人教版选择性必修一 2.1.1 化学反应速率及活化能 课件（27张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版选择性必修一 2.1.1 化学反应速率及活化能 课件（27张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-10-27 11:28:04 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
2.1.1探究影响化学反应速率的因素
第二章 化学反应速率与化学平衡
任务一：定性与定量研究影响反应速率的因素
实验一: 探究温度对化学反应速率的影响
【实验原理】Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
【实验用品】0.1 mol/L Na2S2O3 (aq)、0.1 mol/L H2SO4 (aq)、
20 ℃水、 70 ℃热水、试管、烧杯等。
问题：根据所给试剂设计实验探究温度对反应速率的影响？
写出实验步骤，预测实验现象。
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 出现浑浊的时间/s
① 20 2 2 87
② 70 2 2 16
【实验结论】
当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大，降低温度，化学反应速率减小。
大量试验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2-4倍。
实验二: 探究浓度对化学反应速率的影响
【实验原理】Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
【实验装置】
问题3：该实验中有两种反应物，该如何控制变量呢？
浊度计用于测量溶液浑浊度的变化。产生的沉淀越多，浑浊度（单位为NTU）值越大。
【实验过程】
实验 编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水
c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL V/mL
① 0.1 1.5 0.1 3.5 10
② 0.1 2.5 0.1 3.5 9
③ 0.1 3.5 0.1 3.5 8
④ 0.1 3.5 0.1 2.5 9
⑤ 0.1 3.5 0.1 1.5 10
问题4：结合图表分析，你能得出哪些结论？
1.其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大。
2.Na2S2O3溶液浓度的改变对化学反应速率的影响更大。
3.反应物浓度等倍数改变，对化学反应速率影响不同。
实验三：探究催化剂对反应速率的影响(必修2已学）
【已知】较高浓度的H2O2在避光条件下的分解速率.
2H2O2= 2H2O + O2↑
温度 30℃ 50℃
分解速率 每年1% 每年2%
【总结】双氧水的分解速率受很多因素影响；光，温度，催化剂，pH等（酸性条件下更稳定）；用双氧水做反应物要适当过量，同时控制较低的反应温度，同时反应结束后，可通过加热的方法除去过量的双氧水。
问题4：双氧水做反应物要注意哪些问题？
【思考】如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢
任务二：外界条件对速率影响的微观解释
一、有效碰撞理论
2HI
I2+H2
①②中的每一步反应都称为基元反应。
微粒I·存在未成对电子，它称为自由基，自由基的反应活性很强，寿命极短。
资料卡片
1、基元反应
→
①
2HI
→
H2+2I·
②
2I·
→
I2
2.反应历程
1)含义：基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)。
基元反应的总和称为总反应。
2)特点：①反应不同，反应历程不相同。
②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。
3)决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。
4)作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。
注意：总反应的速率由最慢的一步基元反应决定
3.有效碰撞
基元反应的发生的先决条件：有效碰撞
无效碰撞
有效碰撞
碰撞时的能量不足
碰撞时的取向不合适
能够引起化学反应的碰撞。
4、活化分子和活化能
活化分子：能量较高，有可能发生有效碰撞的分子叫活化分子。
活化能：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，叫做反应的活化能。
能量
反应过程
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
反应的活化能
反应热
该反应是吸热反应还是放热
活化分子变成生成物分子放出的能量
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。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。
内因起主要决定作用
1. 浓度对反应速率的影响
影响 外因 单位体积内 有效碰撞几率 化学反应速率
分子总数 活化分子数 增大浓度
增加
增加
增加
加快
气体P↑，V体↓，气体浓度↑
即单位体积内反应物分子总数↑
单位体积内
活化分子数↑
有效碰撞次数↑
v ↑
2、压强对化学反应速率的影响
压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应，当然并不一定全部是气体参加的反应。
例题3：在C(S)+CO2(g)=2CO(g) 的反应中。现采取下列措施：
（1）增大压强 ；（2）增加碳的量
（3）通入CO2； （4）恒容下充入N2；
（5）恒压下充入N2
哪些措施能够使反应速率增大？为什么？
答案：（1）（3）
3.温度对反应速率的影响
影响 外因 单位体积内 有效碰撞几率 化学反应速率
分子总数 活化分子数 升高温度
不变
增加
增加
加快
例题6：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
√
1．温度是怎样影响放热反应、吸热反应的反应速率的？是否受反应状态的限制？
温度对反应速率的影响规律，对于放热反应，吸热反应都适用，升温，速率均增大，降温，速率均减小，且不受反应物状态的限制。
思考与讨论
2．对于可逆反应，温度是怎样影响正、逆反应速率的？
答案 升高温度，正逆反应速率均增大，但增大的程度不同，其中吸热反应速率增大程度大；降低温度，正、逆反应速率均降低，但降低的程度也不同，其中放热反应速率降低幅度小。
生成物平均能量
活化分子具有能量
反应物平均能量
能量
无催化剂
活化分子能量
反应物平均能量
生成物平均能量
有催化剂
使用催化剂
降低活化能
4. 催化剂对反应速率的影响
改变条件 活化分子百分数 单位体积内活化分子数 结论
增大浓度
增大压强
升高温度
使用催化剂
增大
增大
增大
增大
不变
不变
增多
增多
加快
加快
加快
加快
单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，反应速率加快。
小结
(1)锌与硫酸反应时,硫酸的浓度越大,产生H2的速率越大。 ( )
(2)增大压强一定能增大化学反应速率。 ( )
(3)两试管各加入5 mL 0.1 mol·L-1Na2S2O3溶液,同时分别滴入55 mL 0.1 mol·L-1硫酸溶液和盐酸,两支试管同时变浑浊。 ( )
(4)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大。 ( )
(5)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。( )
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
×
×
×
√
×
(6)催化剂能降低反应的活化能,ΔH也会发生变化。 ( )
(7)双氧水中加入MnO2,可以使生成O2的速率增大,是因为MnO2的催化作用。 ( )
(8)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同。 ( )
(9)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大。( )
×
×
√
√
2.下列说法不正确的是( )
A.其他条件不变,缩小气体体积增大压强,单位体积内的分子数增大,活化分子数增多,化学反应速率增大
B.其他条件不变,增大体积减小压强,单位体积内的分子数减小,活化分子数减少,化学反应速率减小
C.加入反应物,使活化分子百分数增大,化学反应速率增大
D.减小反应物的浓度,单位体积内的分子数减少,活化分子数减少,化学反应速率减小
C
解析:增大体积减小压强或减小反应物的浓度,单位体积内的活化分子数减少,化学反应速率减小,故B、D两项正确。其他条件不变,缩小体积增大压强,单位体积内的活化分子数增多,化学反应速率增大,故A项正确。加入反应物,反应物的活化分子百分数不变,C项说法错误。
3.下列说法中正确的是( )
A.增大反应物的物质的量一定能增大化学反应速率
B.升高温度使放热反应速率减小,吸热反应速率增大
C.使用正催化剂,能增大化学反应速率
D.增大压强,肯定会增大化学反应速率
C
解析:增大反应物的物质的量不一定能增大反应物的浓度,故化学反应速率不一定增大;升高温度使分子运动加快,分子获得更高的能量,活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率增大(无论化学反应是吸热反应还是放热反应);对有气体参加的反应,增大压强一定要使反应物的浓度增大,才会增大反应速率,反应物的浓度不变,其反应速率也不会发生变化。
感谢你的参与与聆听！
2.1.1探究影响化学反应速率的因素
第二章 化学反应速率与化学平衡
任务一：定性与定量研究影响反应速率的因素
实验一: 探究温度对化学反应速率的影响
【实验原理】Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
【实验用品】0.1 mol/L Na2S2O3 (aq)、0.1 mol/L H2SO4 (aq)、
20 ℃水、 70 ℃热水、试管、烧杯等。
问题：根据所给试剂设计实验探究温度对反应速率的影响？
写出实验步骤，预测实验现象。
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 出现浑浊的时间/s
① 20 2 2 87
② 70 2 2 16
【实验结论】
当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大，降低温度，化学反应速率减小。
大量试验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2-4倍。
实验二: 探究浓度对化学反应速率的影响
【实验原理】Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
【实验装置】
问题3：该实验中有两种反应物，该如何控制变量呢？
浊度计用于测量溶液浑浊度的变化。产生的沉淀越多，浑浊度（单位为NTU）值越大。
【实验过程】
实验 编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水
c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL V/mL
① 0.1 1.5 0.1 3.5 10
② 0.1 2.5 0.1 3.5 9
③ 0.1 3.5 0.1 3.5 8
④ 0.1 3.5 0.1 2.5 9
⑤ 0.1 3.5 0.1 1.5 10
问题4：结合图表分析，你能得出哪些结论？
1.其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大。
2.Na2S2O3溶液浓度的改变对化学反应速率的影响更大。
3.反应物浓度等倍数改变，对化学反应速率影响不同。
实验三：探究催化剂对反应速率的影响(必修2已学）
【已知】较高浓度的H2O2在避光条件下的分解速率.
2H2O2= 2H2O + O2↑
温度 30℃ 50℃
分解速率 每年1% 每年2%
【总结】双氧水的分解速率受很多因素影响；光，温度，催化剂，pH等（酸性条件下更稳定）；用双氧水做反应物要适当过量，同时控制较低的反应温度，同时反应结束后，可通过加热的方法除去过量的双氧水。
问题4：双氧水做反应物要注意哪些问题？
【思考】如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢
任务二：外界条件对速率影响的微观解释
一、有效碰撞理论
2HI
I2+H2
①②中的每一步反应都称为基元反应。
微粒I·存在未成对电子，它称为自由基，自由基的反应活性很强，寿命极短。
资料卡片
1、基元反应
→
①
2HI
→
H2+2I·
②
2I·
→
I2
2.反应历程
1)含义：基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)。
基元反应的总和称为总反应。
2)特点：①反应不同，反应历程不相同。
②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。
3)决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。
4)作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。
注意：总反应的速率由最慢的一步基元反应决定
3.有效碰撞
基元反应的发生的先决条件：有效碰撞
无效碰撞
有效碰撞
碰撞时的能量不足
碰撞时的取向不合适
能够引起化学反应的碰撞。
4、活化分子和活化能
活化分子：能量较高，有可能发生有效碰撞的分子叫活化分子。
活化能：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，叫做反应的活化能。
能量
反应过程
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
反应的活化能
反应热
该反应是吸热反应还是放热
活化分子变成生成物分子放出的能量
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。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。
内因起主要决定作用
1. 浓度对反应速率的影响
影响 外因 单位体积内 有效碰撞几率 化学反应速率
分子总数 活化分子数 增大浓度
增加
增加
增加
加快
气体P↑，V体↓，气体浓度↑
即单位体积内反应物分子总数↑
单位体积内
活化分子数↑
有效碰撞次数↑
v ↑
2、压强对化学反应速率的影响
压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应，当然并不一定全部是气体参加的反应。
例题3：在C(S)+CO2(g)=2CO(g) 的反应中。现采取下列措施：
（1）增大压强 ；（2）增加碳的量
（3）通入CO2； （4）恒容下充入N2；
（5）恒压下充入N2
哪些措施能够使反应速率增大？为什么？
答案：（1）（3）
3.温度对反应速率的影响
影响 外因 单位体积内 有效碰撞几率 化学反应速率
分子总数 活化分子数 升高温度
不变
增加
增加
加快
例题6：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
√
1．温度是怎样影响放热反应、吸热反应的反应速率的？是否受反应状态的限制？
温度对反应速率的影响规律，对于放热反应，吸热反应都适用，升温，速率均增大，降温，速率均减小，且不受反应物状态的限制。
思考与讨论
2．对于可逆反应，温度是怎样影响正、逆反应速率的？
答案 升高温度，正逆反应速率均增大，但增大的程度不同，其中吸热反应速率增大程度大；降低温度，正、逆反应速率均降低，但降低的程度也不同，其中放热反应速率降低幅度小。
生成物平均能量
活化分子具有能量
反应物平均能量
能量
无催化剂
活化分子能量
反应物平均能量
生成物平均能量
有催化剂
使用催化剂
降低活化能
4. 催化剂对反应速率的影响
改变条件 活化分子百分数 单位体积内活化分子数 结论
增大浓度
增大压强
升高温度
使用催化剂
增大
增大
增大
增大
不变
不变
增多
增多
加快
加快
加快
加快
单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，反应速率加快。
小结
(1)锌与硫酸反应时,硫酸的浓度越大,产生H2的速率越大。 ( )
(2)增大压强一定能增大化学反应速率。 ( )
(3)两试管各加入5 mL 0.1 mol·L-1Na2S2O3溶液,同时分别滴入55 mL 0.1 mol·L-1硫酸溶液和盐酸,两支试管同时变浑浊。 ( )
(4)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大。 ( )
(5)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。( )
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
×
×
×
√
×
(6)催化剂能降低反应的活化能,ΔH也会发生变化。 ( )
(7)双氧水中加入MnO2,可以使生成O2的速率增大,是因为MnO2的催化作用。 ( )
(8)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同。 ( )
(9)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大。( )
×
×
√
√
2.下列说法不正确的是( )
A.其他条件不变,缩小气体体积增大压强,单位体积内的分子数增大,活化分子数增多,化学反应速率增大
B.其他条件不变,增大体积减小压强,单位体积内的分子数减小,活化分子数减少,化学反应速率减小
C.加入反应物,使活化分子百分数增大,化学反应速率增大
D.减小反应物的浓度,单位体积内的分子数减少,活化分子数减少,化学反应速率减小
C
解析:增大体积减小压强或减小反应物的浓度,单位体积内的活化分子数减少,化学反应速率减小,故B、D两项正确。其他条件不变,缩小体积增大压强,单位体积内的活化分子数增多,化学反应速率增大,故A项正确。加入反应物,反应物的活化分子百分数不变,C项说法错误。
3.下列说法中正确的是( )
A.增大反应物的物质的量一定能增大化学反应速率
B.升高温度使放热反应速率减小,吸热反应速率增大
C.使用正催化剂,能增大化学反应速率
D.增大压强,肯定会增大化学反应速率
C
解析:增大反应物的物质的量不一定能增大反应物的浓度,故化学反应速率不一定增大;升高温度使分子运动加快,分子获得更高的能量,活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率增大(无论化学反应是吸热反应还是放热反应);对有气体参加的反应,增大压强一定要使反应物的浓度增大,才会增大反应速率,反应物的浓度不变,其反应速率也不会发生变化。
感谢你的参与与聆听！