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第二章 第一節
化學反應的速率與化學平衡
2.1.2 影響化學反應的速率的因素
(2) 基元反應發生的先決條件是反應物的分子必須發生 。
通過碰撞一步直接轉化為產物的反應。
2、反應歷程（反應機理）：
（1）基元反應構成的反應序列稱為反應歷程。
（2） 基元反應的總和稱為總反應。
簡單碰撞理論：
1918年，路易斯提出了化學反應速率的簡單碰撞理論。該理論認為，反應物分子間的碰撞是化學反應的先決條件。反應物分子間有效碰撞的頻率越高，化學反應速率越大。
沒足夠的能量
沒合適的取向
足夠的能量 + 合適的取向
2HI===H2＋I2
(2) 活化分子和活化能
①活化分子：發生有效碰撞的分子必須具有足夠的 ，這種分子叫做活化分子。
（1）同一溫度下，同一反應的活化分子百分數是一定的。
（2）溫度越高，活化分子百分數越高。
（3）活化分子濃度 = 分子濃度× 活化分子百分數
（4）有效碰撞次數的頻率與活化分子濃度有關。
活化分子百分數 =
×100%
活化分子數
反應物分子總數
注意：（1）能量不足的普通分子吸收能量后才能變成活化分子
（2） 向體系提供活化能的方法：加熱、
知識窗 過渡態理論
過渡態理論認為，當兩個具有足夠能量的反應物分子相互接近時，分子中的化學鍵要重排，能量重新分配。在反應過程中要經過一個中間的過渡態，先生成活化配合物，然后再分解為產物。
5/8．研究化學反應歷程有利于調控化學反應速率。已知反應2NO(g)＋O2(g) ? ?2NO2(g)的反應進程和能量變化圖如下：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．反應ⅰ的ΔH1<0B．反應ⅰ的正活化能>逆活化能C．反應ⅱ是決速步驟D．分離NO2的瞬間對反應ⅱ的正反應速率沒有影響



B
三、影響化學反應速率的因素
鎂條與稀硫酸反應可以生成氫氣，而銅稀硫酸不能反應，這是為什么？
1、 內因：物質本身的結構和化學性質
請思考導致下列現象的原因
實驗室用氯酸鉀制備氧氣，為什么加MnO2？
夏天，把食物放在冰箱里，為什么可以保鮮？
實驗室制備氫氣時，粗鋅與稀硫酸反應的
速度比純鋅的速度更快？
2、外因：（催化劑、溫度、形成原電池等）
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
p26
本實驗能否通過觀察產生氣泡的快慢比較反應速率的大小？
不能，SO2易溶于水，二者溶液濃度較小，可能無明顯氣泡，在常溫、常壓下，1體積水大約能溶解40體積的二氧化硫。
用碰撞理論解釋外界條件對反應速率的影響——濃度
影響 外因 單位體積內 有效碰撞次數 化學反應速率
分子總數 活化分子數 活化分子百分數 增大濃度
增加
增加
增加
加快
不變
用碰撞理論解釋外界條件對反應速率的影響——溫度
——普通分子
——活化分子
影響 外因 分子總數 活化分子數 活化分子百分數 有效碰撞次數 化學反應速率
升高溫度
不變
增加
增加
加快
增加
5% H2O2
FeCl3溶液
MnO2粉末
3、 催化劑 對化學反應的速率的影響
2H2O2 = 2H2O + O2 ↑
思考與交流：
2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O
反應過程中，隨著反應的進行，會出現大量的氣泡，這是為什么呢？
2KMnO4+5H2C2O4 +3H2SO4
= K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
隨著反應的進行，化學反應速率迅速加快？
用碰撞理論解釋外界條件對反應速率的影響——催化劑
SO2(g)+1/2O2(g) ===SO3(g)
2VO2+1/2O2 = V2O5
SO2+V2O5 = 2VO2+SO3
催化劑:
(1)能改變反應歷程
(2)能降低反應的活化能，進而加快反應速率
能量
SO2(g)
+ 1/2O2(g)
SO3(g)
反應過程
E1
E2
E3
用碰撞理論解釋外界條件對反應速率的影響——催化劑
影響 外因 分子總數 活化分子數 活化分子百分數 有效碰撞次數 化學反應速率
催化劑
不變
增加
增加
加快
增加
單位體積內
壓強的變化只有引起濃度變化時才能改變反應速率。
思考討論
已知在密閉容器中發生化學反應：N2(g)＋O2(g) =2NO(g)。分析下列條件的改變對該反應的化學反應速率的影響。
(1)縮小容器容積使體系壓強增大，該反應的反應速率將如何變化？
(2)體積不變，充入氬氣，使體系壓強增大，該反應的反應速率將如何變化？
(3)壓強不變，充入氬氣，該反應的反應速率將如何變化？
壓強的變化只有引起濃度變化時才能改變反應速率。
小結： 外界條件（其他條件不變，只改變一個條件）對反應速率的影響
1、濃度：增大（減小）反應物濃度，化學反應速率增大（減小）。
2、溫度
（1）對吸熱和放熱反應的影響規律是一致的：升高溫度，放熱（吸熱反應）的速率均加快；反之，減慢。
(2) 溫度每升高10℃，化學反應速率增大到原來的2-4倍。
3、催化劑：
(1)催化劑有正負之分，如未說明，一般為正催化劑。
(2)催化劑有選擇性（專一性）。
(3) 催化劑一般參加反應，但反應前后化學性質不變
(4) 一般來說，生物酶做催化劑時，溫度越高，酶失活，失去催化能力
4、壓強（有氣體參與）：壓強的改變，只有引起參與反應物質的濃度改變，才會引起速率的改變
5、其他條件：顆粒大小、接觸面積、光、溶劑等等
注意：純固體、純液體對速率的影響
在C(s)＋CO2(g) 2CO(g)的反應中，現采取下列措施，其中能夠使反應速率增大的措施是(　　) ①縮小體積，增大壓強　
②增加碳的量　
③通入CO2　
④恒容下充入N2　
⑤恒壓下充入N2A．①④ B．②③⑤ C．①③ D．①②④
C
再接再厲
2014重慶
在恒溫、恒容的密閉容器中進行反應：
X（g）=2Z（g）若反應物濃度由2 mol·L-1降到
0.8 mol·L-1 需要20s ,那么反應物濃度由0.8 mol·L-1
降到0.2 mol·L-1 所需的時間為 （ ）
（A）10s
（B）大于10s
（C）小于10s
（D）無法判斷
答案：B
下列操作能加大化學反應速率的是 （ ）
A. 實驗室用Zn和硫酸制取氫氣，將硫酸改為18mol/L以加快產生氫氣的時間；
B.碳酸鈣高溫分解，將塊狀的固體先粉碎；
C.對反應 C + H2O(g) = CO +H2,增加C的量；
D.對制取水煤氣的反應，減小體積，增大壓強；
E.對反應 4Na + O2 = 2Na2O,升高溫度,可以加快Na2O的生成速率。
BD
(1) 濃度的改變可能會引起化學反應本質的改變：硫酸與鐵（鋁）的反應。
(2) 溫度的改變可能會引起化學反應本質的改變：鈉與氧氣的反應。
（3）對于純固體或液體的反應物，改變它們的量幾乎不會改變化學反應速率。（一般情況下其濃度是常數）
高溫
新知快遞
“變量控制法”探究反應速率影響因素的步驟
探究影響化學反應速率的因素
（外因）
5/11已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化學小組欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應過程中濃度、溫度對化學反應速率的影響，進行了如下實驗(忽略溶液體積變化)：
編號 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液體積/mL 0.1 mol·L－1H2C2O4溶液體積/mL 水的體積/mL 反應溫度/℃ 反應時間/min
Ⅰ 2 2 0 20 2.1
Ⅱ V1 2 1 20 5.5
Ⅲ V2 2 0 50 0.5
下列說法不正確的是(　　)A．V1＝1，V2＝2B．設計實驗Ⅰ、Ⅲ的目的是探究溫度對反應速率的影響C．實驗計時是從溶液混合開始，溶液呈紫紅色時結束D．實驗Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的濃度變化表示的反應速率
v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1·min－1
C
為研究某溶液中溶質R的分解速率的影響因素，分別用三份不同初始濃度R溶液在不同溫度下進行實驗，c(R)隨時間變化如圖。下列說法錯誤的是(　　)
A．25 ℃時，10～30 min，R的平均分
解速率為 0.030 mol·L－1·min－1B．對比30 ℃和10 ℃曲線，在同一時刻，
能說明R的分解速率隨溫度升高而增大C．對比30 ℃和25 ℃曲線，0～50 min，
能說明R的平均分解速率隨溫度升高而增大D．對比30 ℃和10 ℃曲線，在50 min時，R的分解率相等
B
課堂小結
一、知識點
1、（有效）碰撞理論
2、活化能和活化分子
3、影響化學反應速率的因素
二、題型
與影響化學反應速率的因素相關的題：表格、圖像
三、思維方法
控制變量
在25℃時，向100mL含HCl 14.6g的鹽酸中，放入5.6g鐵粉，反應進行到2s時收集到氫氣1.12L(標況)，之后反應又進行了4s，鐵粉全溶解。若不考慮體積變化，則：
(1)前2s內用FeCl2表示的平均反應速率為 ；
(2)后4s內用HCl表示的平均反應速率為 ；
(3)前2s與后4s比較，反應速率 較快，其原因可能 。
0.25mol/(L·s)
0.25mol/(L·s)
前2s
前2s時段鹽酸濃度比后4s時段大
用鐵片與稀硫酸反應制取氫氣時,下列措施不能使氫氣生成速率加大的是 ( )
A、加熱
B、不用稀硫酸，改用98%的濃硫酸
C、滴加少量CuSO4溶液
D、不用鐵片，改用鐵粉
B
考考你
Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
提高溫度，加快反應速率
鈍化
加大接觸面積
反應3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)
在一可變容積的密閉容器中進行，下列條件的改變對其反應速率 幾乎無影響的是 ( )　　
A．增加Fe的量　　
B．將容器的容積縮小一半　　
C．保持容積不變，充入N2使體系壓強增大　　
D．壓強不變，充入N2使容器容積增大
探究點一　實驗探究影響化學反應速率的外界條件
把空氣中久置的鋁片5.0g投入盛有500ml0.5mol/l硫酸溶液的燒杯中，該鋁片與硫酸反應產生氫氣的速率與反應時間可用圖所示的坐標曲線來表示，回答下列問題：
（1）曲線0→a段不產生氫氣的原因
有關化學方程式為
（2）曲線a→c段，產生氫氣的速率增加較快的主要原因
（3） 曲線c點后，產生氫氣的速率逐漸下降的主要原因

鋁片表面有氧化膜，硫酸先和氧化鋁反應，不產生氫氣
Al2O3 + 3H2SO4= Al2(SO4)3 + 3H2O
該反應是放熱反應，使溫度升高，化學反應速率加快
硫酸的濃度漸小，化學反應速率逐漸下降。
一、基元反應與反應歷程
總：A+B→C
第一步反應：快反應
第二步反應：較快反應
第三步反應：慢反應
對于由多個基元反應組成的化學反應，其反應的快慢由最慢的一步基元反應決定。
資料卡片
化學反應發生的先決條件：反應物分子相互接觸和碰撞
無效碰撞：不能發生化學反應的碰撞
有效碰撞：能發生化學反應的碰撞
決速步驟
探究點三　反應歷程與活化能
四、鞏固提升
（2020·全國）金屬插入CH4的C-H鍵形成高氧化態過渡金屬化合物的反應頻繁出現在光分解作用、金屬有機化學等領域，如圖是CH4與Zr形成過渡金屬化合物的過程。下列說法不正確的是
A．整個反應快慢，由 CH2— Zr···H2→狀態2反應決定
B．CH3—Zr···H→CH2 —Zr···H2 ΔH=+8.32 kJ mol-1
C．在中間產物中 CH3—Zr···H狀態最穩定
D．Zr +CH4→CH—Zr···H3活化能為201. 84 kJ mol-1
D
已知H2O2分解反應為：2H2O2=2H2O+O2 △H<0
在含少量I-的溶液中，H2O2的分解機理為：
① H2O2＋ I- = H2O ＋IO- △H>0 慢
② △H<0 快
H2O2 + IO- = H2O + O2 + I-
（1）此過程機理中 為催化劑， 為中間產物。
（2）I-的濃度能否影響反應速率？
（3）畫出此反應過程中（無催化劑和有催化劑）的能量變化圖像
I-
IO-
可以
E1
E2
（4）兩種反應條件，焓變 。 （填“相等”或“不相等”） 。

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