰撞几率 （次数） 化学反应速率 分子总数 活化分子数 加催化剂 不变 增加 加快 增加 二、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 4、催化剂对反应速率的影响 使用催化剂 降低活化能 活化分子百分数增大（活化分子数目增多） 有效碰撞次数增多 化学反应速率加快 活化分子百分数？ 4、催化剂对反应速率的影响 未使用催化剂时：反应的活化能为Ea 使用催化剂K后，反应分两步： 第一步：活化能为Eal 第二步：活化能为Ea2 这两个分步反应的活化能都比原来的Ea要小，因此反应速率加快。 又因为Ea1>Ea2，所以第一步是慢反应，第二步是快反应。 而整个反应的速率是由慢反应决定的，也叫“决速步骤”。所以第一步的活化能Eal 就是在催化剂条件下整个反应的活化能。 三、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 4、催化剂对反应速率的影响 催化剂具有选择性，不同反应有不同的催化剂； 01 对于可逆反应。催化剂同等程度影响正、逆反应的速率； 02 催化剂有一定的活化温度，不同催化剂的活化温度不同，温度过高，催化剂中毒（失活）； 03 拓展：催化剂的特性 三、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 外界条件对反应速率的影响 条件 变化 活化分子百分数 单位体积内 单位时间内有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子数目 浓度 增大 压强 增大 温度 升高 催化剂 使用 不变 增加 增加 增加 加快 不变 增加 增加 增加 加快 增加 不变 增加 增加 加快 增加 不变 增加 增加 加快 说明：对于可逆反应，升温、加压，加入催化剂既加快正反应速率又加快逆反应速率。 三、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 1. 下列说法错误的是( ) ①碰撞理论认为，反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应 ②活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 ③催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能 ④只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率 ⑤对于基元反应而言，温度升高，反应速率一定增加 A. ①④ B. ②④ C. ③⑤ D. ②⑤ B 2. 能改变反应物分子中活化分子百分数的条件是( ) ①浓度 ②压强 ③温度 ④催化剂 A. ①③ B. ②④ C. ③④ D. ①②③④ C 【随堂检测】 3.科学家在研究甲醇与水蒸气重整制氢气反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时的路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列错误的是 A.②中包含C—H的断裂过程 B.该历程中能垒(反应活化能)最小的是③ C.该反应的决速步骤为CHO*+3H*→CO*+4H* D.由此历程可知：CH3OH(g)　　CO(g)+2H2(g)　ΔH>0 【随堂检测】 （C） 2MnOeq \o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑ Lavf56.40.100 $