2022-2023學(xué)年魯科版選擇性必修1 第2章 第3節(jié)　第2課時(shí)　影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 課件（37張）

1、第2課時(shí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素學(xué)習(xí)目標(biāo)通過實(shí)驗(yàn)探究,掌握溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。任務(wù)分項(xiàng)突破課堂小結(jié)提升學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)任務(wù)分項(xiàng)突破學(xué)習(xí)任務(wù)1濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響自主梳理1.化學(xué)反應(yīng)速率理論(1)碰撞理論:基元反應(yīng)碰撞理論認(rèn)為,化學(xué)反應(yīng)之所以能發(fā)生,是反應(yīng)物分子之間互相碰撞的結(jié)果,但只有能量超過某一限度Ec(相當(dāng)于活化能)并滿足一定方向要求的活化分子之間的碰撞,才是真正發(fā)生反應(yīng)的有效碰撞。(2)過渡態(tài)理論:基元反應(yīng)過渡態(tài)理論認(rèn)為,基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到產(chǎn)物的變化過程中要經(jīng)歷一個(gè)中間狀態(tài),這個(gè)狀態(tài)稱為過渡態(tài)。過渡態(tài)是反應(yīng)過程中具有 的一種結(jié)構(gòu)狀態(tài), 能量與反應(yīng)物的 之差

2、Ea稱為基元反應(yīng)的 。微點(diǎn)撥:過渡態(tài)就是一種舊鍵快要斷裂但還沒有徹底斷裂,新鍵將要形成但還沒有徹底形成的特殊狀態(tài)?；罨茉诜磻?yīng)歷程圖中也叫“能壘”。2.濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)影響規(guī)律:其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率 ;減小反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率 。高能量過渡態(tài)平均能量活化能增大減小(2)碰撞理論解釋:反應(yīng)物濃度增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞幾率增加反應(yīng)速率加快;反之,反應(yīng)速率減慢。3.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)影響規(guī)律:對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),在相同溫度下,增大壓強(qiáng)(減小容器容積),反應(yīng)速率 ;減小壓強(qiáng)(增大容器容積),反應(yīng)速率 。(2)碰撞理論解釋:

3、增大壓強(qiáng)氣體體積縮小反應(yīng)物濃度增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞幾率增加反應(yīng)速率加快;反之,反應(yīng)速率減慢。即壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,可轉(zhuǎn)化成濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。微點(diǎn)撥:濃度、壓強(qiáng)改變均不能改變分子的能量,所以不會(huì)影響活化分子百分比,但是可以影響“單位體積”內(nèi)活化分子數(shù)目,因此可以影響“有效碰撞”幾率進(jìn)而影響化學(xué)反應(yīng)速率。增大減小互動(dòng)探究雙氧水應(yīng)用非常廣泛。紡織、造紙工業(yè)可以用作纖維的漂白劑;有機(jī)工業(yè)可以作氧化劑;環(huán)境保護(hù)可處理各種有害廢水。為探究濃度對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn),MnO2放在氣球中,實(shí)驗(yàn)時(shí)將MnO2同時(shí)倒入試管中,在反應(yīng)結(jié)束前的某一

4、時(shí)間同時(shí)觀察,現(xiàn)象如圖所示。探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響問題1:上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)該加入多少毫升10%H2O2溶液?加幾克 MnO2?提示:10 mL 10% H2O2溶液,1 g MnO2。問題2:實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)象是什么?據(jù)此得出什么結(jié)論?提示:氣球膨脹比氣球快。結(jié)論是c(H2O2)越大,H2O2分解速率越快。問題3:實(shí)驗(yàn)證明H2O2用MnO2催化分解的反應(yīng)速率方程為v=kc(H2O2),常溫下此反應(yīng)速率常數(shù)k=0.06 min-1,以H2O2濃度為橫坐標(biāo),反應(yīng)速率為縱坐標(biāo),則此方程數(shù)學(xué)圖像是什么形狀?提示:一條直線,此直線的斜率就是速率常數(shù)k。問題4:一個(gè)反應(yīng)速率方程與化學(xué)方程式系數(shù)有沒有關(guān)系?速率常數(shù)

5、與哪些因素有關(guān)?提示:沒有關(guān)系,速率方程完全是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定出來的。速率常數(shù)與溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素有關(guān),但與濃度無關(guān)。問題5:氣體濃度與壓強(qiáng)有什么關(guān)系?溶液或固體壓強(qiáng)與濃度有無關(guān)系?提示:氣體濃度與壓強(qiáng)成正比,所以氣體壓強(qiáng)改變可以從濃度角度分析對(duì)反應(yīng)速率的影響。溶液或固體濃度不受壓強(qiáng)影響,固體、液體極難壓縮,因此無氣體參與的反應(yīng),改變壓強(qiáng),反應(yīng)速率不受影響。歸納拓展壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),改變壓強(qiáng),對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起了濃度的改變。所以,在討論壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí),應(yīng)分析濃度如何變化。對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)體系,有以下幾種情況:(1)恒溫時(shí):

6、增大壓強(qiáng),體積縮小,濃度增大,化學(xué)反應(yīng)速率增大。(2)恒容時(shí):充入氣體反應(yīng)物,濃度增大,總壓增大,化學(xué)反應(yīng)速率增大;充入“惰性氣體”(與反應(yīng)中各物質(zhì)無關(guān)的氣體),總壓增大,但反應(yīng)中各氣體的濃度不變(分壓不變),則化學(xué)反應(yīng)速率不變。(3)恒壓時(shí):充入“惰性氣體”,體積增大,各物質(zhì)的濃度減小,化學(xué)反應(yīng)速率減小。題組例練D解析:充入CO,增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率增大,故A不符合題意;充入CO2,增大產(chǎn)物的濃度,反應(yīng)速率增大,故B不符合題意;投入CaO,可以吸收水蒸氣、二氧化碳,反應(yīng)速率改變,故C不符合題意;容積固定的密閉容器充入He,反應(yīng)物、產(chǎn)物濃度均不變,反應(yīng)速率不變,故D符合題意。D解析:將鐵

7、片變成鐵粉,可以增大反應(yīng)物的接觸面積,反應(yīng)速率加快,A不符合題意;將容器的容積縮小一半,H2O(g)和H2(g)的濃度增大,反應(yīng)速率加快,B不符合題意;壓強(qiáng)不變,充入N2使容器容積增大,H2O(g)和H2(g)的濃度減小,反應(yīng)速率減慢,C不符合題意;保持容積不變,充入N2使容器壓強(qiáng)增大,H2O(g)和H2(g)的濃度不變,反應(yīng)速率幾乎不變,D符合題意。題后悟道純固體、純液體濃度為常數(shù)。純氣體濃度與壓強(qiáng)有關(guān)系,壓強(qiáng)越大,濃度越大?；旌蠚怏w可以看作“氣態(tài)溶液”。充惰性氣體時(shí)要考慮容器恒容、恒壓條件對(duì)氣體濃度的影響,從濃度角度來分析。學(xué)習(xí)任務(wù)2溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響自主梳理1.溫度對(duì)化學(xué)反

8、應(yīng)速率的影響(1)影響規(guī)律:其他條件相同時(shí),升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率 ;降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率 。(2)碰撞理論解釋:升高溫度活化分子的百分?jǐn)?shù)增大單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞幾率增加反應(yīng)速率加快;反之,反應(yīng)速率減慢。2.催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)影響規(guī)律:當(dāng)其他條件不變時(shí),使用催化劑,化學(xué)反應(yīng)速率 。加快減慢加快(2)碰撞理論解釋:使用催化劑改變了反應(yīng)的路徑,反應(yīng)的活化能降低活化分子的百分?jǐn)?shù)增大單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞幾率增加反應(yīng)速率加快。微點(diǎn)撥:溫度升高導(dǎo)致分子能量上升,因此可以提高活化分子百分比。催化劑通過大幅度降低活化能,也可以大幅度提高活化分子百分比。因此溫度、催化劑均可以較大幅度影響化學(xué)反應(yīng)速率

9、?；?dòng)探究草酸是一種有機(jī)物,化學(xué)式為H2C2O4,是生物體的一種代謝產(chǎn)物,二元弱酸,廣泛分布于植物、動(dòng)物和真菌體中。下面以草酸與KMnO4反應(yīng)實(shí)驗(yàn)來探究溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響。在4 mL 0.005 molL-1酸性KMnO4溶液中加入0.4 mL 10 molL-1的草酸溶液,將盛有混合液的試管放入50 水浴里加熱2 min,另做一組室溫下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)50 褪色時(shí)間為16 s,室溫(25 )褪色時(shí)間為129 s。探究溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響問題1:實(shí)驗(yàn)褪色原因是什么?問題2:根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)褪色快慢可以得出什么結(jié)論?提示:溫度越高,反應(yīng)越快。問題3:深入研究發(fā)現(xiàn),KMnO4

10、反應(yīng)產(chǎn)生的Mn2+對(duì)此反應(yīng)起到催化作用。如何通過實(shí)驗(yàn)證明?提示:做兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn),兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的草酸溶液、酸性KMnO4溶液濃度均相同。一個(gè)實(shí)驗(yàn)加入1滴 0.1 molL-1的MnSO4溶液,另一個(gè)實(shí)驗(yàn)加入1滴0.1 molL-1的Na2SO4溶液,發(fā)現(xiàn)前者褪色速度快于后者。問題4:催化劑為何能大幅度提高反應(yīng)速率?提示:催化劑通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,因而加快了反應(yīng)速率。歸納拓展催化劑對(duì)活化能的影響圖中E1是未加催化劑時(shí)的正反應(yīng)活化能,E2是未加催化劑時(shí)逆反應(yīng)活化能,E3是加了催化劑之后的正反應(yīng)活化能,E4是加了催化劑之后的逆反應(yīng)活化能。從圖中看出H=E1-E2=E3-E4,因此催

11、化劑對(duì)H沒有影響。另外可以看出催化劑“同等程度”降低正、逆反應(yīng)活化能,所以也會(huì)“同等程度”提高正、逆反應(yīng)速率,所以催化劑不會(huì)破壞平衡,即不會(huì)引起平衡移動(dòng)。題點(diǎn)一溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1.(2021河南鄭州期中)某探究性學(xué)習(xí)小組用相同質(zhì)量的鋅和相同濃度的足量的稀鹽酸反應(yīng)得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。題組例練D實(shí)驗(yàn)編號(hào)鋅的狀態(tài)反應(yīng)溫度/收集100 mL氫氣所需時(shí)間/s薄片15200薄片2590粉末2510下列說法錯(cuò)誤的是( )A.該實(shí)驗(yàn)的目的是探究反應(yīng)物接觸面積、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài).實(shí)驗(yàn)和表明溫度越高,反應(yīng)速率越快C.實(shí)驗(yàn)和表明反應(yīng)物接觸面積對(duì)反應(yīng)速率的影響很大D.實(shí)驗(yàn)、和最終產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量不相同

12、解析:由表格中的數(shù)據(jù)可知,鋅的狀態(tài)不同、溫度不同,則實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄糠磻?yīng)物接觸面積、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,A項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)和中溫度不同,其他條件相同,溫度高的反應(yīng)速率快,B項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)和中鋅的狀態(tài)不同,表明反應(yīng)物接觸面積對(duì)反應(yīng)速率的影響很大,C項(xiàng)正確;三個(gè)實(shí)驗(yàn)均是用相同質(zhì)量的鋅和足量的稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,產(chǎn)生氫氣的量由Zn的量決定,因此實(shí)驗(yàn)、和最終產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。DA.正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B.正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都變小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都變小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)解

13、析:降低溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)減小,正、逆反應(yīng)速率都減小,又因該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則降低溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故D正確。題點(diǎn)二催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響3.(2021湖南長(zhǎng)沙期中)一氧化碳與氫氣的反應(yīng)歷程如圖,其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下列說法不正確的是( )B下列說法不正確的是( )A.H=-198 kJmol-1B.反應(yīng)的S”“=”或“解析:.(1)根據(jù)圖像,t2時(shí)刻沒有達(dá)到平衡,n(M)逐漸增多,n(N)逐漸減少,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,v(正)v(逆)。答案:(2)0.251918年,Lewis提出反應(yīng)速率的碰撞理論:反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的先決條件,但并不

14、是每次碰撞都能引起反應(yīng),只有少數(shù)碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞。根據(jù)碰撞理論解答下列問題。.在一定溫度下,4 L密閉容器內(nèi)某一反應(yīng)中氣體M、氣體N的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。(2)若t2=2 min,反應(yīng)開始至t2時(shí)刻,M的平均化學(xué)反應(yīng)速率v(M)=molL-1min-1。1918年,Lewis提出反應(yīng)速率的碰撞理論:反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的先決條件,但并不是每次碰撞都能引起反應(yīng),只有少數(shù)碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞。根據(jù)碰撞理論解答下列問題。.在一定溫度下,4 L密閉容器內(nèi)某一反應(yīng)中氣體M、氣體N的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。(3)t1、t2、t3三個(gè)時(shí)刻中處于平衡狀態(tài)的時(shí)刻為。答案:(3)t3解析:(3)反應(yīng)達(dá)到平衡,各組分的物質(zhì)的量保持不變,因此達(dá)到平衡的是t3。1918年,Lewis提出反應(yīng)速率的碰撞理論:反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的先決條件,但并不是每次碰撞都能引起反應(yīng),只有少數(shù)碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞。根據(jù)碰撞理論解答下列問題。.在一定溫度下,4 L密閉容器內(nèi)某一反應(yīng)中氣體M、氣體N的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。(4)如果升高溫度,則v(逆) (填