2.1.2化学反应的速率 课件 (共47张PPT)2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

(共47张PPT)
第二章 第一节
化学反应的速率与化学平衡
2.1.2 影响化学反应的速率的因素
(2) 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生 。
通过碰撞一步直接转化为产物的反应。
2、反应历程（反应机理）：
（1）基元反应构成的反应序列称为反应历程。
（2） 基元反应的总和称为总反应。
简单碰撞理论：
1918年，路易斯提出了化学反应速率的简单碰撞理论。该理论认为，反应物分子间的碰撞是化学反应的先决条件。反应物分子间有效碰撞的频率越高，化学反应速率越大。
没足够的能量
没合适的取向
足够的能量 + 合适的取向
2HI===H2＋I2
(2) 活化分子和活化能
①活化分子：发生有效碰撞的分子必须具有足够的 ，这种分子叫做活化分子。
（1）同一温度下，同一反应的活化分子百分数是一定的。
（2）温度越高，活化分子百分数越高。
（3）活化分子浓度 = 分子浓度× 活化分子百分数
（4）有效碰撞次数的频率与活化分子浓度有关。
活化分子百分数 =
×100%
活化分子数
反应物分子总数
注意：（1）能量不足的普通分子吸收能量后才能变成活化分子
（2） 向体系提供活化能的方法：加热、
知识窗 过渡态理论
过渡态理论认为，当两个具有足够能量的反应物分子相互接近时，分子中的化学键要重排，能量重新分配。在反应过程中要经过一个中间的过渡态，先生成活化配合物，然后再分解为产物。
5/8．研究化学反应历程有利于调控化学反应速率。已知反应2NO(g)＋O2(g) ? ?2NO2(g)的反应进程和能量变化图如下：ⅰ：2NO(g)??N2O2(g)　ΔH1 　 活化能Ea1ⅱ：N2O2(g)＋O2(g) ??2NO2(g)　ΔH2 　活化能Ea2，活化能Ea1A．反应ⅰ的ΔH1<0B．反应ⅰ的正活化能>逆活化能C．反应ⅱ是决速步骤D．分离NO2的瞬间对反应ⅱ的正反应速率没有影响



B
三、影响化学反应速率的因素
镁条与稀硫酸反应可以生成氢气，而铜稀硫酸不能反应，这是为什么？
1、 内因：物质本身的结构和化学性质
请思考导致下列现象的原因
实验室用氯酸钾制备氧气，为什么加MnO2？
夏天，把食物放在冰箱里，为什么可以保鲜？
实验室制备氢气时，粗锌与稀硫酸反应的
速度比纯锌的速度更快？
2、外因：（催化剂、温度、形成原电池等）
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
p26
本实验能否通过观察产生气泡的快慢比较反应速率的大小？
不能，SO2易溶于水，二者溶液浓度较小，可能无明显气泡，在常温、常压下，1体积水大约能溶解40体积的二氧化硫。
用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响——浓度
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
用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响——温度
——普通分子
——活化分子
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
5% H2O2
FeCl3溶液
MnO2粉末
3、 催化剂 对化学反应的速率的影响
2H2O2 = 2H2O + O2 ↑
思考与交流：
2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O
反应过程中，随着反应的进行，会出现大量的气泡，这是为什么呢？
2KMnO4+5H2C2O4 +3H2SO4
= K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
随着反应的进行，化学反应速率迅速加快？
用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响——催化剂
SO2(g)+1/2O2(g) ===SO3(g)
2VO2+1/2O2 = V2O5
SO2+V2O5 = 2VO2+SO3
催化剂:
(1)能改变反应历程
(2)能降低反应的活化能，进而加快反应速率
能量
SO2(g)
+ 1/2O2(g)
SO3(g)
反应过程
E1
E2
E3
用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响——催化剂
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
催化剂
不变
增加
增加
加快
增加
单位体积内
压强的变化只有引起浓度变化时才能改变反应速率。
思考讨论
已知在密闭容器中发生化学反应：N2(g)＋O2(g) =2NO(g)。分析下列条件的改变对该反应的化学反应速率的影响。
(1)缩小容器容积使体系压强增大，该反应的反应速率将如何变化？
(2)体积不变，充入氩气，使体系压强增大，该反应的反应速率将如何变化？
(3)压强不变，充入氩气，该反应的反应速率将如何变化？
压强的变化只有引起浓度变化时才能改变反应速率。
小结： 外界条件（其他条件不变，只改变一个条件）对反应速率的影响
1、浓度：增大（减小）反应物浓度，化学反应速率增大（减小）。
2、温度
（1）对吸热和放热反应的影响规律是一致的：升高温度，放热（吸热反应）的速率均加快；反之，减慢。
(2) 温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的2-4倍。
3、催化剂：
(1)催化剂有正负之分，如未说明，一般为正催化剂。
(2)催化剂有选择性（专一性）。
(3) 催化剂一般参加反应，但反应前后化学性质不变
(4) 一般来说，生物酶做催化剂时，温度越高，酶失活，失去催化能力
4、压强（有气体参与）：压强的改变，只有引起参与反应物质的浓度改变，才会引起速率的改变
5、其他条件：颗粒大小、接触面积、光、溶剂等等
注意：纯固体、纯液体对速率的影响
在C(s)＋CO2(g) 2CO(g)的反应中，现采取下列措施，其中能够使反应速率增大的措施是(　　) ①缩小体积，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N2A．①④ B．②③⑤ C．①③ D．①②④
C
再接再厉
2014重庆
在恒温、恒容的密闭容器中进行反应：
X（g）=2Z（g）若反应物浓度由2 mol·L-1降到
0.8 mol·L-1 需要20s ,那么反应物浓度由0.8 mol·L-1
降到0.2 mol·L-1 所需的时间为 （ ）
（A）10s
（B）大于10s
（C）小于10s
（D）无法判断
答案：B
下列操作能加大化学反应速率的是 （ ）
A. 实验室用Zn和硫酸制取氢气，将硫酸改为18mol/L以加快产生氢气的时间；
B.碳酸钙高温分解，将块状的固体先粉碎；
C.对反应 C + H2O(g) = CO +H2,增加C的量；
D.对制取水煤气的反应，减小体积，增大压强；
E.对反应 4Na + O2 = 2Na2O,升高温度,可以加快Na2O的生成速率。
BD
(1) 浓度的改变可能会引起化学反应本质的改变：硫酸与铁（铝）的反应。
(2) 温度的改变可能会引起化学反应本质的改变：钠与氧气的反应。
（3）对于纯固体或液体的反应物，改变它们的量几乎不会改变化学反应速率。（一般情况下其浓度是常数）
高温
新知快递
“变量控制法”探究反应速率影响因素的步骤
探究影响化学反应速率的因素
（外因）
5/11已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：
编号 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min
Ⅰ 2 2 0 20 2.1
Ⅱ V1 2 1 20 5.5
Ⅲ V2 2 0 50 0.5
下列说法不正确的是(　　)A．V1＝1，V2＝2B．设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响C．实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束D．实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率
v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1·min－1
C
为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如图。下列说法错误的是(　　)
A．25 ℃时，10～30 min，R的平均分
解速率为 0.030 mol·L－1·min－1B．对比30 ℃和10 ℃曲线，在同一时刻，
能说明R的分解速率随温度升高而增大C．对比30 ℃和25 ℃曲线，0～50 min，
能说明R的平均分解速率随温度升高而增大D．对比30 ℃和10 ℃曲线，在50 min时，R的分解率相等
B
课堂小结
一、知识点
1、（有效）碰撞理论
2、活化能和活化分子
3、影响化学反应速率的因素
二、题型
与影响化学反应速率的因素相关的题：表格、图像
三、思维方法
控制变量
在25℃时，向100mL含HCl 14.6g的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：
(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为 ；
(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为 ；
(3)前2s与后4s比较，反应速率 较快，其原因可能 。
0.25mol/(L·s)
0.25mol/(L·s)
前2s
前2s时段盐酸浓度比后4s时段大
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
B
考考你
Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
提高温度，加快反应速率
钝化
加大接触面积
反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(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Fe的量　　
B．将容器的容积缩小一半　　
C．保持容积不变，充入N2使体系压强增大　　
D．压强不变，充入N2使容器容积增大
探究点一　实验探究影响化学反应速率的外界条件
把空气中久置的铝片5.0g投入盛有500ml0.5mol/l硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用图所示的坐标曲线来表示，回答下列问题：
（1）曲线0→a段不产生氢气的原因
有关化学方程式为
（2）曲线a→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因
（3） 曲线c点后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因

铝片表面有氧化膜，硫酸先和氧化铝反应，不产生氢气
Al2O3 + 3H2SO4= Al2(SO4)3 + 3H2O
该反应是放热反应，使温度升高，化学反应速率加快
硫酸的浓度渐小，化学反应速率逐渐下降。
一、基元反应与反应历程
总：A+B→C
第一步反应：快反应
第二步反应：较快反应
第三步反应：慢反应
对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。
资料卡片
化学反应发生的先决条件：反应物分子相互接触和碰撞
无效碰撞：不能发生化学反应的碰撞
有效碰撞：能发生化学反应的碰撞
决速步骤
探究点三　反应历程与活化能
四、巩固提升
（2020·全国）金属插入CH4的C-H键形成高氧化态过渡金属化合物的反应频繁出现在光分解作用、金属有机化学等领域，如图是CH4与Zr形成过渡金属化合物的过程。下列说法不正确的是
A．整个反应快慢，由 CH2— Zr···H2→状态2反应决定
B．CH3—Zr···H→CH2 —Zr···H2 ΔH=+8.32 kJ mol-1
C．在中间产物中 CH3—Zr···H状态最稳定
D．Zr +CH4→CH—Zr···H3活化能为201. 84 kJ mol-1
D
已知H2O2分解反应为：2H2O2=2H2O+O2 △H<0
在含少量I-的溶液中，H2O2的分解机理为：
① H2O2＋ I- = H2O ＋IO- △H>0 慢
② △H<0 快
H2O2 + IO- = H2O + O2 + I-
（1）此过程机理中 为催化剂， 为中间产物。
（2）I-的浓度能否影响反应速率？
（3）画出此反应过程中（无催化剂和有催化剂）的能量变化图像
I-
IO-
可以
E1
E2
（4）两种反应条件，焓变 。 （填“相等”或“不相等”） 。