(共12张PPT)
影响化学反应速率的因素（二）
第二章 化学反应速率与化学平衡
第1节 化学反应速率
一、温故设疑，引入新课
已知H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液能发生如下反应：
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
将酸性KMnO4溶液（0.1mol/L）逐滴滴入4mL 0.2mol/L H2C2O4溶液中（温度相同，并不断震荡试管），观察现象。
KMnO4溶液颜色突然褪去
为什么KMnO4溶液颜色突然褪去？可能的原因是什么？
原因1:
分析前后粒子变化
Mn2+起催化作用
原因2:
随着KMnO4溶液的加入
K+、SO42-起催化作用
一、温故设疑，引入新课
设计实验验证Mn2+对该反应起催化作用。
已知：K+、SO42-对该反应无影响。
实验用品：试管、胶头滴管、0.01mol/L KMnO4溶液、0.2mol/L H2C2O4溶液、MnSO4固体。要求小组合作，设计方案并汇报。
多因素影响反应速率的实验设计思路
浓度 温度 催化剂
探究浓度对反应速率的影响 变量 控制相同 控制相同
探究温度对反应速率的影响 控制相同 变量 控制相同
探究催化剂对反应速率的影响 控制相同 控制相同 变量
一、温故设疑，引入新课
完成实验，并汇报实验结果。
实验编号 0.01mol/LKMnO4溶液和0.2mol/L H2C2O4溶液的量 加入MnSO4固体的质量 对比溶液褪色快慢
① 1mL 0.01mol/LKMnO4溶液+2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液 0g 慢
② 1mL 0.01mol/LKMnO4溶液+2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液 0.2g 快
Mn2+对H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液的反应起催化作用。
以上是反应过程中自身产生催化剂从而影响反应速率。
更多情况下，催化剂是直接向体系中加入的。请列举？
二、再识催化剂
任务1：定性认识催化剂影响化学反应速率的原因
氟氯烃为什么会加快对臭氧层的破坏作用？
氯原子对O3分解有催化作用：
O3+Cl═ClO+O2 △H1；ClO+O═Cl+O2 △H2。
大气臭氧层的分解反应：O3+O═2O2 △H，该反应的能量变化示意图如图所示。
能量
反应过程
氟氯烃光解产生的氯自由基参与反应，改变了臭氧分解反应的历程，降低了反应的活化能，因此增大了臭氧的分解速率。
催化剂参与反应，改变了反应历程，改变了反应的活化能，影响化学反应速率。
二、再识催化剂
任务2：定量认识催化剂影响反应速率的原因及影响程度
化学反应 催化剂 活化能 无催化剂 有催化剂
C11H22O11（蔗糖）+H2O=C6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖） 蔗糖酶 107 36
2HI=H2+I2 金 184 105
CH3CHO=CH4+CO 碘 210 136
2H2O2=2H2O+O2 过氧化氢酶 75 25
催化剂对反应速率影响程度如何？为什么？
加入催化剂，降低反应活化能，活化分子数及百分数增大，有效碰撞次数增多，反应速率增大。
二、再识催化剂
任务2：定量认识催化剂影响反应速率的原因及影响程度
加入催化剂，降低反应活化能，活化分子数及百分数增大，有效碰撞次数增多，反应速率增大。
催化剂改变反应历程、降低反应活化能示意图
三、全面认识催化剂
除了MnO2、FeCl3、CuSO4也可以催化分解H2O2，请设计实验探究不同催化剂对双氧水分解反应的催化效果。
实验用品：试管、胶头滴管、5%H2O2溶液、0.1mol/L FeCl3溶液、0.2mol/L FeCl3溶液、0.1mol/L CuSO4溶液。
实验编号 5%H2O2溶液的用量 加入催化剂种类及用量 产生气体的快慢
① 2mL 0.1mol/L FeCl3溶液5滴 较快
② 2mL 0.1mol/L CuSO4溶液5滴 无明显现象
同一反应可以有不同催化剂，但催化效果不同；
催化剂的催化效果也会受反应条件的影响；
通常催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内
有些物质的存在会使催化剂明显失效——催化剂中毒。
三、全面认识催化剂
加热时，甲酸发生分解反应，同时发生脱水、脱氢反应。
HCOOH
H2O+CO（脱水）
H2+CO2（脱氢）
如果想通过甲酸分解得到H2，应该怎么办呢？
研究人员研发了一种氧化锌催化剂，它能加快甲酸的脱氢反应，而对脱水反应影响较小，根据这个特性，可以通过选择催化剂来调控反应，加快生成H2的反应，从而提高H2的生产效率。
HCOOH
H2O+CO（脱水）
H2+CO2（脱氢）
Al2O3
ZnO
四、催化剂的价值
催化剂一直是高科技领域的重要研究内容
从事催化剂研究的多位科学家获得过诺贝尔奖
四、催化剂的价值
人们在观察客观事物的运动时，必须掌握与运动速率相对应的时间分辨技术。正像 确定百米赛跑成绩，必须使用时间分辨精 确到 10-2s 的计时器。要跟踪和检测化学反 应中某些寿命极短的中间体或过渡态，必 须采用 10-15~10-12s 的时间分辨技术，这种 对超快速化学反应的研究被形象地称为飞 秒( fs ，1 fs=10-15s )化学。这些研究对了解 化学反应机理、控制反应进程、充分利用物 质和能源等非常重要。例如，化学家泽维尔 ( A. H. Zewail ，1946—2016 )研究 ICN 发生光 分解反应时，采用了可以分辨分子、原子飞秒级变动图像的激光脉冲技术，测得光分解反应ICN →I · + · CN 的反应时间为(205±30 )× 10-15s。 在研究H · 与CO2 气态反应时，为了确定反应 的开始时刻，泽维尔先使HI 和CO2 形成分子 聚合体，当 I · 因光解离去时H · 仍处于过渡态 H …O …CO ，这就使他可以对下列反应的整 个过程进行跟踪、观察：
H · + CO2 → H …O …CO → · OH + CO
(始态) (过渡态) (终态)
因在飞秒化学方面的突出贡献，1999 年 泽维尔获得诺贝尔化学奖。泽维尔的成就带 给我们两个方面的启示：一方面，技术及设备 (硬件)的改进是重要的；另一方面，研究中的长期积累和创新思维(软件)更为重要。
课堂小结
影响化学反应速率的因素（二）
催化剂
参与反应，改变途径，改变反应速率
多样性
选择性
定性分析
定量分析
实验探究
多因素影响反应速率的实验设计思路
浓度 温度 催化剂
探究浓度对反应速率的影响 变量 控制相同 控制相同
探究温度对反应速率的影响 控制相同 变量 控制相同
探究催化剂对反应速率的影响 控制相同 控制相同 变量(共14张PPT)
影响化学反应速率的因素（一）
第二章 化学反应速率与化学平衡
第1节 化学反应速率
一、温故设疑，引入新课
有时我们需要加快或减慢其化学反应速率来实现某些目的。
影响化学反应速率的因素都有哪些？
温度、浓度、压强、催化剂、表面积......
二、自主设计实验，探究温度、浓度影响
设计实验方案：利用以下实验试剂，尽可能多地设计实验，探究温度、浓度对化学反应速率的影响。
实验试剂：0.1mol/L Na2S2O3溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、1mol/L H2SO4溶液、4mol/L H2SO4溶液、蒸馏水、热水、锌粒。
实验仪器：任选。
分析选定研究的化学反应，如何确定影响反应因素有哪些？
如何控制条件探究温度对速率的影响？
（控制什么？怎么控制？改变什么？怎么改变？）
哪些现象（特征）体现了化学反应速率的快慢？
如何选择观测对象？依据是什么？
二、自主设计实验，探究温度、浓度影响
设计实验方案：利用以下实验试剂，尽可能多地设计实验，探究温度、浓度对化学反应速率的影响。
实验试剂：0.1mol/L Na2S2O3溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、1mol/L H2SO4溶液、4mol/L H2SO4溶液、蒸馏水、热水、锌粒。
实验仪器：任选。
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑
Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
选择变化明显且易于观察的现象作为观测对象
从定性和定量两个角度对化学反应速率的大小进行比较
以小组为单位，选择合适的试剂，分组进行实验方案设计并展示。
二、自主设计实验，探究温度、浓度影响
方案1：选择同一个化学反应分别探究温度、浓度对化学反应速率的影响
（1）化学反应：Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
改变因素 可能影响因素 温度 浓度 压强 催化剂
温度 变 （常温、热水浴） 定 无影响 （开放体系） 无
浓度 定 （常温） 变（0.1mol/L H2SO4、1mol/L H2SO4） 无影响 （开放体系） 无
研究对象：温度、浓度
观测对象：S
观测方法：
定性方法：观察两支试管中出现浑浊的先后顺序
定量方法：①用秒表观测浑浊完成覆盖纸片上字迹时间
②用浊度计测定相同时间内的浊度变化值
二、自主设计实验，探究温度、浓度影响
方案1：选择同一个化学反应分别探究温度、浓度对化学反应速率的影响
（2）化学反应：Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑
改变因素 可能影响因素 温度 浓度 压强 催化剂
温度 变 （常温、热水浴） 定 定 无
浓度 定 （常温） 变（1mol/L H2SO4、4mol/L H2SO4） 定 无
研究对象：温度、浓度
观测对象：H2
观测方法：
定性方法：比较两支试管中气泡产生的剧烈程度
定量方法：①用秒表观测相同时间内收集气体的体积
②用秒表观测收集相同体积的气体所需的时间。
二、自主设计实验，探究温度、浓度影响
方案2：选择不同的化学反应，探究同一反应条件对速率的影响
改变因素 可能影响因素 温度 浓度 压强 催化剂
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑ 变 （常温、热水浴） 定（Zn粒、1mol/L H2SO4） 定 无
Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 变 （常温、热水浴） 定（0.1mol/L Na2S2O3、0.1mol/L H2SO4） 定 无
研究对象：温度
观测对象：H2、S
观测方法：同前
二、自主设计实验，探究温度、浓度影响
方案2：选择不同的化学反应，探究同一反应条件对速率的影响
改变因素 可能影响因素 温度 浓度 压强 催化剂
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑ 定 （常温） 变（1mol/L H2SO4、4mol/L H2SO4） 定 无
Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 定 （常温） 变（0.1mol/L H2SO4、1mol/L H2SO4） 定 无
研究对象：浓度
观测对象：H2、S
观测方法：同前
二、自主设计实验，探究温度、浓度影响
其他条件相同时，增大反应物浓度、升高温度，化学反应速率增大；降低反应物浓度、降低温度，化学反应速率减小。
资料：大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2-4倍，表明温度对反应速率的影响非常显著。
三、微观解释，理论分析
温度浓度为什么可以改变化学反应速率？
化学反应的微观过程是怎样的？
HI 分解反应中分子碰撞示意图
三、微观解释，理论分析
温度、浓度为什么可以改变化学反应速率？
化学反应的微观过程是怎样的？
化学反应中反应物、生成物
的能量与活化能的关系
在化学反应的过程中，反应物分子必须具有一定的能量，碰撞时还要有合适的取向，这样的碰撞才能使化学键断裂，从而发生化学反应。可见，发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子。
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。
三、微观解释，理论分析
温度、浓度是如何影响化学反应速率的？
影响因素 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 不变 增加 增加 增加 增大
增大反应物浓度 增加 增加 不变 增加 增大
分子运动
相互碰撞
有效碰撞
化学反应
新物质
反应热（焓变）
（1）活化分子具有足够的能量
（2）碰撞取向合适
四、总结归纳，系统认识
研究多因素影响的实验方案设计的一般思路是什么？
过程中要注意哪些问题？
在研究多因素影响的实验方案设计时，要确定实验目的和实验原理，然后设计实验方案（注重变量控制和对比实验的应用），最后通过动手实验，搜集实验证据，得出实验结论。
例题：把除去氧化膜的镁条投入盛有稀盐酸的试管中，产生氢气的速率变化情况如右图所示，图示O至t1时间段内速率变化的主要原因是 ；t1至t2时间段内速率变化的主要原因是 。
v(H2)
t
O
t1
t2
课堂小结
影响化学反应速率的因素（一）
研究多因素影响的实验设计思路：
外界因素对速率的影响
明确实验目的
确定实验原理
设计实验方案
实施实验
得出实验结论
变量控制
对比实验
浓度
增大反应物浓度
化学反应速率增大
单位体积内活化分子数目增大
升高温度
化学反应速率增大
活化分子百分数增大
当其他条件相同时，
温度
