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第二课时 活化能和有效碰撞理论
第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率
普通
分子
活化能
活化分子
合理取向的碰撞
有效
碰撞
能量
新物质
活化能越低，单位体积内活化分子数越多，化学反应速率就会越快。
活化能与反应速率的关系
接下来让我们一起看一下外因是如何影响化学反应速率的吧！
除了通过数值来比较反应速率的大小，我们可不可以通过实验现象定性或定量的来比较速率的大小呢？
1、定性描述反应快慢
实验现象判断反应的快慢——定性描述
(1)观察产生气泡的快、慢
(2)观察试管中剩余锌粒的质量的多、少
(3)用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低
一、定性与定量研究影响化学反应速率的因素
2、定量描述反应快慢
(1)测定气体的体积或体系的压强
(2)测定物质的物质的量的变化
(3)测定物质或离子的浓度变化
(4)测定体系的温度或测定反应的热量变化
我们已经可以通过数值来比较反应速率的大小，那化学反应速率受什么因素的影响
二、影响化学反应速率的因素
(1)内因
反应物本身的性质是主要因素。
如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为 。
Mg>Al
(2)外因
外界因素有：反应物浓度、温度 、气体压强 、催化剂、
固体反应物的表面积等

实验装置
锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、
1mol/L的硫酸、4mol/L的硫酸
实验步骤
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
1、浓度对化学反应速率的影响
实验结果
试剂 所用时间 反应速率 结论
1mol/L的硫酸
4mol/L的硫酸 短
长
慢
快
当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率率增大，降低反应物浓度，化学反应速率减小
本质原因
反应物浓度增大
单位体积内分子总数增加，
活化分子百分数不变
活化分子数增多
有效碰撞的频率增加
反应速率增大
活化分子
增大浓度
2、温度对化学反应速率的影响
(1)反应原理：
(2)实验过程：
a.取两只试管，分别倒入5mL0.1mol/LNa2S2O3 溶液，标记为A1、A2；另取两只试管，分别倒入5mL0.1mol/LH2SO4 溶液，标记为B1、B2 。
b.将试管A1和B1放入装有冷水的烧杯中；将试管A2和B2放入装有热水的烧杯中。
c.两分钟后，分别将试管A1和B1、试管A2和B2混合后记录产生浑浊时间。
温度升高，反应速率增大；温度降低，反应速率减小；
(3)实验现象：
Na2S2O3 + H2SO4 =Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
试管A2和B2混合先产生浑浊。
(4)实验结论：
活化分子
低温
高温
本质原因
注意事项
（1）其他条件不变时，化学反应的速率随温度的升高而增大；
（2）反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小；
（3）一般地，温度每升高10℃，化学反应速率增大2～4倍。
3、催化剂对化学反应速率的影响
实验结论：
加入（正）催化剂，反应速率增大；
实验现象：
使用催化剂的锥形瓶中
的带火星的木条先复燃
正催化剂会改变反应的路径
正
催
化
剂
改变反应路径
反应所需
活化能↘
活化分子
百分数↗
有效碰
撞次数↗
反应速率↗
本质原因
注意事项
（1）当其他条件不变时，使用正催化剂，反应速率增大；
（2）催化剂只能改变反应速率，不能改变反应方向或反应热；
（3）对于可逆反应，同一催化剂能同等程度的改变正、逆反应的速率；
（4）催化剂有一定的选择性和活化温度；
（5）对于某一化学反应，不同的催化剂，催化效果不同。
[讨论]压强是否影响反应速率
压强仅对反应体系中有气体物质的反应速率有影响。
对无气体参加的反应速率影响可以忽略。
4、压强对化学反应速率的影响
对于气体来说，在相同温度下，压强越大，一定质量气体的体积越小，单位体积内气体的分子数越多。
增大压强（减小容器容积）相当于增大反应物的浓度，
化学反应速率增大；
减小压强（增大容器容积）相当于减小反应物的浓度，
化学反应速率减小。
增大压强
活化分子
对于有气体参加的反应：
增大压强，气体的体积
反应物的浓度
单位体积的活化分子数
单位时间内的有效碰撞次数
化学反应速率
减小
增大
增多
增多
增大
注意事项
压强的变化只影响有气体参加的反应的反应速率；
压强的改变对固体和液体物质的浓度影响不大，所以，压强的改变不影响固体和液体物质的反应速率。
本质原因
压强的“真变”与“假变”
恒容时加入稀有气体使压强增大，反应物和生成物的浓度都没有变化，所以化学反应速率不变。
恒压时加入稀有气体使体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，所以化学反应速率减小。
压强对速率的影响是通过改变气体的浓度来改变的；
若压强变化之后，气体的浓度未变，其化学反应速率不变。
总结：外因对速率影响的有效碰撞理论解释
条件变化 微观因素变化 化学
反应
速率
单位体积内分子总数 活化分子百分数 活化分子数目 分子平均运动速率 单位体积内活化分子总数 有效碰撞 浓度
压强
温度
催化剂
增大
增大
使用
升高
增加
增加
不变
不变
不变
不变
增加
增加
增加
增加
增加
增加
不变
不变
增加
不变
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增大
增大
增大
增大
内因
外 因
升高温度，化学反应速率增大
增大反应物浓度，化学反应速率增大
催化剂可以改变化学反应速率
有气体参加的反应，
①增大固体反应物的表面积（即粉碎成小颗粒），反应速率加快
②形成原电池，通常能加快反应速率
③超声波、电磁波、光照等也能影响反应速率
归纳总结——影响化学反应速率的因素
降低温度，化学反应速率减小
降低反应物浓度，化学反应速率减小
减小压强（增大容器容积），化学反应速率减小
增大压强（减小容器容积），化学反应速率增大
反应物的性质
反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快
温度
浓度
催化剂
压强
其他
增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（ ）；
对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（ ）；
升高温度使反应速率加快的主要原因是（ ）；
使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（ ）
A、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数
B、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加
C、 升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加
D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加
A
A
BC
D
下列说法正确的是（ ）
A.增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次 数增多
B.有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增大活化分 子的百分数，从而使反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活
化分子的百分数
D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千上万倍地增大反应速率
D
对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（ ）
A．温度 B．浓度 C．压强 D．催化剂
设C+CO2 2CO(正反应吸热)反应速率为v1；
N2+3H2 2NH3(正反应放热)反应速率为v2。
对于前述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为（ ）
A．同时增大 B． 同时减小
C.v1减少，v2增大 D． v1增大，v2减小

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