2.1.3温度、催化剂对化学反应速率的影响 课件（共29张ppt）化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2.1.3温度、催化剂对化学反应速率的影响 课件（共29张ppt）化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 9.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-11 19:49:17 | ||
图片预览
文档简介
(共29张PPT)
第二章 化学反应速率 化学平衡
第一节 反应反应速率
第3课时
温度、催化剂对化学反应速率的影响
【思考】除了物质本身的结构性质外，我们发现外界因素也会对化学反应速率造成影响。请举出一些生活中的例子，并说明相关的影响因素是什么？
浓度
温度
不同化学反应的速率
反应物本身性质（内因）
同一化学反应的速率
外界条件
（外因）
温度、浓度（压强）、催化剂、接触面积等
反应物组成、结构、性质
影响化学反应速率的因素
如何影响呢？
目录
探究温度对化学反应速率的影响
01
探究催化剂对化学反应速率的影响
02
习
学
目
标
1.通过实验设计与探究、现象观察与分析，利用宏微结合的思想，理解外界条件温度、催化剂对化学反应速率影响的结论和理论解释，进一步认识“控制变量法”思想在判断外界条件对化学反应速率影响中的应用。
2.通过催化剂实际应用事例的探究分析，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用，激发学习化学的兴趣，培养勇于实践的科学精神和实事求是的科学态度及社会责任意识。进一步认识化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
定量研究影响化学反应速率的因素
【提出问题】
浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率？如何测定化学反应速率？
【实验探究】
选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素。
实验用品：
烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。
0.1 mol/L Na2S2O3溶液、 0.1 mol/L H2SO4溶液、 0.5 mol/L H2SO4溶液、5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、蒸馏水、热水。
控制变量法
1. 选取同一个反应，探究不同因素产生的影响。
2.选取不同的反应，探究同一因素产生的影响。
实验原理
Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ＋S ＋H2O
2H2O2 2H2O ＋ O2
实验探究的整体设计
设计思路
NO.1
探究温度对化学反应速率的影响
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑+S↓+H2O
+2 +4 0
5mL 0.1mol/L H2SO4
+ 5mL 0.1mol/L Na2S2O3
热水
冷水
出现淡黄色
浑浊快
出现淡黄色
浑浊慢
【实验探究】根据教材实验2—3，完成实验，思考并完成下表内容。
实验原理
实验操作
实验现象
实验结论
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
混合后均出现浑浊，但70 ℃热水一组首先出现浑浊
升高温度，化学反应速率增大
方案一
实验设计
Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ＋S ＋H2O
编号 水浴 温度/℃ 0.1 mol/L Na2S2O3 溶液的体积/mL 0.5 mol/L H2SO4 溶液的体积/mL 出现浑浊
的时间/s
1
2
5
5
5
5
20
70
87
16
结 论:其它条件相同时，
升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。
每升高10℃，速率增大2—4倍。
方案二
实验设计
Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ＋S ＋H2O
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
2
5
20
5
5
5
70
结 论:其它条件相同时，
升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。
每升高10℃，速率增大2—4倍。
方案三
实验设计
2H2O2 2H2O ＋ O2
编号 水浴 温度/℃ 5%H2O2溶液 /mL 1 mol/L FeCl3溶液/mL 相同时间出现
气泡的多少
1
2
20
70
2
2
1
1
20℃
70℃
结 论:其它条件相同时，
升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。
每升高10℃，速率增大2—4倍。
【问题讨论1】（1）对吸热反应和放热反应，温度对反应速率的影响规律是否相同？
【温馨提示】其他条件不变时，升高温度，不管是吸热反应还是放热反应，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子(如图所示)→活化分子百分数增加→有效碰撞次数增多→反应速率增大。因此，升高温度均可以增大反应速率。反之，降低温度均可以降低反应速率。如图：
【问题讨论2】（2）温度对可逆反应的反应速率影响规律是什么？
【温馨提示】①升温时，吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数；降温时，吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。
②对于可逆反应来说，升高温度，正、逆反应速率均增大，但是吸热方向增大的程度更大；同理，降低温度，正、逆反应速率均降低，只是吸热方向降低的程度更大。
【问题讨论3】（3）通常情况下，你认为温度、浓度、压强对反应速率的影响谁更强一些呢？在日常生活中有哪些应用？
【温馨提示】一般而言，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更容易控制。根据温度对化学反应速率的影响，在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来加快反应速率，我们食品放入冰箱中保存，可以防止食品快速变质。
【拓展探究】根据教材P21页“科学探究”，已知4H＋+4I―+O2 == 2I2 +2H2O ，现有1 mol/L KI溶液、0.1 mol/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 2 mL KI溶液、2滴 淀粉溶液、2 mL 稀硫酸 实验温度 ①室温 ②冰水混合物
试剂加入顺序及理由 实验现象 结论 分别向2 mL KI溶液滴加2滴淀粉溶液后，再分别加入2 mL 稀硫酸。因为在不加酸的情况下，O2不能氧化I―
①室温的一组溶液快出现蓝色
其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度反应速率减慢
NO.2
探究催化剂对化学反应速率的影响
【实验探究1】（1）根据教材实验2—4，完成实验并填写下表内容：
原理 2H2O2 2H2O＋O2↑
实验操作
实验现象
结论
①未加入MnO2时，带余烬的木条无明显变化②加入MnO2后，锥形瓶内立即产生大量气泡，并且带余烬的木条复燃
MnO2能加快H2O2的分解
【实验探究2】（2）根据教材P21页“科学探究”，完成表格内容：
原理 2H2O2 2H2O＋O2↑ 实验操作
产生气泡快慢
结论 快
慢
对比①与②可知：Cu2＋、Fe3＋对H2O2分解都有催化作用，但Fe3＋催化作用较强
在两支试管中分别加入2mL 5%的H2O2溶液，再向其中一支H2O2溶液中滴入FeCl3溶液2滴，比较二者的化学反应速率。
加入试剂 5%的H2O2溶液+2滴0.1mol/LFeCl3 5%的H2O2溶液+2滴蒸馏水
产生气泡快慢
结 论
快
慢
加入催化剂，化学反应速率加快
实验设计
2H2O2 2H2O ＋ O2
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 室温
2 2 mL 室温
1 mL
0 mL
0 mL
1 mL
较多
较少
催化剂：其他条件相同时，使用催化剂可以改变（加快）化学反应速率。
不同的催化剂具有不同的催化效果。
对H2O2的催化效果：Fe3＋＞Cu2＋
【小结】
当其他条件相同时，
增大反应物浓度，化学反应速率增大;降低反应物浓度,化学反应速率减小。
升高温度，化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。大量实验证明，温度每升高100C，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。
催化剂可以改变化学反应速率。
对于有气体参加的化学反应，改变压强同样可以改变化学反应速率。
【问题探究1】（1）我们在讨论催化剂对化学反应速率的影响时，还应注意哪些问题？
【温馨提示】①催化剂有选择性，不同的化学反应的催化剂不相同，催化剂具有一定的活化温度。
②因催化剂对化学反应速率的影响是降低反应的活化能，增加有效碰撞次数，对正、逆反应的影响是相同的，所以催化剂对正、逆反应速率的影响相同。
【问题探究2】（2）分析化学反应速率影响因素类试题的分析方法有哪些？
【温馨提示】①控制变量法：当某种物质发生化学反应时，反应速率的大小不仅取决于物质的本质特性，还受反应物的浓度、温度、压强、催化剂、表面积等外界因素的影响。当研究其中某个因素对化学反应速率的影响时，常常先控制其他几个因素不变，这种方法称为控制变量法。
②分清主次法：当多个因素同时影响反应速率时，要分清哪个是主要因素。如锌与稀硫酸反应时，氢气的生成速率先由小变大，再由大变小，这是因为锌与稀硫酸反应时放热，体系温度逐渐升高，此时温度对反应速率的影响占主导地位，所以氢气的生成速率由小变大；一段时间后，反应体系中H＋的浓度减小，此时浓度对反应速率的影响占主导地位，所以氢气的生成速率又由大变小。
题目解析
·
·
曲线P比Q的拐点出现得早(先达到平衡)，说明P的反应速率快
最终P、Q在同一直线上，说明催化剂不能提高SO3的质量分数。
典例分析
①反应2SO2＋O2??2SO3进行的时间t和反应混合气中SO3的质量分数的关系如图所示。
曲线P表示使用了催化剂，曲线Q表示未使用催化剂。从图中可知，催化剂可以_____________，
但不能____________ _。
提高SO3的质量分数
加快反应速率
典例分析
②漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温且黑暗处可保存一年，亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O(HClO2为弱酸)。向NaClO2溶液中滴加H2SO4，开始时HClO2分解反应缓慢，随后反应迅速加快，其原因是( )
A．溶液中的Cl－起催化作用 C．ClO2逸出，使反应的生成物浓度降低
B．溶液中的H＋起催化作用 D．在酸性条件下，亚氯酸钠的氧化性增强
[由题目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后反应突然加快，这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用。]
A
触面积:增大反应物的接触面积可以增大反应速率。
接触面积对化学反应速率的影响
结论4：
思考：人们常把固体试剂溶于水配成溶液再进行化学实验，原因是什么？
溶液中溶质以分子或离子形式存在，且分布均匀，使反应物分子或离子之间直接接触的机会极大地增加，可以大大提高反应速率。
当物质以溶液状态存在时，能增大化学反应速率。
影响化学反应速率的因素的总结与运用
知识回顾：外界条件的改变对化学反应速率产生怎样的影响？
影响因素 条件改变 反应速率变化
浓度 增大反应物浓度
降低反应物浓度
温度 升高温度
降低温度
催化剂 使用催化剂
压强 有气体参与反应，增大压强
有气体参与反应，降低压强
加快
减慢
加快
减慢
加快
加快
减慢
你做对了吗？
第二章 化学反应速率 化学平衡
第一节 反应反应速率
第3课时
温度、催化剂对化学反应速率的影响
【思考】除了物质本身的结构性质外，我们发现外界因素也会对化学反应速率造成影响。请举出一些生活中的例子，并说明相关的影响因素是什么？
浓度
温度
不同化学反应的速率
反应物本身性质（内因）
同一化学反应的速率
外界条件
（外因）
温度、浓度（压强）、催化剂、接触面积等
反应物组成、结构、性质
影响化学反应速率的因素
如何影响呢？
目录
探究温度对化学反应速率的影响
01
探究催化剂对化学反应速率的影响
02
习
学
目
标
1.通过实验设计与探究、现象观察与分析，利用宏微结合的思想，理解外界条件温度、催化剂对化学反应速率影响的结论和理论解释，进一步认识“控制变量法”思想在判断外界条件对化学反应速率影响中的应用。
2.通过催化剂实际应用事例的探究分析，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用，激发学习化学的兴趣，培养勇于实践的科学精神和实事求是的科学态度及社会责任意识。进一步认识化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
定量研究影响化学反应速率的因素
【提出问题】
浓度、温度、催化剂等因素如何影响化学反应速率？如何测定化学反应速率？
【实验探究】
选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素。
实验用品：
烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。
0.1 mol/L Na2S2O3溶液、 0.1 mol/L H2SO4溶液、 0.5 mol/L H2SO4溶液、5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、蒸馏水、热水。
控制变量法
1. 选取同一个反应，探究不同因素产生的影响。
2.选取不同的反应，探究同一因素产生的影响。
实验原理
Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ＋S ＋H2O
2H2O2 2H2O ＋ O2
实验探究的整体设计
设计思路
NO.1
探究温度对化学反应速率的影响
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑+S↓+H2O
+2 +4 0
5mL 0.1mol/L H2SO4
+ 5mL 0.1mol/L Na2S2O3
热水
冷水
出现淡黄色
浑浊快
出现淡黄色
浑浊慢
【实验探究】根据教材实验2—3，完成实验，思考并完成下表内容。
实验原理
实验操作
实验现象
实验结论
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
混合后均出现浑浊，但70 ℃热水一组首先出现浑浊
升高温度，化学反应速率增大
方案一
实验设计
Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ＋S ＋H2O
编号 水浴 温度/℃ 0.1 mol/L Na2S2O3 溶液的体积/mL 0.5 mol/L H2SO4 溶液的体积/mL 出现浑浊
的时间/s
1
2
5
5
5
5
20
70
87
16
结 论:其它条件相同时，
升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。
每升高10℃，速率增大2—4倍。
方案二
实验设计
Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2 ＋S ＋H2O
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
2
5
20
5
5
5
70
结 论:其它条件相同时，
升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。
每升高10℃，速率增大2—4倍。
方案三
实验设计
2H2O2 2H2O ＋ O2
编号 水浴 温度/℃ 5%H2O2溶液 /mL 1 mol/L FeCl3溶液/mL 相同时间出现
气泡的多少
1
2
20
70
2
2
1
1
20℃
70℃
结 论:其它条件相同时，
升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。
每升高10℃，速率增大2—4倍。
【问题讨论1】（1）对吸热反应和放热反应，温度对反应速率的影响规律是否相同？
【温馨提示】其他条件不变时，升高温度，不管是吸热反应还是放热反应，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子(如图所示)→活化分子百分数增加→有效碰撞次数增多→反应速率增大。因此，升高温度均可以增大反应速率。反之，降低温度均可以降低反应速率。如图：
【问题讨论2】（2）温度对可逆反应的反应速率影响规律是什么？
【温馨提示】①升温时，吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数；降温时，吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。
②对于可逆反应来说，升高温度，正、逆反应速率均增大，但是吸热方向增大的程度更大；同理，降低温度，正、逆反应速率均降低，只是吸热方向降低的程度更大。
【问题讨论3】（3）通常情况下，你认为温度、浓度、压强对反应速率的影响谁更强一些呢？在日常生活中有哪些应用？
【温馨提示】一般而言，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更容易控制。根据温度对化学反应速率的影响，在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来加快反应速率，我们食品放入冰箱中保存，可以防止食品快速变质。
【拓展探究】根据教材P21页“科学探究”，已知4H＋+4I―+O2 == 2I2 +2H2O ，现有1 mol/L KI溶液、0.1 mol/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 2 mL KI溶液、2滴 淀粉溶液、2 mL 稀硫酸 实验温度 ①室温 ②冰水混合物
试剂加入顺序及理由 实验现象 结论 分别向2 mL KI溶液滴加2滴淀粉溶液后，再分别加入2 mL 稀硫酸。因为在不加酸的情况下，O2不能氧化I―
①室温的一组溶液快出现蓝色
其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度反应速率减慢
NO.2
探究催化剂对化学反应速率的影响
【实验探究1】（1）根据教材实验2—4，完成实验并填写下表内容：
原理 2H2O2 2H2O＋O2↑
实验操作
实验现象
结论
①未加入MnO2时，带余烬的木条无明显变化②加入MnO2后，锥形瓶内立即产生大量气泡，并且带余烬的木条复燃
MnO2能加快H2O2的分解
【实验探究2】（2）根据教材P21页“科学探究”，完成表格内容：
原理 2H2O2 2H2O＋O2↑ 实验操作
产生气泡快慢
结论 快
慢
对比①与②可知：Cu2＋、Fe3＋对H2O2分解都有催化作用，但Fe3＋催化作用较强
在两支试管中分别加入2mL 5%的H2O2溶液，再向其中一支H2O2溶液中滴入FeCl3溶液2滴，比较二者的化学反应速率。
加入试剂 5%的H2O2溶液+2滴0.1mol/LFeCl3 5%的H2O2溶液+2滴蒸馏水
产生气泡快慢
结 论
快
慢
加入催化剂，化学反应速率加快
实验设计
2H2O2 2H2O ＋ O2
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 室温
2 2 mL 室温
1 mL
0 mL
0 mL
1 mL
较多
较少
催化剂：其他条件相同时，使用催化剂可以改变（加快）化学反应速率。
不同的催化剂具有不同的催化效果。
对H2O2的催化效果：Fe3＋＞Cu2＋
【小结】
当其他条件相同时，
增大反应物浓度，化学反应速率增大;降低反应物浓度,化学反应速率减小。
升高温度，化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。大量实验证明，温度每升高100C，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。
催化剂可以改变化学反应速率。
对于有气体参加的化学反应，改变压强同样可以改变化学反应速率。
【问题探究1】（1）我们在讨论催化剂对化学反应速率的影响时，还应注意哪些问题？
【温馨提示】①催化剂有选择性，不同的化学反应的催化剂不相同，催化剂具有一定的活化温度。
②因催化剂对化学反应速率的影响是降低反应的活化能，增加有效碰撞次数，对正、逆反应的影响是相同的，所以催化剂对正、逆反应速率的影响相同。
【问题探究2】（2）分析化学反应速率影响因素类试题的分析方法有哪些？
【温馨提示】①控制变量法：当某种物质发生化学反应时，反应速率的大小不仅取决于物质的本质特性，还受反应物的浓度、温度、压强、催化剂、表面积等外界因素的影响。当研究其中某个因素对化学反应速率的影响时，常常先控制其他几个因素不变，这种方法称为控制变量法。
②分清主次法：当多个因素同时影响反应速率时，要分清哪个是主要因素。如锌与稀硫酸反应时，氢气的生成速率先由小变大，再由大变小，这是因为锌与稀硫酸反应时放热，体系温度逐渐升高，此时温度对反应速率的影响占主导地位，所以氢气的生成速率由小变大；一段时间后，反应体系中H＋的浓度减小，此时浓度对反应速率的影响占主导地位，所以氢气的生成速率又由大变小。
题目解析
·
·
曲线P比Q的拐点出现得早(先达到平衡)，说明P的反应速率快
最终P、Q在同一直线上，说明催化剂不能提高SO3的质量分数。
典例分析
①反应2SO2＋O2??2SO3进行的时间t和反应混合气中SO3的质量分数的关系如图所示。
曲线P表示使用了催化剂，曲线Q表示未使用催化剂。从图中可知，催化剂可以_____________，
但不能____________ _。
提高SO3的质量分数
加快反应速率
典例分析
②漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温且黑暗处可保存一年，亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O(HClO2为弱酸)。向NaClO2溶液中滴加H2SO4，开始时HClO2分解反应缓慢，随后反应迅速加快，其原因是( )
A．溶液中的Cl－起催化作用 C．ClO2逸出，使反应的生成物浓度降低
B．溶液中的H＋起催化作用 D．在酸性条件下，亚氯酸钠的氧化性增强
[由题目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后反应突然加快，这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用。]
A
触面积:增大反应物的接触面积可以增大反应速率。
接触面积对化学反应速率的影响
结论4：
思考：人们常把固体试剂溶于水配成溶液再进行化学实验，原因是什么？
溶液中溶质以分子或离子形式存在，且分布均匀，使反应物分子或离子之间直接接触的机会极大地增加，可以大大提高反应速率。
当物质以溶液状态存在时，能增大化学反应速率。
影响化学反应速率的因素的总结与运用
知识回顾：外界条件的改变对化学反应速率产生怎样的影响？
影响因素 条件改变 反应速率变化
浓度 增大反应物浓度
降低反应物浓度
温度 升高温度
降低温度
催化剂 使用催化剂
压强 有气体参与反应，增大压强
有气体参与反应，降低压强
加快
减慢
加快
减慢
加快
加快
减慢
你做对了吗？