2.1.2 影响化学反应速率的因素 活化能课件2026-2027学年高二化学上学期（人教版2019选择性必修1）

第二章 化学反应速率和化学平衡 第一节 化学反应速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 一、影响化学反应速率的因素 内因: 反应物的组成、结构和性质（决定性因素） (1)浓度：反应物浓度越大，速率越大 (2)压强：有气体参与的反应压强越大，速率越大 (3)温度：体系温度越高，速率越大 (4)催化剂：能大大改变速率 (5)固体表面积：块装固体反应速率小于粉末状固体反应速率。 (6)形成原电池：加快反应速率。 外因: 实验Ⅰ：定性探究影响化学反应速率的外界因素 (1)实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 2H2O2=====2H2O＋O2↑ 催化剂 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 浓度 温度 催化剂 (2)实验方案 (1)反应原理Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑ 有哪些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。 1单位时间内收集氢气的体积； 2收集相同体积氢气所需的时间； 3用pH传感器测相同时间内溶液中pH变化，即∆c(。 4用传感器测∆c(变化。 5测相同时间内∆m(Zn）。 6相同时间内恒容压强变化； 7相同时间内绝热容器种温度变化。 实验Ⅱ：定量测定并比较化学反应速率 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (2)实验过程 a.按如图所示安装两套装置,在锥形瓶内各盛有2 g锌粒(颗粒大小基本相同)。 b.取一套装置,通过分液漏斗加入40 mL 1 mol/L的硫酸溶液,测出收集10 mL H2所用的时间。 c.取另一套装置,通过分液漏斗加入40 mL 4 mol/L的硫酸溶液,测出收集10 mL H2所用的时间。 哪些是定量？哪些是变量？ 定量：锌粒颗粒大小和表面积大小、稀硫酸的体积、收集气体的体积、注射器的规格、导管长度、秒表、系统误差 变量：硫酸浓度、收集时间 实验Ⅱ：定量测定并比较化学反应速率 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (3)实验现象-数据处理 锌与硫酸反应产生气泡,收集10 mL H2所用的时间比较: 使用4 mol/L的硫酸溶液比使用1 mol/L的硫酸溶液所用的时间少。 (4)实验结论 4 mol/L的硫酸溶液与锌反应比1 mol/L的硫酸溶液与锌反应快。 (5)微观解释 4 mol/L的硫酸溶液与1 mol/L的硫酸溶液相比，什么离子浓度不同？用活化分子、有效碰撞理论解释。 实验Ⅱ：定量测定并比较化学反应速率 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 压强对化学反应速率的影响 ①研究对象——气体模型的理解 对于气体来说，在一定温度下，一定量的气体所占的体积与压强成反比。 其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大。 ②影响规律 对于有气体参加的化学反应，在相同温度下，增大压强(减小容器容积)，反应速率增大；减小压强(增大容器容积)，反应速率减小。 思考与讨论 ①恒容时加入稀有气体，化学反应速率如何变？ 充入Ne Ne分子 ②恒压时加入稀有气体，化学反应速率如何变？ 充入Ne 压强影响化学反应速率的实质： 通过改变体积或者加入稀有气体，使得浓度发生变化，从而改变反应速率。 在C(固)+CO2(气)=2CO(气) 的反应中。现采取下列措施： （1）增大压强 ；（2）增加碳的量 （3）通入CO2； （4）恒容下充入N2；（5）恒压下充入N2 哪些措施能够使反应速率增大？为什么？ 答案：（1）（3） 练习-1 练习-2 正误判断 (1)增加固体反应物的质量，化学反应速率增大(　　) (2)任何反应，增大压强，反应速率一定增大(　　) (3)恒温恒容密闭容器中发生全为气体的反应，若容器总压强增大，则反应速率一定增大(　　) (4)升高温度，吸热反应速率会加快而放热反应速率会减慢(　　) (5)某反应温度每升高10 ℃，速率变为原来的2倍，若温度升高30 ℃，则速率变为原来的6倍(　　) (6)锌与H2SO4反应，H2SO4的浓度越大，产生H2的速率越快(　　) (7)100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变(　　) (8)催化剂在反应过程中会参与反应，但反应前后自身的质量与化学性质不变(　　) 练习-3 1、相同温度条件下，将下列4种不同浓度的NaHCO3溶液，分别加入到4个盛有20 mL 0.06 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释至50 mL，NaHCO3溶液与盐酸反应产生CO2的速率由大到小的的顺序是_________________。 ①20 mL,0.03 mol·L－1 ②20 mL,0.02 mol·L－1 ③10 mL,0.04 mol·L－1 ④10 mL,0.02 mol·L－1 2、如下图所示，相同体积的a、b、c三密闭容器，其中c容器有一活塞，a、b两容器为定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器压强相等，一定条件下，发生2SO2+O2=2SO3的反应。问： 起始反应速率关系为Va ___Vb ___Vc ③ 如起始在a、c两容器中通入同量的N2，则此时三容器起始压强为Pa ___Pb 　Pc； ① 起始a、c两容器的反应速率大小关系为Va ___Vc； ② 反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va ___Vc ； 第二章 化学反应速率和化学平衡 第一节 化学反应速率 第3课时 碰撞理论 二、活化能 简单碰撞理论 如何解释浓度、温度、压强、催化剂等因素对化学反应速率的影响？ 先认识几个概念:阅读课本 1、基元反应 2、活化分子 3、活化能 4、有效碰撞 碰撞原理 普通 分子 活化 分子 有效 碰撞 新物质 活化能 合理取向的碰撞 化学反应速率越大 单位时间内有效碰撞的次数越多 单位体积内活化分子越多 思考与讨论 用碰撞理论解释： (1)当其他条件相同时，为什么增大反应物浓度会使化学反应速率加快，反之则减慢？ (2)当其他条件相同时，为什么升高温度会使化学反应速率加快，反之则减慢？ Q 活化分子数 Q/V 单位体积活化分子数 Q% 活化分子百分数 Q%/V 单位体积活化分子百分数 Q=Qualifier活化分子 3/20 6/40 1、浓度对化学反应速率的影响-微观解释/模型认知 其他条件不变时，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。 浓度对化学反应速率的影响注意事项 (1)固体或纯液体的浓度为常数,所以增加其用量时,化学反应速率不变。 (2)增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂,能增大化学反应速率。 (3)增大反应物浓度,即增大了单位体积内活化分子的数目,但活化分子的百分数没有增大。 浓度对化学反应速率的影响-----练习 例1：其他条件不变,增大反应物的浓度能增大反应速率的原因是(　　) A.单位体积内分子数增多 B.单位体积内活化分子数增多 C.活化分子百分数增大 D.单位体积内有效碰撞的次数增多 例2：常温下,下列四种酸溶液,能跟铝片反应放出H2且反应速率最快的是(　　) A.20 mL 18.4 mol·L-1的硫酸溶液 B.10 mL 3 mol·L-1的硫酸溶液 C.20 mL 5 mol·L-1的盐酸溶液 D.30 mL 4 mol·L-1的硝酸溶液 B B 浓度对化学反应速率的影响-----练习 例3：一定量的盐酸跟少量的铁粉反应时,为了减缓反应速率但不影响生成H2的总量,可向盐酸中加入(　　) A.KNO3溶液　　 B.NaCl溶液 C.铜粉　　　 D.硫酸铜晶体 例4：在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)+B(g)⇌ C(g),若反应物A的浓度从2 mol·L-1降到0.8 mol·L-1需20 s,那么反应物A的浓度由0.8 mol·L-1降到0.2 mol·L-1所需的反应时间(　　) A.等于10 s　　 B.大于10 s C.小于10 s　　 D.无法判断 B B 集体智慧： 1加水；2降温（冰水浴）；3适当的加入氢氧化钠； 4适当加入醋酸钠固体；5将铁粉换成铁球（片）； 6加入阻化剂 还有什么方法？ 浓度对化学反应速率的影响-----练习 例5：某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2 CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定反应速率v(Br2)。在一定温度下,获得如下实验数据: 实验 序号 初始浓度c/mol·L-1 溴颜色消失 所需时间/s CH3COCH3 HCl Br2 ① 0.80 0.20 0.001 0 290 ② 1.60 0.20 0.001 0 145 ③ 0.80 0.40 0.001 0 145 ④ 0.80 0.20 0.002 0 580 下列分析实验数据所得出的结论不正确的是(　　) A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大 B.实验②和③的v(Br2)相等 C.增大c(HCl),v(Br2)增大 D.增大c(Br2),v(Br2)增大 D Q Q/V Q% Q%/V 3/20 3/20 3/20 压强增大→气体体积减小→反应物浓度增大→反应速率增大。压强减小,则与之相反。 2、压强对化学反应速率的影响-----模型认知（对气体有效） 其他条件不变时，压强增大,反应速率增大;压强减小,反应速率减小。 恒温恒压速率减小 3/20 3/20 充入惰性气体 恒温恒容无影响 3/20 3/20 2、压强对化学反应速率的影响-----模型认知（对气体有效） 恒容 恒压 (1)压强对固体或液体(溶液)间的反应无影响。 (2)压强的改变实质是改变反应物的浓度，判断时看反应物的浓度是否发生改变,只有浓度改变了反应速率才会改变。 同时要注意通常所说的压强增大是指压缩加压。 2、压强对化学反应速率的影响-----模型认知（对气体有效） 压强对化学反应速率的影响-----练习 例6.反应C(s)+H2O(g)⇌ CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　) ①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变,充入N2使容器体积增大 ⑤保持体积不变，充入 Q Q/V Q% Q%/V 3/20 14/20 温度升高,反应速率增大;温度降低,反应速率减小。 3、温度对化学反应速率的影响-模型认知 (1)温度对化学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、逆反应速率均增大,只是增大的程度不同;同理,降低温度,正、逆反应速率均减小,只是减小的程度不同。 (3)许多实验表明:温度每升高10 ℃,反应速率通常增大到原来的2~4倍。 (4)一般情况下,温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大,也更易控制。 3、温度对化学反应速率的影响-模型认知 3/20 9/20 使用催化剂→改变反应的路径→降低反应的活化能→增大活化分子百分数→增大(加快)反应速率。 Q Q/V Q% Q%/V 4、催化剂对化学反应速率的影响-模型认知 催化剂一般加快反应速率 4、催化剂对化学反应速率的影响-模型认知 (1)有的催化剂能加快化学反应速率,有的催化剂能减慢化学反应速率,能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叫负催化剂。若不特别说明,凡是提到的催化剂均指正催化剂。 (2)可逆反应中催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。 (3)催化剂具有选择性和高效性。 (4)催化剂的催化效率 a.H2O2分解的实验中,FeCl3和CuSO4均有催化作用,但FeCl3催化效果更好。 b.KMnO4与H2C2O4的反应中,生成物Mn2+作催化剂。 c.淀粉水解实验中,H2SO4和淀粉酶均有催化作用,但淀粉酶催化效果更好。 4、催化剂对化学反应速率的影响-模型认知 例7：亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂,在常温下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(　　) A.酸使亚氯酸的氧化性增强 B.溶液中的H+起催化作用 C.溶液中的Cl-起催化作用 D.逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低 C 4、催化剂对化学反应速率的影响-模型认知 5、其他因素对化学反应速率的影响 例8：某探究小组通过测定H2O2分解过程中生成氧气的量来研究影响H2O2分解反应速率的因素,已知实验温度为315 K和273 K,每次实验使用3 mL 30% H2O2溶液。 编号 实验目的 温度/K 催化剂 (MnO2) 的质量/g Ⅰ 为以下实验作参照 　　　  　　　  Ⅱ 探究　　　　对该反应速率的影响  273 0 Ⅲ 探究催化剂对该反应速率的影响 315 3 ①曲线c表示实验　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中H2O2的浓度变  ②由该实验得出的结论是:　　　　　。  ③根据题中信息,写出一种保存H2O2溶液的方法:　　　　 小结 化学反应速率的影响因素有哪些？怎么影响？ 外部因素 适用物质 Q活化分子数 Q/V单位体积活化分子数 Q%活化分子百分数 Q%/V单位体积活化分子百分数 速率变化 增大反应物浓度 加压（压缩体积） 恒容充入惰性气体 恒压充入惰性气体 升高温度 加入催化剂 g,aq g g g s,l,g,aq s,l,g,aq Lavf52.84.0 $