2.1 化学反应速率 第2课时（教学课件）化学苏教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响，通过“食物放冰箱、矿石粉碎”等生活情境问题导入，衔接化学反应速率概念，以实验观察、碰撞理论及活化分子理论为学习支架，构建宏观现象与微观本质的联系。 其亮点在于融合科学探究与实践和科学思维，通过硫代硫酸钠与硫酸反应等实验归纳规律，用碰撞理论解释微观机制，典例剖析与当堂检测强化应用。培养学生证据推理和模型建构能力，帮助教师实现分层教学，提升学生对化学变化规律的理解与应用能力。

苏教版选择性必修 1 专题2 化学反应速率与化学平衡 第2课时 影响化学反应速率的因素 第一单元 化学反应速率 压强对反应速率的影响 2 浓度对反应速率的影响 1 3 温度对反应速率的影响 4 催化剂对反应速率的影响 1.观察比较各种现象、过程发生的快慢，分析不同条件对化学反应速率的影响。 2.了解控制化学反应速率对生产、生活的意义。 重点：1.掌握浓度、温度、催化剂对反应速率的影响规律。 2.能用活化分子、有效碰撞解释浓度、温度、催化剂对速率的影响本质。 难点：1.催化剂的作用机制。 2.多因素综合影响的分析。 能否人为控制化学反应速率？ 食物为何放入冰箱？ 矿石为何粉碎？ 食物为何真空包装 浓度对反应速率的影响 01 一、浓度对反应速率的影响 任务一 讨论：影响化学反应速率的因素有哪些？ 回顾所学，比较金属和水的反应的化学反应速率，尝试归纳影响他们反应速率的因素有什么？ 钠和冷水反应 ； 镁和冷水反应 ； 铝和冷水、热水都 。 剧烈 缓慢 不反应 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。 一、浓度对反应速率的影响 压强 浓度 内因 催化剂 温度 在相同条件下，反应速率首先是由反应物自身的性质决定的。 即：内因是最主要因素 一、浓度对反应速率的影响 任务二 观察思考：硫代硫酸钠溶液与稀硫酸的反应 实验原理： Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 一、浓度对反应速率的影响 实验现象 实验结论 均出现浑浊，先后顺序为___________ c(Na2S2O3)增大，产生浑浊的速率_______ A、B、C 加快 理论和实验研究表明： 其他条件相同时，C(反应物)↑，V ↑；C(反应物)↓，V ↓。 【思考交流】本实验能否通过观察产生气泡的快慢比较反应速率的大小？并阐述理由。 不能，SO2易溶于水，二者溶液浓度较小，可能无明显气泡 一、浓度对反应速率的影响 任务三 浓度对反应速率影响的微观解释 碰撞理论：碰撞理论是一种较直观的反应速率理论。该理论认为，反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应，反应速率的大小与单位时间内反应物分子间的碰撞次数成正比。但是，不是每次碰撞都能发生反应。 能发生反应的碰撞称为有效碰撞。 一、浓度对反应速率的影响 01 发生碰撞的分子具有足够高的能量 02 分子在一定的方向上发生碰撞 有效碰撞必须满足的条件： 一、浓度对反应速率的影响 化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞的分子 活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差 活化分子 活化能 反应物分子 平均能量 能量 E2 反应过程 ΔH E1 生成物 反应物 O 正反应的 活化能 逆反应的 活化能 生成物分子 平均能量 活化分子平均能量 一、浓度对反应速率的影响 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 反应过程中没有任何中间产物生成 一、浓度对反应速率的影响 更多的化学反应过程分为多步进行 2HI H2 + I2 第一步： 2HI → 2I• + H2 第二步： 2I• → I2 每个基元反应都有对应的活化能。基元反应的活化能越大（即：活化分子少），反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应速率就越慢。 一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。 一、浓度对反应速率的影响 微观解释：当增加反应物的浓度（即：分子总数）时，单位体积内反应物的活化分子数目增多，反应物发生有效碰撞的次数增多，反应速率增大。 增加浓度 活化分子 普通分子 一、浓度对反应速率的影响 (1)活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 (2)化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞 (3)减小反应物的浓度，可降低单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数减少 (4)增加固体反应物的质量，化学反应速率增大 (5)100 mL 2 mol·L-1盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变 × √ × × × 一、浓度对化学反应速率的影响 浓度对化学反应速率的影响注意事项 (1)对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，其质量改变不影响化学反应速率。 (2)固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。 (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的改变。 总结与归纳 【例1】为探究锌与稀硫酸的反应速率以v(H2)表示，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.加入少量水，v(H2)减小 D.滴加少量CuSO4溶液，v(H2)减小 C 【变式1】对反应A+B　　AB来说，常温下按以下情况进行反应： ①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol ②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol ③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL混合 ④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL混合 四者反应速率的大小关系是 A.②>①>④>③ B.④>③>②>① C.①>②>④>③ D.①>②>③>④ A 压强对反应速率的影响 02 二、压强对反应速率的影响 任务四 研究对象——气体模型的理解 在1 L密闭容器中充入一定量的N2和H2，在一定的温度和压强下反应生成氨气。当使容器的体积缩小时，化学反应的速率会发生如何变化？ 二、压强对反应速率的影响 压强增大， 体积减小， 反应物浓度增大， 反应速率增大 加压 减压 C(B)＝ n (B) V 二、压强对反应速率的影响 任务五 压强对反应速率影响的微观解释 反之，反应速率减慢。 增大压强 气体体积缩小 反应物浓度增大 单位体积内活化分子数目增多 单位时间内有效碰撞几率增加 反应速率加快 二、压强对反应速率的影响 注意事项 (1)压强对反应速率的影响可以归结为浓度改变对反应速率的影响，适用于有气体参加的反应。 (2)对于固体、液体之间或在溶液中进行的反应而言，改变压强对它们体积的影响很小，因此可以忽略压强改变对反应速率的影响。 总结与归纳 二、压强对反应速率的影响 任务六 思考交流 【思考交流】对于有气体物质参加的反应，改变反应体系的压强，是否会对化学反应速率产生影响？如何判断？请根据下述问题进行归纳总结。 增大压强容积减小浓度增大化学反应速率增大。 充入“惰性气体” 总压强增大，但各物质的浓度不发生变化，所以化学反应速率不变。 充入“惰性气体”容器容积增大浓度减小化学反应速率减小。 【问题1】恒温时怎么样？ 【问题2】恒温恒容时怎么样？ 【问题3】恒温恒容时怎么样？ 【问题4】恒温恒压时时怎么样？ 充入气体反应物总压强增大浓度增大化学反应速率增大 【例2】在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH<0。(用“加快”、“减慢”、“不变”填空) （1）保持容器容积不变，再向其中充入1molH2，反应速率_____ 。 （2）保持容器容积不变，再向其中充入1molN2(不参加反应)，反应速率 _____。 （3）保持容器内气体的压强不变，再向其中充入1molN2，反应速率_____。 （4）保持容器容积不变，再向其中充入1molH2和1molI2，反应速率_____。 （5）保持容器内气体的压强不变，再向其中充入1molH2和1molI2，反应速率_____。 （1）加快（2）不变（3）减慢（4）加快（5）不变 【变式1】对于反应：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑，下列判断正确的是 A.用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B.不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D.用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 A 温度对反应速率的影响 03 三、温度对反应速率的影响 任务七 观察思考：酸性高锰酸钾溶液与草酸的反应 实验原理： 通过改变反应温度观察反应速率的快慢。 2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4=K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O 三、温度对反应速率的影响 溶液紫红色褪去所需时间长短： 甲>丙>乙 反应物的温度越高，反应速率越快 对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。 温度对反应速率的影响规律： 三、温度对反应速率的影响 任务八 温度对反应速率影响的微观解释 其他条件相同时，升高温度→分子总数不变，单位体积内活化分子数目增多→单位体积内活化分子百分数增多→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。 简单碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响 【例3】对于反应：4A(s)+2B(g)　　3C(g)，下列说法正确的是 A.体积不变，充入惰性气体，反应速率减慢 B.其他条件不变，降低温度，反应速率减慢 C.其他条件不变，增大压强，活化分子百分数增大，化学反应速率加快 D.若增加或减少A的物质的量，反应速率一定会发生明显的变化 B 【变式1】某小组设计如图所示实验，探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是 A.该实验探究的是温度对反应速率 的影响 B.该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同 C.实验中，H2O2的浓度不宜过大 D.温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，反应速率相同 D 催化剂对反应速率的影响 04 四、催化剂对反应速率的影响 任务九 观察思考：过氧化氢分解反应 实验原理：2H2O2　　　 2H2O+O2↑。 通过使用不同催化剂观察反应速率的快慢。 四、催化剂对反应速率的影响 实验现象 实验结论 A、B两试管立即产生 ，C试管产生气泡很慢 FeCl3、MnO2对H2O2的分解都有催化作用，都能加快H2O2的分解 大量气泡 影响规律：当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率 。 增大 四、催化剂对反应速率的影响 2、催化剂有选择性，不同的化学反应的催化剂不相同，催化剂具有一定的活化温度。 注意 1、催化剂对可逆反应的正、逆反应的速率影响相同。 催化剂用于汽车尾气的净化 四、催化剂对反应速率的影响 任务十 催化剂对反应速率影响的微观解释 过渡态理论： 反应物分子并不只是通过简单的碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。 这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。 四、催化剂对反应速率的影响 有催化剂参与的反应，活化能（Ea1）较小，则反应速率较大； 而没有催化剂参与的反应，活化能（Ea2）较大，则反应速率较小。 四、催化剂对反应速率的影响 当其他条件相同时，使用催化剂，改变反应历程 →活化能降低 →单位V内，分子总数不变，活化分子数增加 →活化分子百分数增多 →单位V、t内，有效碰撞次数增多 →化学反应速率增大 四、催化剂对反应速率的影响 酶的催化作用 高效的催化活性 高度的选择性 特殊的温度效应 01 02 03 四、催化剂对反应速率的影响 外界条件对活化分子、活化能的影响 条件变化 条件变化 浓度 浓度 压强 压强 条件变化 条件变化 增大 减小 增大(减小容器容积) 减小(增大容器容积) 活化能 活化能 不变 不变 不变 不变 单位体积内 分子总数 增多 减少 增多 减少 单位体积内 活化分子数 增多 减少 增多 减少 活化分子百分数 活化分子百分数 不变 不变 不变 不变 单位时间内有效碰撞的次数 单位时间内有效碰撞的次数 增多 减少 增多 减少 化学反应 速率 化学反应 速率 增大 减小 增大 减小 总结与归纳 四、催化剂对反应速率的影响 条件变化 条件变化 温度 温度 使用催化剂 条件变化 条件变化 升高 降低 使用催化剂 活化能 活化能 不变 不变 减小 单位体积内 分子总数 不变 不变 不变 单位体积内 活化分子数 增多 减少 增多 活化分子百分数 活化分子百分数 增大 减小 增大 单位时间内有效碰撞的次数 单位时间内有效碰撞的次数 增多 减少 增多 化学反应速率 化学反应速率 增大 减小 增大 四、催化剂对反应速率的影响 还有哪些影响化学反应速率的因素？ · 粗锌制氢气 ·药物研制中使用特定溶剂 · 次氯酸的分解 光照 原电池 溶剂 电磁波、超声波 ·工业生产 【例4】某反应过程能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A.反应过程b有催化剂参与 B.该反应为放热反应 C.升高温度，v正增大，v逆减小 D.有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1 C 【变式1】已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I-的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2+I-===H2O+IO-(慢)、H2O2+IO-===H2O+O2+I-(快)。下列有关该反应的说法不正确的是 A.总反应中v(H2O2)∶v(O2)=2∶1 B.H2O2的分解速率与I-的浓度有关 C.该反应的催化剂是I-，而不是IO- D.由于催化剂的加入降低了反应的活化能，使该反应的活化能低于98 kJ·mol-1 D 不良反应 单位时间内、 单位体积内 有效碰撞次数增多 增大化学 反应速率 升高温度 催化剂 增大反应物浓度 增大气体压强 单位体积内 活化分子 百分数增大 单位体积内 活化分子数增大 简单碰撞理论解释反应条件对化学反应速率的影响 1.反应2CO2+6H2　　　　 CH2==CH2+4H2O可用于合成烯烃。下列有关说法错误的是 A.增大压强可增大该反应速率 B.降低温度能减小该反应速率 C.增大H2的浓度能增大该反应速率 D.若反应中加入足量的H2，可使CO2 100%转化为CH2==CH2 D 2.下列说法正确的是 A.活化能接近零的反应，当反应物相互接触时，反应瞬间完成，而且温 度对其反应速率几乎没有影响 B.增大反应物的浓度是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率的 C.人们把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，把活化分子具有的能 量叫做活化能 D.活化能的大小不仅意味着一般分子成为活化分子的难易，也会对化学 反应前后的能量变化产生影响 A D 3.下列说法正确的是 A.对于反应A(s)+B(g)　　C(g)+D(g)，加入A，反应速率加快 B.2NO2　　N2O4(正反应放热)，升高温度，反应速率减慢 C.一定温度下，反应N2(g)+3H2(g)　　　　2NH3(g)在密闭容器中进行， 恒压时充入He，不改变反应速率 D.100 mL 2 mol·L-1稀盐酸与锌反应时，加入少量硫酸铜固体，生成氢气 的速率加快 4．在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p Pa，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)+I2(g)　　2HI(g)　ΔH<0，改变下列条件能加快化学反应速率的是 A.保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应) B.保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2 C.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应) D.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g) B 5.已知反应：2NO(g)+Br2(g)　　2NOBr(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)，其反应机理如下： ①NO(g)+Br2(g)　　NOBr2(g)　快 ②NO(g)+NOBr2(g)　　2NOBr(g)　慢 下列有关该反应的说法正确的是 A.该反应的速率主要取决于①的快慢 B.NOBr2是该反应的催化剂 C.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1 D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 C 感谢观看 更多练习见分层作业 苏教版选择性必修 1