2024-2025學年高二化學選擇性必修1（配蘇教版）教學課件 專題2 第1單元 第2課時 影響化學反應速率的因素

專題2第一單元第2課時影響化學反應速率的因素基礎落實·必備知識全過關重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引

素養(yǎng)目標1.通過實驗探究溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響,培養(yǎng)分析、處理數(shù)據(jù)并從中獲取信息的能力,通過實驗探究更多影響化學反應速率的外界因素,培養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識的化學核心素養(yǎng)。2.理解活化能的概念,并能利用活化能解釋外界條件對化學反應速率的影響。3.認識化學反應速率的調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重要作用?；A落實·必備知識全過關一、活化能和碰撞理論1.基元反應反應物分子經(jīng)過一次碰撞就轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物分子的反應。2.有效碰撞(1)反應發(fā)生的先決條件是反應物分子間必須相互碰撞。(2)反應物分子的每一次碰撞并不是都能發(fā)生反應,

的碰撞稱為有效碰撞。

能發(fā)生反應3.活化分子和活化能

普通分子+活化能―→活化分子

有效碰撞所有分子4.反應物、生成物的能量與活化能的關系

活化能放出的能量反應熱教材閱讀想一想閱讀教材圖2-6思考:有效碰撞發(fā)生的兩個條件是什么?提示

有效碰撞必須滿足兩個條件:①發(fā)生碰撞的分子具有足夠高的能量;②分子在一定的方向上發(fā)生碰撞。易錯辨析判一判(1)活化分子間的碰撞一定能發(fā)生化學反應。(

)(2)普通分子間的碰撞有時也能發(fā)生化學反應。(

)(3)化學反應的實質(zhì)是原子的重新組合。(

)(4)化學反應的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成過程。(

)×提示

活化分子需要有合適取向才能發(fā)生有效碰撞。

×提示

普通分子不能進行有效碰撞。

√√二、外界因素對化學反應速率的影響1.濃度反應物濃度增大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)

→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)

→反應速率

;反之,反應物濃度減小,則與之相反(注意:濃度改變引起了活化分子濃度的改變,而活化分子百分數(shù)不變)。

2.壓強對于

的化學反應,若其他條件不變,

,氣體體積減小,反應物濃度增大,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,有效碰撞次數(shù)增多,反應速率

;

,反應速率

。壓強對無氣體參加的反應的反應速率

影響。

增多增加加快有氣體參加增大壓強加快減小壓強減慢無3.溫度在濃度一定時,升高溫度,反應物分子的能量

,使一部分原來能量

的分子變成

,從而增大了反應物分子中活化分子的

,使

增多,因而使反應速率

。此外,由于溫度升高,會使分子的運動速率加快,這樣單位時間里反應物分子間的碰撞次數(shù)增加,反應速率也會相應地加快。但前者是反應加快的主要原因。

增加較低活化分子百分數(shù)有效碰撞次數(shù)增大4.催化劑(1)催化劑能夠增大化學反應速率的原因是它可使

發(fā)生改變,

反應活化能,使更多的反應物分子成為

,大大增加單位體積內(nèi)反應物分子中

所占的百分數(shù),從而可以成千上萬倍地增大化學反應速率。

(2)對于一個化學反應,不同催化劑的催化效果不同。實驗時應選用合適的催化劑。反應途徑降低活化分子活化分子教材閱讀想一想閱讀教材圖2-9思考:催化劑對活化能和反應熱有什么影響?提示

催化劑能降低正反應和逆反應的活化能,對反應熱無影響。

易錯辨析判一判(1)增大壓強一定能加快化學反應速率。(

)(2)用相同質(zhì)量的鋅粉和鋅片分別與相同濃度的足量鹽酸反應,產(chǎn)生氫氣的量和速率都相同。(

)(3)催化劑參與化學反應,但反應前后的化學性質(zhì)和質(zhì)量均保持不變。(

)××提示

鋅粉反應速率快。

√重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究一活化能和碰撞理論情境探究在山區(qū),有的公路需要盤山而建,這樣相對于直線行駛,不僅路程上會數(shù)倍加大,而且如果海拔過高,還有惡劣的雨雪天氣,就會增大行車難度。為了縮短行車距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越修建隧道,可使行車路線接近于直線來回于兩地之間,這不僅節(jié)約了時間,而且更加安全。在化學反應中,有的反應很快,有的反應很慢,取決于什么因素?(1)對于由多個基元反應組成的化學反應,該反應的快慢是由哪步基元反應決定的?提示

由最慢的一步基元反應決定。

(2)反應歷程與化學反應速率有什么關系?(3)活化能與反應速率的關系是什么?提示

一個化學反應的快慢取決于反應歷程中反應速率最慢的基元反應。反應物的結(jié)構(gòu)和反應條件決定著一個反應的歷程,而反應歷程的差別又造成了化學反應速率的不同。提示

活化能越低→活化分子的百分數(shù)越大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多→有效碰撞次數(shù)越多→反應速率越快。方法突破活化分子、有效碰撞與反應速率的關系

應用體驗1.改變外界條件可以影響化學反應速率,針對反應H2(g)+I2(g)2HI(g),其中能使活化分子百分數(shù)增加的是(

)①增大反應物濃度②壓縮容器容積

③升高體系的溫度

④使用催化劑A.①②

B.②③

C.①④

D.③④D解析

①增大反應物濃度,使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加,但不能使活化分子百分數(shù)增加;②壓縮容器容積,增大氣體的壓強,使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加,但不能使活化分子百分數(shù)增加;③升高體系的溫度,使活化分子百分數(shù)增加;④催化劑能降低反應的活化能,使活化分子百分數(shù)增加。③④符合題意,故選D。2.下列關于碰撞理論的說法錯誤的是(

)A.反應物分子只有發(fā)生有效碰撞才能發(fā)生化學反應B.增大壓強能夠提高活化分子的百分數(shù),提高單位時間內(nèi)分子有效碰撞次數(shù)C.升高溫度能使化學反應速率增大,主要原因是增大了反應物分子中活化分子的百分數(shù)D.增大反應物的濃度,能使單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)增大B解析

能夠發(fā)生化學反應的碰撞叫做有效碰撞,因此反應物分子只有發(fā)生有效碰撞才能引發(fā)化學反應,A正確;增大壓強,縮小容器容積,可增加單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目,從而增大單位時間內(nèi)分子有效碰撞的次數(shù),但活化分子百分數(shù)不變,B錯誤;升高溫度,可增大活化分子百分數(shù),增大單位時間內(nèi)分子有效碰撞的次數(shù),使化學反應速率增大,C正確;增大反應物的濃度,可增大單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目,從而可增大單位時間內(nèi)分子有效碰撞的次數(shù),D正確。歸納總結(jié)

3.下列說法正確的是(

)A.增大反應物濃度,可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù),從而使有效碰撞次數(shù)增多B.有氣體參加的化學反應,若增大壓強(即縮小反應容器的容積),可增大活化分子的百分數(shù),從而使反應速率增大C.升高溫度能使化學反應速率增大的主要原因是減小了反應物分子中活化分子的百分數(shù)D.催化劑能增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù),從而成千上萬倍地增大反應速率D解析

增大濃度,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多,活化分子百分數(shù)不變,則使有效碰撞次數(shù)增大,反應速率加快,A項錯誤;有氣體參加的化學反應,若增大壓強(即縮小反應容器的容積),單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多,從而使反應速率增大,但活化分子百分數(shù)不變,B項錯誤;升高溫度能使化學反應速率增大的主要原因是提供分子發(fā)生反應需要的能量,活化分子的百分數(shù)增大,從而使有效碰撞次數(shù)增大,則反應速率加快,C項錯誤;催化劑能增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù),從而成千上萬倍地增大反應速率,D項正確。4.合成氣(CO和H2)是目前化工方面常用的原料,下面是用甲烷制備合成氣的兩種方法:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

ΔH1=216kJ·mol-1;②2CH4(g)+O2(g)══2CO(g)+4H2(g)ΔH2=-72kJ·mol-1。其中一個反應的反應過程與能量變化關系如圖所示。則下列說法正確的是(

)A.E1表示2CH4(g)+O2(g)══2CO(g)+4H2(g)的活化能B.E2表示CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的活化能C.該圖示為反應②的反應過程與能量變化示意圖D.一般情況下,加入催化劑,既能降低E1,也能降低E2,但不能改變E1與E2的差值D解析

已知反應①是吸熱反應,反應②是放熱反應,而圖像所表示的是吸熱反應即反應①。所以E1表示CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的活化能,A項錯誤;E2表示CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)的活化能,B項錯誤;題圖所示為反應①的反應過程與能量變化示意圖,C項錯誤;加入催化劑,正、逆反應的活化能都降低了,即E1、E2都降低,但二者的差值不變,D項正確。探究二外界因素對化學反應速率的影響情境探究鋼鐵生銹的條件是水與氧氣,空氣中水蒸氣含量越高,鐵越容易生銹;用高壓鍋煮東西更快;汽車發(fā)動機中的活塞快速壓縮可燃氣體,產(chǎn)生強勁動力;往鍋爐燃燒室里通入空氣,增大氧氣濃度,使燃燒加快等等。想一想,這些反應為什么會加快?(1)溫度對化學反應速率有何影響?提示

當其他條件不變時,升高溫度,化學反應速率增大;降低溫度,化學反應速率減小。(2)催化劑能夠加快反應速率的原理是什么?提示

催化劑降低了反應的活化能,普通分子變成活化分子,活化分子的百分含量增大,因此活化分子的濃度增大,有效碰撞次數(shù)增大,從而成千上萬倍地增大化學反應速率。方法突破外界因素對化學反應速率影響的深化理解(1)濃度:①固體或純液體的濃度為常數(shù),所以增加其用量時,化學反應速率不變。②增大固體的表面積或?qū)⒐腆w溶于一定溶劑,能增大化學反應速率。(2)溫度:溫度對反應速率的影響規(guī)律,對吸熱反應、放熱反應都適用,且不受反應物狀態(tài)的限制。升溫時,化學反應速率增大;降溫時,化學反應速率減小。(3)壓強:①對于沒有氣體參與的化學反應,由于改變壓強,物質(zhì)的濃度變化很小,可忽略不計,對化學反應速率無影響。②對于有氣體參加的反應。a.恒溫時:b.恒溫、恒容時:c.恒溫、恒壓時:(4)催化劑①催化劑的使用與反應過程的能量變化:加入催化劑改變反應的歷程,降低反應所需的活化能,反應體系中活化分子百分數(shù)提高,使反應速率顯著增大,但不改變反應過程中的反應熱,能量變化如圖。②催化劑能改變化學反應的速率,但反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不發(fā)生改變,催化劑具有選擇性,不同的反應有不同的催化劑。③若催化劑是酶,要注意酶只有在溫和條件下催化效果才最好,若溫度過高,則酶會變性,從而失去催化作用。歸納總結(jié)

化學反應速率影響因素類試題的分析方法(1)控制變量法。當某種物質(zhì)發(fā)生化學反應時,反應速率的大小不僅取決于該物質(zhì)的本質(zhì)特性,還受反應物的濃度、溫度、壓強、催化劑、固體表面積等外界因素的影響。當研究其中某個因素對化學反應速率的影響時,需要控制其他因素不變,這種方法稱為控制變量法。(2)分清主次法。當多個因素同時影響反應速率時,要分清哪個是主要因素。如鋅與稀硫酸反應時,氫氣的生成速率先由小變大,再由大變小,這是因為鋅與稀硫酸反應時放熱,體系溫度逐漸升高,此時溫度對反應速率的影響占主導地位,所以氫氣的生成速率由小變大;一段時間后,反應體系中H+的濃度減小,此時濃度對反應速率的影響占主導地位,所以氫氣的生成速率又由大變小。應用體驗1.決定化學反應速率的主要因素是(

)A.反應物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)B.加入催化劑C.溫度和壓強D.各反應物和生成物的濃度A解析

決定化學反應速率的主要因素是反應物本身的性質(zhì),而影響反應速率的次要因素是濃度、溫度、壓強、催化劑等。2.下列四支試管中,分別盛有等量的鋅、酸溶液,其中生成H2的反應速率最大的是(

)試管酸及濃度溫度鋅的狀態(tài)①2mol·L-1H2SO4溶液20℃粉末狀②4mol·L-1HNO3溶液40℃粉末狀③2mol·L-1H2SO4溶液20℃大塊狀④3mol·L-1HCl溶液20℃粉末狀A.① B.② C.③ D.④

A解析

HNO3具有強氧化性,②中4

mol·L-1

HNO3溶液與Zn反應不生成H2。①、④試管中所用酸溶液中c(H+)不相等,鋅都是粉末狀,溫度相同,其他條件相同時,增大反應物濃度化學反應速率增大,則①中生成H2的反應速率比④的快。①、③試管中所用酸溶液中c(H+)相等,反應溫度相同,①中鋅為粉末狀,③中鋅為大塊狀,①中鋅與酸的接觸面積比③中大,其他條件相同時,增大反應物的接觸面積反應速率增大,則①中生成H2的反應速率比③的大,故生成H2的反應速率最大的是①。3.(2024河北邢臺高二模擬)下列措施不能改變相應化學反應速率的是(

)A.在鐵制品表面刷油漆——鐵的腐蝕速率B.高爐煉鐵增加爐高——CO的反應速率C.食物放在冰箱中儲存——食物的腐敗速率D.燒煤時用煤粉代替煤塊——煤的燃燒速率B解析

鐵表面刷油漆,阻止鐵與氧氣接觸反應,降低反應速率,A不符合題意;高爐煉鐵增加爐高并不能改變CO反應速率,B符合題意;冰箱中溫度低,反應速率減慢,C不符合題意;燒煤時用煤粉代替煤塊,增大了固體接觸面積,可以提高煤的燃燒速率,D不符合題意。4.生活中處處有化學,下列措施的目的不是改變反應速率的是(

)A.在冰箱或冰柜中冷藏食品B.將黃鐵礦粉碎后再加入沸騰爐C.制作蛋糕、面包等焙烤食品時加入膨松劑D.在食品包裝袋內(nèi)放置裝有還原鐵粉的小袋C解析

將食品放入冰箱中的目的是降低食品腐敗的速率,A不符合題意;將黃鐵礦粉碎的目的是為了增大FeS2與O2的接觸面積,從而增大反應速率,B不符合題意;加入膨松劑的目的是為了使食品膨松,C符合題意;在食品包裝袋中放置還原鐵粉的目的是為了防止食品氧化,減慢食品變質(zhì)的速率,D不符合題意。5.在X(s)+2Y(g)3Z(g)的反應體系中,現(xiàn)采取下列措施:①增加X的量;②縮小氣體體積,增大壓強;③恒容下充入惰性氣體He(不參與反應);④恒壓下充入惰性氣體He;⑤通入Y,其中能夠使反應速率增大的措施是(

)A.①③

B.②⑤C.②③⑤ D.①②④B解析

①由于X的狀態(tài)是固體,增加固體的量,不影響反應速率;②該反應是有氣體參加的反應,縮小氣體體積增大壓強,反應速率增大;③恒容條件下,通入惰性氣體,未改變反應物的濃度,反應速率不變;④恒壓下充入惰性氣體,導致體積增大,反應物濃度變小,反應速率減小;⑤通入Y(g),增大反應物濃度,反應速率增大,則②⑤符合題干要求,選B。6.一定量的鋅粉和6mol·L-1的過量鹽酸反應,當向其中加入少量的下列物質(zhì)時,能夠加快反應速率,又不影響產(chǎn)生H2的總量的是(

)①石墨粉②CuO

③銅粉④鐵粉⑤濃鹽酸A.①②⑤ B.①③⑤C.③④⑤ D.①③④B解析

①石墨、鋅及鹽酸可構(gòu)成原電池,鋅是負極,能加快反應速率,生成H2的總量不變,符合題意;②氧化銅溶于鹽酸生成氯化銅,CuCl2和鋅發(fā)生置換反應,生成銅,Zn、Cu與鹽酸構(gòu)成原電池,加快反應速率,但由于與鹽酸反應的Zn減少,生成的氫氣減少,不符合題意;③Zn、Cu與鹽酸構(gòu)成原電池,加快反應速率,生成H2的總量不變,符合題意;④鐵能和鹽酸反應產(chǎn)生氫氣,產(chǎn)生H2總量增多,不符合題意;⑤增大氫離子濃度,反應速率增大,生成H2的總量不變,符合題意;答案選B。7.下列有關反應速率的說法正確的是(

)A.