2.1.2 影响化学反应速率的因素 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦影响化学反应速率的外界因素，通过Zn与Fe和硫酸反应速率对比导入，先明确反应物性质是内因，再系统探究浓度、温度、压强、催化剂等外界因素，构建“内因-外因”学习支架。 其亮点是定性与定量实验结合，如Na₂S₂O₃与H₂SO₄的浑浊快慢定性实验和锌与硫酸收集H₂时间的定量实验，运用控制变量法，培养科学探究与实践能力。通过实验讨论和控制变量思维流程拓展，提升科学思维，帮助学生形成实验探究习惯，教师可高效开展探究式教学。

第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 1 导入一 在相同条件下,不同的化学反应会有不同的反应速率,这表明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。而浓度、压强、温度及催化剂等因素也会影响反应速率,那么这几种因素是如何影响化学反应速率的呢? 思路一 一、影响化学反应速率的外界因素 向两个均盛有浓度为 0.1 mol/L硫酸溶液的试管中加入同样大小的 Zn 片和 Fe 片,观察到 Zn 片表面产生气泡的速率快于 Fe 片,这说明了什么? 说明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。 那么影响化学反应速率的外界因素有哪些呢? 如何测定化学反应速率? 一、影响化学反应速率的外界因素 探究实验1:定性探究外界条件对化学反应速率的影响。 2.实验讨论:如何定性比较化学反应的快慢? 1.实验原理：Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O；2H2O2 O2↑+2H2O。 根据颜色变化的快慢、产生气泡的快慢、产生浑浊的快慢、固体减少的快慢…… 一、影响化学反应速率的外界因素 结论：其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大。 一、影响化学反应速率的外界因素 结论：其他条件相同时，增大反应物浓度,化学反应速率增大。 结论：其他条件相同时,使用催化剂,化学反应速率增大。 一、影响化学反应速率的外界因素 探究实验2:定量研究影响化学反应速率的外界因素 1.实验方案: (1)按如图所示组装实验装置。在锥形瓶内放入 2 g 锌粒，通过分液漏斗加入 40 mL 1 mol/L H2SO4溶液，测量并记录收集10 mL H2 所用时间。 (2)如果用 4 mol/L H2SO4溶液代替 1 mol/L H2SO4溶液重复上述实验，所用时间会增加还是减少? 一、影响化学反应速率的外界因素 2.实验结论 试剂 收集 10 mL H2 所用时间 反应速率 结论 锌粒与 4 mol/L H2SO4溶液 短 锌粒与 1 mol/L H2SO4溶液 长 快 慢 其他条件相同时, 增大反应物浓度, 化学反应速率增大 一、影响化学反应速率的外界因素 3.实验注意事项 (1)锌的颗粒(即比表面积)大小基本相同; (2)稀硫酸要迅速加入; (3)装置气密性良好,且计时要迅速准确。 一、影响化学反应速率的外界因素 4.实验讨论 (1)若测定速率偏大,从装置缺陷的角度分析可能的原因是什么? (2)除了测定氢气的体积外,还能设计哪些方案测定锌与稀硫酸反应的速率? (3)上述实验探究中,用到了哪些科学方法? 忽视了加入稀硫酸排出气体的体积。 恒容装置中,测定压强的变化；测定 H+ 的浓度变化；测定锌粒的 质量变化等。 对照实验法、控制变量法、科学归纳法。 一、影响化学反应速率的外界因素 拓展延伸：控制变量法探究实验题的思维流程 (1)确定变量———明确影响实验探究结果的因素可能有哪些。 (2)定多变一———根据实验目的,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题之间存在怎 样的关系;同样的方法确定另一种因素的影响结果。 (3)数据有效———选择数据(设置实验)要有效,且变量统一,否则无法做出正确判断。 一、影响化学反应速率的外界因素 小试牛刀 正误判断。 (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)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。( ) (3))可用装置 测定过氧化氢分解的化学反应速率。 ( ) (4))锌与 H2SO4反应，H2SO4的浓度越大,产生 H2 的速率越快。 ( ) × √ × × 一、化学反应速率 2.(1)亚氯酸盐(如 NaClO2)可用作漂白剂,常温、不见光时可保存一年,但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解:5HClO2 4ClO2↑+H+ + Cl- +2H2O,分解时刚加入硫酸反应缓慢,随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为______________________。 (2)H2O2 分解制 O2 的实验中,在 10% H2O2 溶液中未加催化剂,试管口带火星的木条没有明显变化。加入 MnO2 粉末,溶液中迅速产生大量气泡,木条立刻复燃;若加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液,溶液中产生气泡比较快,木条复燃;若加入 1 mL 0.1 mol·L－1 CuCl2溶液,溶液中产生气泡比较慢,一段时间后木条复燃。由此可知催化剂的催化效果_________________。 溶液中的Cl- 起催化作用 MnO2>Fe3+ >Cu2+ 二、外界条件对化学反应速率的影响规律 外界条件对化学反应速率的影响规律 1.浓度:在一般情况下,当其他条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率增大;降低反应物的浓度,化学反应速率减小。 特别提醒： (1)浓度的变化对化学反应速率的影响适用于有气体或溶液参与的反应。 (2)实际参加反应的离子浓度的变化,才会引起反应速率的改变。 二、外界条件对化学反应速率的影响规律 2.压强:对于有气体参加的反应,若其他条件相同时,增大压强(缩小容器容积),化学反应速率加快;减小压强(增大容器容积),化学反应速率减小(压强对反应速率的影响是通过浓度对反应速率的影响实现的)。 恒温恒容时:充入气体反应物→总压强增大→浓度增大→速率加快;充入“无关”气体→总压强增大→参与反应的物质的浓度不变→化学反应速率不变。 恒温恒压时:充入“无关”气体→容器体积增大→气体反应物浓度减小→化学反应速率减慢。 二、外界条件对化学反应速率的影响规律 特别提醒： (1)适用于有气体参与的反应。 (2)压强的改变一般通过改变容器的体积达到。 二、外界条件对化学反应速率的影响规律 3.温度:在一般情况下,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 特别提醒： (1)大量实验表明,温度每升高 10℃,化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。 (2)无论是吸热反应还是放热反应,升高温度,化学反应速率都增大;降低温度,化学反应速率都减小。 (3)对于可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都增大;降低温度,正、逆反应速率都减小。 二、外界条件对化学反应速率的影响规律 4.催化剂:其他条件相同时,使用催化剂,可以改变(增大或减慢)化学反应速率。 5.其他因素:接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场等。 二、外界条件对化学反应速率的影响规律 小试牛刀 正误判断。 (1)增加少量固体反应物的质量,化学反应速率增大。 ( ) (2)100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌片反应,加入适量的 NaCl溶液,化学反应速率不变。( ) (3))升高温度,吸热反应速率会加快而放热反应速率会减慢。 ( ) (4)恒容体系发生反应:2SO2+O2 2SO3 ΔH<0,升高温度,v(正)增大，v(逆)减小。 ( ) × × × × 二、外界条件对化学反应速率的影响规律 (5)无论任何反应,若增大压强,化学反应速率一定增大。 ( ) (6)恒温恒容条件下,密闭容器中发生全为气体的反应,若容器总压强增大,则化学反应速率一定增大。( ) × × 二、外界条件对化学反应速率的影响规律 1.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,化学反应速率_____ (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,化学反应速率_____ ,原因是________________________________________________________。 (3)恒温恒压条件下,向反应体系中充入氦气,化学反应速率____,原因是______________________________________________________________。 增大 增大反应物的浓度,化学反应速率增大 不变 减小 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 恒压条件下,充入氦气,容积增大,反应物和生成物的浓度减小,化学反应速率减小 思路二 影响化学反应速率的外界因素 探究实验1：浓度对化学反应速率的影响。 实验目的 试剂种类及用量 实验现象 结论 探究浓度对化学反应速率的影响 5 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液 2 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液 5 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液 2 mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 均出现黄色沉淀, 且滴加 0.5 mol/L H2SO4 溶液的试管中先出现黄色沉淀 浓度越大,化 学反应速率 越快 结论：在一般情况下,当其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大;降低反应物浓度,化学反应速率减小。 影响化学反应速率的外界因素 浓度对化学反应速率的影响的注意事项 (1)固体和纯液体的浓度可视为常数,改变其物质的量,对化学反应速率无影响。 (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,要具体分析化学反应速率的变化。如铁与稀硫酸反应,在一定浓度范围内化学反应速率与浓度有关,但常温下铁遇浓硫酸发生钝化。 (3)固体物质的化学反应速率与其表面积有关,表面积越大,化学反应速率就越快,故块状固体可通过研磨来增大表面积,从而加快化学反应速率。 (4)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。 影响化学反应速率的外界因素 探究实验2：温度对化学反应速率的影响。 实验目的 试剂种类及用量 温度 实验现象 结论 探究温度对化学反应速率的影响 5 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液 5 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液 蒸馏水 5 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液 5 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液 热水 均出现黄色沉淀,且使用热水的试管中先出现黄色沉淀 温度越高,化学反应速率越快 结论：在一般情况下,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。 影响化学反应速率的外界因素 温度对化学反应速率的影响的注意事项 (1)温度对化学反应速率的影响适用于任何反应,无论是放热反应还是吸热反应。升高温度,化学反应速率都增大;降低温度,化学反应速率都减小。 (2)对于可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都增大;降低温度,正、逆反应速率都减小。 (3)大量实验证明,温度每升高 10℃,化学反应速率通常增大为原来的2~4 倍,利用这一规律可以对一些化学反应速率进行粗略估算。 影响化学反应速率的外界因素 探究实验3：催化剂对化学反应速率的影响。 实验目的 试剂种类及用量 实验现象 结论 探究催化剂对化学 反应速率的影响 5% H2O2 溶液 5% H2O2 溶液+0.5 mol/L FeCl3 溶液 产生气泡 不明显 催化剂可加快化学反应速率 结论：在一般情况下，当其他条件相同时，加催化剂能改变化学反应速率。 产生大量气泡 影响化学反应速率的外界因素 催化剂对化学反应速率的影响的注意事项 (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)同一催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率。 (3)同一反应,用不同催化剂,化学反应速率不相同。正催化剂加快化学反应速率,负催化剂减慢化学反应速率(不说明一般指正催化剂)。 (4)规律:①选用合适的催化剂,能使化学反应速率增大;②反应物之间同时发生多个反应时,催化剂有选择性,可以提高目标产物的比率。 影响化学反应速率的外界因素 压强对化学反应速率的影响 针对有气体的反应,增大压强(减小容器体积)→反应物浓度增大→化学反应速率加快,反之,化学反应速率减慢;对只有固体或纯液体参加的反应,压强变化几乎不影响化学反应速率。 影响化学反应速率的外界因素 (1)恒温时:缩小体积 →压强增大 →物质浓度增大 →化学反应速率增大。 (2)恒温恒容时: ①充入气体反应物 →总压强增大 →该物质浓度增大 →化学反应速率增大。 ②充入“无关气体”(如 He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体) →总压强增大 →反应混合物中各组分浓度不变 →化学反应速率不变。 (3)恒温恒压时:充入“无关气体” →容器容积增大 →气体反应物浓度减小 →化学反应速率减小。 总结 外界条件对化学反应速率的影响规律 1.浓度:在一般情况下,当其他条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率加快;降低反应物的浓度,化学反应速率减小。 2.压强:在一般情况下,当其他条件相同时,增大压强,化学反应速率加快:减小压强,化学反应速率减慢。 (1)恒温恒容时:充入气体反应物→总压增大→浓度增大→化学反应速率加快;充入稀有气体→总压增大→反应混合物中各组分浓度不变→化学反应速率不变。 32 总结 (2)恒温恒压时:充入稀有气体→容器容积增大→气体反应物浓度减小→化学反应速率减慢。 3.温度:在一般情况下,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。 4.催化剂:在一般情况下,当其他条件相同时,正催化剂加快化学反应速率:逆催化剂减慢化学反应速率。 5.其他因素:接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场等, 33 课堂练习 1.以 v(H2)表示锌与稀硫酸的反应速率,向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是 ( ) A.加入 NH4HSO4固体,v(H2)不变 B.加入少量硫酸钠固体,v(H2)减小 C.加入CH3COONa固体,v(H2)减小 D.滴加少量CuSO4溶液,v(H2)减小 C 课堂练习 2.在一密闭容器中充入 1 mol N2 和 3 mol H2,在一定温度下使其发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,下列操作中能使其反应速率减慢的有 ( ) ①保持容器容积不变,向其中充入1 mol N2 ②保持容器容积不变,向其中充入 1 mol Ar ③保持容器内压强不变,向其中充入 1 mol Ar ④保持容器内压强不变,向其中充入 1 mol N2 和 3 mol H2 ⑤保持其他条件不变,增大容器体积 A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 B 课堂练习 B 3.下列条件下,化学反应 A+B C+D 的反应速率最大的一组是( ) A.常温下含 A 和 B 各 0.001 mol 的溶液 20 mL B.常温下含 A 和 B 各 0.01 mol 的溶液 100 mL C.常温下 0.05 mol·L－1的 A、B 溶液各10 mL混合 D.标准状况下 0.2 mol·L－1的 A、B溶液各 20 mL 混合 课堂练习 4.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。 请回答下列问题: 课堂练习 (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溶液的浓度对化学 反应速率的影响 探究温度对化学反应速率的影响 保证各实验方案中混 合液的体积相等 谢谢观看 $