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(共39张PPT)
第一节 化学反应速率
课时2 影响化学反应速率的因素
壹
贰
影响化学反应速率的因素
活化能
知识导航
本节重点
本节难点
课堂导入
影响一个化学反应的速率因素有哪些？
如：通常情况下，Mg、Al与稀盐酸的反应哪个剧烈？为什么？这说明化学反应速率的决定因素是什么？
探究课堂
1.内因：反应物的组成、结构和性质是主要因素。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
影响因素 影响结果(其他条件不变)
浓度 固体或纯液体 浓度为常数，增加反应物的量，反应速率不变(固体物质的表面积影响反应速率)
气体或溶液 增大反应物的浓度，反应速率加快
升高温度 反应速率加快
增大压强(缩小体积) 对于气体，反应速率加快
使用正催化剂 反应速率加快
探究课堂
2HI→H2+2I
2I →I2
例：2HI=H2+I2，实际上是经过下列两步反应完成的：
基元反应
基元反应
反应历程
或反应机理
(1)每一步反应称为基元反应
(2)多步基元反应反映了反应历程
大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。
基元反应
活化能和有效碰撞
探究课堂
(3)决定速率的步骤是最慢的一个基元反应
(4)基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞
如：总反应：H2O2 + 2H+ +2Br－=Br2 + 2H2O
第一步：H2O2＋H+＋Br－→HOBr＋H2O (慢反应)
第二步：HOBr＋Br－＋H+ →Br2＋H2O (快反应）
HBrO：中间产物或中间体
探究课堂
力量不够
取向不好
好球！有效碰撞
借鉴投篮——获得灵感
是不是所有的碰撞都能引发反应？
探究课堂
有效碰撞
化学反应的实质：旧的化学键断裂，新的化学键形成
HI分解反应中分子碰撞示意
能够发生化学反应的碰撞
足够的能量；合适的取向
有效碰撞的频率越高，反应速率越快
(1)概念：
(2)条件：
(3)与反应速率的关系：
碰撞时取向不合适
碰撞时能量不足
有效碰撞
探究课堂
活化分子
具有足够能量，能够发生有效碰撞的分子叫活化分子
注意：
(1)能量不足的分子获取能量后也能变成活化分子
(2)发生有效碰撞的分子一定是活化分子；
(3)活化分子的碰撞不一定是有效碰撞(由于取向问题)
(4) 有效碰撞的次数与单位体积内活化分子数有关。
(5)其他条件不变时，同一反应活化分子在反应物中所占的百分数是一定的。
活化分子百分数的判断：
活化分子百分数 =
活化分子数
反应物分子数
×100%
将相应的词拖到合适位置
探究课堂
图中：E1为 ，使用催化剂时的活化能为 ，反应热为 。(注：E2为逆反应的活化能)
正反应的活化能
E3
E1－E2
活化能
活化能：活化分子具有的平均能量与______________具有的平均能量之差。
反应物分子
注：活化能越小,普通分子就越容易变成活化分子。活化能越低，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数就越多，化学反应速率越快。
探究课堂
新物质
一个反应经历的过程：
普通
分子
活化能
活化
分子
合理取向
的碰撞
有效
碰撞
能量
学习小结
探究课堂
浓度的影响
用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
实验表明：
其反应物浓度化学反应速率他条件相同时，增大反应物浓度反应速率增大；减小减小。
编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 出现浑浊的快慢 反应温度
浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 1 0.1 5 0.1 5 室温
2 0.1 5 0.5 5 室温
较慢
Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ↑＋S ↓＋H2O
较快
实验探究
影响外因 单位体积内 有效碰撞 次数 化学反应
速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大浓度
探究课堂
注意：对于固体或纯液体，反应速率与接触面积有关
增加
增加
增加
加快
不变
用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
微观解释
探究课堂
【例】将盐酸滴到碳酸钠粉末上，能使反应的最初速率加快的是（ ）
A.盐酸浓度增加一倍，用量减至1/2
B.盐酸浓度不变，使用量增大一倍
C.增大Na2CO3粉末的量
【例】用铁片与稀硫酸反应制取H2时,下列措施不能使H2生成速率加大的是（ ）
A.加热
B.不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液
D.不用铁片，改用铁粉
A
B
探究课堂
压强的影响
对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比。
结论：对于有气体参加的反应来说，增大压强，化学反应速率加快。减小压强，化学反应速率减慢。
影响外因 单位体积内 有效碰撞 次数 化学反应
速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大压强
探究课堂
增加
增加
增加
加快
不变
对气体来说，增大压强即增加反应物的浓度
微观解释
探究课堂
解答压强对化学反应速率影响的关键——弄清“真”变还是“假”变
若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。如：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
(1) 恒温恒容时
①充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大。
②充入不参与反应的气体(如He、N2等)→引起总压增大，各物质的浓度不变→反应速率不变。
(2) 恒温恒压时
充入不参与反应的气体(如He、N2等)→引起体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减小。
探究课堂
【例】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( )
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变，充入N2使容器体积变大
E.保持压强不变，充入CO使容器体积变大
AC
真变
假变
真变
真变
探究课堂
温度的影响
※ 其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反应速率减小。
实验表明：
编号 水浴 温度/℃ 0.1 mol/L Na2S2O3 溶液的体积/mL 0.1 mol/L H2SO4 溶液的体积/mL 出现浑浊
所用时间
1 20 5 5
2 70 5 5
长
短
Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ↑＋S ↓＋H2O
实验探究
影响外因 单位体积内 有效碰撞 次数 化学反应
速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数 升高温度
探究课堂
不变
增加
增加
加快
增加
次要原因：温度升高，分子运动速度加快，碰撞次数增多，反应速率增大。
微观解释
探究课堂
【原因】
温度升高，反应物的活化分子百分数增加，分子运动加快，活化分子碰撞的次数增加，反应速率增大。
【规律】
(2)据测定温度每升高10 ℃ ，化学反应速率增大2～4倍。
(1)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。
【例】在10℃时某化学反应速率为0.1mol·L-1·s-1，若温度每升高10℃反应速率增加到原来的2倍，为了把该反应速率提高到1.6mol·L-1·s-1 ，则该反应需在什么温度下进行( )
A、30 ℃ B、40 ℃ C、50 ℃ D、60 ℃
C
探究课堂
催化剂的影响
编号 5%H2O2溶液 1 mol/L FeCl3溶液 蒸馏水 相同时间出现 气泡的多少 反应温度
1 2 mL 1 mL 0 mL 室温
2 2 mL 0 mL 1 mL 室温
2H2O2 2H2O ＋ O2↑
较多
较少
※ 其他条件相同时，催化剂通常可以加快化学反应速率。
催化剂
正催化剂
实验表明：
实验探究
负催化剂
影响外因 单位体积内 有效碰撞 次数 化学反应
速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数 催化剂
探究课堂
催化剂改变反应的路径，降低反应的活化能，但反应热没变。
不变
增加
增加
加快
增加
微观解释
探究课堂
特别提醒：
催化剂是能改变反应速率而自身在反应前后化学性质和质量没有发生变化的物质。
使用催化剂同等程度的改变正逆反应速率。
催化剂具有一定的选择性和高效性。
催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用。
催化剂中毒；催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。
探究课堂
【例】 参照反应Br2 + H2 → HBr 的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的（ ）
A. 正反应为放热反应
B. 加入催化剂，该化学反应的反应热减小
C. 加入催化剂可以降低该化学反应的活化能
D. 加入催化剂可增大正反应速率，降低逆反应速率
C
反应历程
Br2 + H2
HBr
E1
E2
探究课堂
分子
总数
百分数
分子
总数
百分数
活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物分子，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。
探究课堂
过渡理论与活化能
反应历程与活化能
(1)多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2)，而该复合反应的活化能只是由实验测算的表观值，没有实际物理意义。
探究课堂
多步反应的活化能与速率的关系
(2)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越小。一个化学反应的速率取决于速率最小的基元反应。
(1)催化剂的催化机理：催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，反应速率增大。
(2)催化反应一般过程：①反应物扩散到催化剂表面；②反应物被吸附在催化剂表面；③被吸附的反应物发生化学反应生成产物；④产物的解吸。
探究课堂
催化剂与活化能
探究课堂
【例】(双选)金属插入CH4的C—H形成高氧化态过渡金属化合物的反应频繁出现在光分解作用、金属有机化学等领域。如图是CH4与Zr形成过渡金属化合物的过程。下列说法不正确的是(　　)
A．整个反应快慢，由 CH2—Zr…H2 →状态2反应决定
B．Zr＋CH4 →CH3—Zr…H反应的活化能为213.67 kJ·mol－1
C．在中间产物中 CH3—Zr…H状态最稳定
D．Zr＋CH4 →CH—Zr…H3　ΔH＝－39.54 kJ·mol－1
BD
课堂小结
探究课堂
1.对于Fe＋H2SO4(稀)===FeSO4＋H2↑，改变某些条件会影响产生氢气的速率，请回答下列问题：
(1)v(H2)－t图像中，为何AB段v逐渐增大，BC段又逐渐减小？
答案　AB段(v渐增)，主要原因是反应放热，导致温度升高，反应速率渐大；BC段(v渐小)，则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H＋)渐小，导致反应速率渐小。
探究课堂
(2)若增加铁的用量，对反应速率有何影响(不考虑表面积的变化)，为什么？
答案　无影响，因为固体以及纯液体的浓度视为常数，其量的变化对反应速率无影响。
(3)若将稀硫酸换成浓硫酸能加快产生H2的速率吗？为什么？
答案　不能，因为常温下浓硫酸使铁钝化。
(4)在铁与稀硫酸的反应混合物中分别加入少量①CuSO4，②CH3COONa固体，产生氢气的速率如何变化？解释变化的原因。
答案　①产生氢气的速率加快。原因：Fe置换Cu2＋生成单质Cu，与Fe形成原电池加快反应速率。
②产生H2的速率减小。原因是：CH3COO－结合H＋，降低H＋浓度，反应速率减小。
【例】活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．该反应为吸热反应
B．产物的稳定性：P1>P2
C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol－1
D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)探究课堂
D
探究课堂
【例】 2SO2(g)＋O2(g)　　　2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强，化学反应速率一定增大
C.该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，生成SO3(g)
　的平均反应速率v＝
D
探究课堂
【例】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正确的是
A.反应速率与I－浓度有关
B.IO－也是该反应的催化剂
C.反应活化能等于98 kJ·mol－1 D.v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
B
探究课堂
A.图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B.图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快
C.图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大
【例】 H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
D
THANKS

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