2.1 化学反应速率 第2课时（图文版知识清单）化学人教版选择性必修1

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 活化能) ◆知识点一影响化学反应速率的因素 1.实验探究一定性与定量研究影响化学反应速率的因素P26 (1)浓度对化学反应速率的影响 ①实验探究： 实验原理：2KMnO4+5H2C204+3H2S04一K2S04+2MnS04+10C02个+8H20 H20 实验1 实验2 实验步骤：取4mL0.01mol/L 实验步骤：取4mL0.01mol/L KMnO4溶液于试管中，再向其中 KMnO4溶液于试管中，再向其中 实验步骤 加入2mL0.1mol/LH2C204溶液 加入2mL0.2mol/LH2C204溶液 及现象 实验现象：KMnO4溶液褪色 实验现象：KMnO4溶液褪色 褪色时间：较0.1mo/LH2C204溶 褪色时间：褪色时间长 液褪色时间短 实验结论 H2C2O4浓度越大，KMnO4溶液褪色越快，反应速率也越大；反之， H2C204浓度越小，反应速率越小。 ②影响规律： 当其他条件相同时，增大反应物浓度， 反应速率加快； 减小反应物浓度，反 应速率减慢。 易错提醒 1.影响反应速率的是反应物生成物的浓度，而不是物质的量或反应物的总量。 2.溶液中发生离子反应时，与反应无关的离子浓度的大小对反应速率无影响， 如NaOH溶液和盐酸反应时，增大Na+和CI一的浓度，对该反应的反应速率无 影响。 3.固体反应物颗粒越小，其总表面积越大，与其它反应物 研磨 的接触面积越大，有效碰撞次数越多，反应速率越大， 故块状固体可以通过研磨以增大表面积来增大反应速率。 研磨 表面积增大 化学反应速率的影响因素-知识清单 (2) 压强对化学反应速率的影响 影响规律：对于气体反应来说，在一定温度下， 增大压强（减小容器体积），反应速率加快； 减小压强（增大容器体积），反应速率减慢。 增大压强，速率加快 0 减小压强，速率减慢 易错提醒 1.若参加反应的物质为固体或液体（溶液），由于压强的变化对它们的浓度几 乎无影响，可以认为反应速率不变。 2对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率和逆反应速率都增大； 减小压强，正反应速率和逆反应速率都减小。 (3) 温度对化学反应速率的影响 ①实验探究 实验原理 Na2S2O,+H2SO,=Na2SO+SO21+SJ+H2O 取两只试管，分别向两只试管中都加入5mL Na,S,O,+H,SO 速率加快 实验操作 0.1mol/L的疏酸和5mL0.1mol/L的Na2S203溶 液，然后将两只试管分别放入冷水和热水中。 实验现象 冷水和热水中的两组实验均出现浑浊，但热 水中的一组实验先出现浑浊。 实验结论 升高温度，Na2S,03与H2S0,的反应速率加快。 冷水 热水 ②影响规律 当其他条件不变时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。 ! 易错提醒 1.温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状 态的限制。升温时，化学反应速率增大；降温时，化学反应速率减小。 2对于可逆反应来说，升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，只是增大的程度 不同；同理，降低温度，正反应速率和逆反应速率均减小，只是减小的程度不同。 影响化学反应速率的因素-实验探究 A27272772277477777227222747222777427772727777777272277 (4)催化剂对化学反应速率的影响 ①实验探究 项目 内容 实验原理 2H202=2H20+02↑ 在两支试管中各加入2mL5%H202溶液， 实验操作 再向两支盛有H202溶液的试管中分别加入 0.1mol/L FeCl.3溶液和H,0各1mL,摇匀， 比较产生气泡的快慢。 H,O H202 实验现象 加入FeCl溶液的试管中，产生气泡快； 溶液 溶液 加入H20的试管中，产生气泡缓慢。 加FeCl,溶液加H,O 实验结论 加入催化剂能加快化学反应速率。 ②影响规律 催化剂能够改变反应速率。能够加快化学反应速率的 催化剂叫正催化剂，能减慢化学反应速率的催化剂 ★【特别提醒】 叫负催化剂。在实际应用中，如不特别说明，凡是说 默认催化剂=正催化剂。 催化剂都是指正催化剂。 【实验探究川】 (浓度对反应速率的影响) 试剂 所用 反应 时间 速率 结论 1mol/L 00 1mol/LH2SO 4mol/LH2SO H,SO c盛82效 锌粒 溶液 长 慢 溶液与锌反应比 ② 排水量气装置 1mol/LH2SO 4mol/LH2SO 短 快 溶液与锌反应 4mol/L 溶液 的速率快 H,SO 锌粒 注意事项 ①锌的颗粒（即表面积）大小基本相同 ②40mL的稀硫酸要迅速加入； 【特别提醒) ③装置气密性良好，且计时要迅速准确； 注意锌粒大小一致、加酸迅 ④气体收集可以用排水量气装置代替。 速、气密性好、排水法替代。 实验讨论： ①测定一定时间内产生的H,的体积； ②测定一段时间内H+的浓度变化； ②测定一段时间内锌粒的质量变化。 化学反应速率影响因素-知识清单 2影响化学反应速率的因素 (1)内因： 反应物本身的组成、结构和性质等因素。 (2)外因 A.温度 ①基本规律：温度越高，化学反应速率越快 ②经验规律：一般温度每升高10℃，其反应速率增加2~4倍 B.压强：气体反应的压强越大，化学反应速率越快 C浓度：浓度越大，化学反应速率越快 D.催化剂：使用适当的催化剂可以显著改变化学反应速率 E接触面积：反应物的颗粒越小，接触面积越大，化学反应速率越快 F.原电池：形成原电池，可以加快氧化还原反应的速率 易错提醒 1.温度 ①催化反应， 升高温度，催化剂可能失活，反应速率减慢 ②有机反应，升高温度，有可能发生副反应，主反应速率减慢 2.压强 ①改变非气体反应的压强，反应速率不变 ②改变等体反应的压强，V正和V逆变化幅度相同 3.浓度 ①固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反 应速率不变 ②加入固体物质，有可能改变接触面积，反应速率可能加快 4.充惰性气体问题 ①恒容容器通惰性气体，压强增大，浓度不变，速率不变 ②恒压容器通惰性气体，体积变大，浓度减小，速率减慢 化学反应速率与活化能-知识清单 ◆知识点二 活化能 1.有效碰撞理论 有效碰撞，指能够发生化学反应的碰撞。有效碰撞是发生化学反应的先决条件。 化学反应的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。反应物分子间的碰撞只有 少数碰撞能导致化学反应的发生，多数碰撞并不能导致反应的发生，是无效碰 撞。碰撞的频率越高，则化学反应速率就越大。研究发现，只有既具有足够的 能量又有合适的碰撞取向的分子碰撞，才是有效碰撞。 2.活化能和活化分子 (1)活化分子 【特别提醒】对于某一化学反应，一定 能够发生有效碰撞的分子。 条件下，反应物分子中活化分子的百 (2）活化能 分数是一定的。 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，叫做反应的活化能。 Ea(正) 如下图所示中的Ea(正)是反应的活化能， Ea(逆) Ea(逆)是活化分子变成生成物分子放出的能 器 反应物 量，能量差Ea(逆)一Ea(正)是反应热。活化 能越小，普通分子就越容易变成活化分子。 生成物 3.基元反应与反应历程 反应进程 (1)基元反应 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应叫基元反应，大多数 化学反应由多个基元反应组成。 决速步：活化 (2）反应历程（反应机理） 慢 能最大，速率 (决速步) 多个基元反应构成的反应序列就是反应历程。 最慢 (3)总反应速率的规律 快 活化能最大（速率最慢）的基元反应决定总反应速 率，这个步骤叫决速步；总反应速率由最慢反应中 活化能最大， 反应物的浓度决定。 速率最慢 (4)实例 H2(g)+2(g)=2Hl(g)的反应历程： ①L2=1+1(快) ②H2+2=2H(慢)，其中慢反应是整个反应的 决速步骤。 化学反应速率的影响因素与有效碰撞理论-知识清单 4,活化能与反应速率 在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。 活化能低→普通分子易变成活化分子→活化分子百分数大一→有效碰撞 次数多→反应速率快。 利用有效碰撞理论可以解释外界条件（浓度、温度、压强、催化剂对化 学反应速率的影响。 利用有效碰撞理论可以解释外界条件对化学反应速率的影响： 1.浓度对反应速率的影响 当其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占 的百分数是一定的，如果反应物浓度增大，则单位体积内活化分子的 数目增多，那么在单位时间内有效碰撞的次数也就相应增多，化学反 应速率也就增大了。 2.压强对反应速率的影响 增大压强 83 反应速率 加快 增大压强（减小容器体积）→相当于增大反 减小体积 应物浓度→单位体积活化分子数增多→反 减小压强 应速率加快； 。。 反应速率 减慢 减小压强（增大容器体积）→相当于减小反 增大体积 应物浓度→反应速率减慢。 【特别提醒】压强的改变对于气体反应速率 的影响，本质上是通过改变浓度来实现的。 3.温度对反应速率的影响 当其他条件不变时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分能 量较低的分子变成活化分子一→活化分子百分数增加一有效碰撞次数增 多→化学反应速率增大。因此，升高温度可以增大化学反应速率。 4. (正)催化剂对反应速率的影响 使用催化剂→降低反应所需的能量→更多的反应物分子成为活化 分子→大大增加单位体积内的活化分子百分数一成干成万倍地增 大化学反应速率。 核心总结 一、压强影响化学反应速率的几种情况 核心：看反应物浓度是否变化（浓度改变则速率改变，浓度不变则速率不变） 1.恒温恒容： 【特别提醒】对于有气体 充入反应气体→反应物浓度增大→速率加快 参加的反应，压强的改变 化必须引起反应物浓度的 改变，才能改变化学反应 →充入惰性气体→总压增大但反应物浓度不变→速率不变速率。 2.恒温恒压： 充入惰性气体→容器体积增大→反应物浓度减小→速率减慢 3.恒温时所有气体反应： 压缩体积一增大压强→气体反应物浓度增大→反应速率增大 二、活化分子、 有效碰撞与反应速率的关系总结 1.核心关系：活化分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 2.不同因素的影响本质： ①影响化学反应速率的内因一反应物的组成、结构和性质，决定了反应的活化能 的大小： ②使用催化剂可降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子 数增大，从而增大反应速率； ③升高反应体系的温度，吸收能量，可增大活化分子百分数，进而单位体积内活化分子 数增大，从而增大反应速率： ④增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活 化分子数增大，从而增大反应速率： ⑤增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不 变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率： ⑥增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数，从而增大反应速率。