化学人教版（2019）选择性必修1 2.1化学反应速率与活化能（共30张ppt）

(共30张PPT)
化学反应与能量
2.1.化学反应速率与活化能
一、影响反应速率的因素
（2）外因：
（1）内因（主要因素） ：
由参加反应物的性质决定
①浓度：②压强：③温度：④催化剂：
⑤其他因素：光、颗粒大小、溶剂等。
加入试剂 褪色时间
序号① H2C2O4 （0.1mol/L, 2mL） KMnO4 (0.01mol/L,4mL)
序号② H2C2O4 （0.2mol/L, 2mL） KMnO4 (0.01mol/L,4mL)
长
短
浓度对化学反应速率的影响
其它条件不变时，增加反应物的浓度，反应速率加快；反之，降低反应物的浓度，反应速率减慢。
结论：
[实验原理]:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2 +8H2O
实验 序号 试剂体积V/（mL）
H2C2O4 (0.2mol/L) KMnO4 (0.01mol/L) H2SO4 (0.04mol/L) 褪色时间
① 1 4 6
② 2 4 6
变式
浓度对化学反应速率的影响
探究一种因素的影响时，一定要注意控制其它变量不变！
结论：
水
4

3


长
短
结果：温度高的溶液先出现浑浊
Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
1、其他条件不变，温度升高，反应速率加快
2、一般说来，温度每升高10℃，速率增加2-4倍。
3、温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。
注意
对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，因而其物质的量改变时不影响化学反应速率。
[科学探究] 已知4H++4I-+O2===2I2+2H2O，现有1mol/L KI溶液、0.1mol/L H2SO4 溶液和淀粉溶液，请探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系。
试剂种类及用量
实验温度
试剂加入顺序及理由
实验现象
结论
新知探究
一、基元反应
大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现
能够一步完成的化学反应称为基元反应,大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。基元反应构成的反应序列称为反应历程。
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
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞
思考：对于由多个基元反应组成的化学反应,其反应的快慢是由哪步反应决定的
由最慢的一步基元反应决定
二、碰撞理论
没足够的能量
足够的能量
合适的取向
借鉴投篮——获得灵感
没合适的取向
类比一下
碰撞时的取向不合适
有效碰撞
碰撞时的能量不足
☆有效碰撞必须满足两个条件:①发生碰撞的分子具有足够高的能量;②分子在一定的方向上发生碰撞。
1. 有效碰撞
三、活化分子
1.定义：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子
2.注意：①发生有效碰撞的分子一定是活化分子；
②活化分子的碰撞不一定是有效碰撞；（由于取向问题）
③有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关（即活化分子百分数）。
四、活化能
1.定义：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差。活化能越小,普通分子就越容易变成活化分子。
能量
反应过程
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
活化能
活化分子变成生成物分子放出的能量
该反应是吸热反应还是放热反应
反应热
活化能与反应热有关吗
2.注意：
①活化能和反应速率的关系:活化能越低，单位体积内活化分子数越多，单位时间单位体积内有效碰撞的次数就越多，化学反应速率就会越快。
②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%
五、活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
1.如何用碰撞理论解释浓度对反应速率的影响？
【交流与讨论】
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
增加
增加
增加
加快
不变
[练习1]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
[练习2]用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是（ ）
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
2.用碰撞理论解释压强对反应速率的影响？
【交流与讨论】
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
增加
增加
增加
加快
不变
原因：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。
①如果反应物是固体、液体或溶液时，改变压强对它们又有什么影响？
②外界条件改变后,物质的活化能也改变了吗
③活化分子数改变,化学反应速率就一定发生了改变吗
无影响
【思考】
不一定改变。使用催化剂,可改变活化能。
不一定。
[练习3]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
AC
3.用碰撞理论解释温度对反应速率的影响？
【交流与讨论】
影响 外因 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率
升高温度
不变
增加
增加
加快
增加
分子间的碰撞频率增多
增加
加快
4.用碰撞理论解释催化剂对反应速率的影响？
【交流与讨论】
影响 外因 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率
升高温度
不变
增加
增加
加快
增加
能量
反应过程
E1
E2
ΔH
无催化反应
催化反应
（1）使用适当的催化剂能减少过程中的能耗。
（2）使用催化剂能改变反应速率，但反应热没变。
[练习4]设NO+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
A
[练习5]下列关于催化剂的说法，正确的是（ ）
A．催化剂能使不起反应的物质发生反应
B．催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变
C．催化剂能改变化学反应速率
D．任何化学反应，都需要催化剂
BC
[练习6]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不改变
C. 正反应为放热反应
D. 加入催化剂可增大正反应速率，降低逆反应速率
B
能量kJ/mol
反应历程
Br2 + H2
HBr
E1
E2
[练习7]4．已知温度不同，NO2和CO之间发生反应的机理不同。
①673K时，NO2和CO发生基元反应(即一步完成)：
NO2+CO = NO+CO2，其反应过程如图所示：
②473K时，则经过两步反应，反应机理是：NO2+NO2→NO+ NO3(慢)，CO+ NO3→NO2+CO2(快)。下列有关说法错误的是（ ）
A．相同条件下，活化分子的能量比对应反应物分子的能量高
B．473K时，总反应速率由第一步决定
C．使用催化剂可增加活化分子百分数，提高NO2的平衡转化率
D．温度不同反应机理不同，但都经历氮氧键断裂和碳氧键生成的过程
C
[练习8]①增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（ ）
②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（ ）
③升高温度使反应速率加快的主要原因是（ ）
④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
C
D
[练习9]对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（ 　） 　　　　　　　　　
A、缩小体积使压强增大
B、体积不变充入 N2 使压强增大
C、体积不变充入 O2使压强增大
D、使体积增大到原来的2倍
E、体积不变充入氦气使压强增大
DE
影响化学反应速率的外因
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
增大反应物浓度
增大压强
升高温度
加催化剂
增加
增加
不变
增加
加快
增加
增加
不变
增加
加快
不变
增加
增加
增加
加快
不变
增加
增加
增加
加快
课堂小结