化学 人教版选择性必修1第二章 第一节 第2课时 影响化学反应速率的因素 活化能课件.pptx
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1、,第2课时 影响化学反应速率的因素 活化能,1.宏观辨识与微观探析:通过实验,从宏观上认识外界因素影响化 学反应速率的规律,并能从活化分子的有效碰撞等微观的角度进 行分析解释。2.证据推理与模型认知:建立分析探究外界因素影响化学反应速率 的思维模型,即“实验现象影响规律理论解释”,促进“证 据推理”核心素养的发展。3.科学探究:通过定性与定量研究影响化学反应速率的因素,提高 学生设计探究方案、进行实验探究的能力。,一、影响化学反应速率的因素,随堂演练知识落实,课时对点练,二、活化能,内容索引,1.内因在相同条件下,不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的、_和 等因素决定的。2.实验探究(1)
2、实验:定性探究影响化学反应速率的外界因素实验原理Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O,一、影响化学反应速率的因素,组成,结构,性质,实验方案设计,浑浊,出现浑浊更快,增大,浑浊,首先出现浑浊,增大,无明显现象,出现大量气泡,加快,(2)实验:反应速率的定量测定和比较实验步骤取一套装置(如图所示),加入40 mL 1 molL1的硫酸和锌粒,测量收集10 mL H2所需的时间。,取另一套装置,加入40 mL 4 molL1的硫酸和锌粒,测量收集10 mL H2所需的时间。实验现象锌与稀硫酸反应(写现象),收集10 mL气体,所用时间比所用时间。,产生气泡,短,实验结果,长,短,慢
3、,快,实验结论4 molL1硫酸与锌反应比1 molL1硫酸与锌反应的速率_。注意事项锌的颗粒(即表面积)大小基本相同;40 mL的稀硫酸要迅速加入;装置气密性良好,且计时要迅速准确;气体收集可以用排水量气装置(如图所示)代替。,快,实验讨论除本实验测定反应速率的方法外,可行的方案还有(至少填两种):;。,测定一定时间内产生的H2的体积,测定一段时间内H的浓度变化,测定一段时间内锌粒的质量变化,3.外因(1)在一般情况下,当其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率;降低反应物浓度,化学反应速率。升高温度,化学反应速率;降低温度,化学反应速率。催化剂可以 化学反应速率。(2)大量实验证明,温
4、度每升高,化学反应速率通常增大为原来的_倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。,增大,减小,增大,减小,改变,10,24,(3)压强对化学反应速率的影响研究对象气体模型的理解对于气体来说,在一定温度下,一定质量的气体所占的体积与压强成反比。如图所示:,由图可知:其他条件不变时,增大压强,气体体积,浓度。影响规律对于有气体参加的化学反应,在相同温度下,增大压强(减小容器容积),反应速率;减小压强(增大容器容积),反应速率。(4)其他影响化学反应速率的因素:如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。总之,向反应体系,都有可能改变化学反应速率。,缩小,增大,增大,减小,输入能量,(1
5、)增加固体反应物的质量,化学反应速率增大()(2)任何反应,增大压强,反应速率一定增大()(3)恒温恒容密闭容器中发生全为气体的反应,若容器总压强增大,则反应速率一定增大()(4)升高温度,吸热反应速率会加快而放热反应速率会减慢()(5)某反应温度每升高10,速率变为原来的2倍,若温度升高30,则速率变为原来的6倍(),(6)锌与H2SO4反应,H2SO4的浓度越大,产生H2的速率越快()(7)100 mL 2 molL1的盐酸与锌片反应,加入适量的NaCl溶液,反应速率不变()(8)催化剂在反应过程中会参与反应,但反应前后自身的质量与化学性质不变(),1.相同温度条件下,将下列4种不同浓度的
6、NaHCO3溶液,分别加入到4个盛有20 mL 0.06 molL1盐酸的烧杯中,并加水稀释至50 mL,NaHCO3溶液与盐酸反应产生CO2的速率由大到小的的顺序是。20 mL,0.03 molL120 mL,0.02 molL110 mL,0.04 molL110 mL,0.02 molL1,解析混合后氢离子浓度相同,四种溶液中c(HCO)的大小决定产生CO2速率的大小。混合后HCO 的浓度分别为0.012 molL1、0.008 molL1、0.008 molL1、0.004 molL1。,(1)恒温恒容条件下,向反应体系中充入氮气,反应速率(填“增大”“减小”或“不变”,下同),原因是
7、_。(2)恒温恒容条件下,向反应体系中充入氦气,反应速_,原因是_。(3)恒温恒压条件下,向反应体系中充入氦气,反应速率,原因是_。,增大,增大反应物的浓度,化学反应速率增大,不变,条件下,充入氦气,反应物和生成物的浓度不变,化学反应速率不变,恒容,减小,压强不变,充入氦气,容积增大,氮气、氢气的浓度减小,化学反应速率减小,3.某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素,所用HNO3的浓度分别为1.00 molL1、2.00 molL1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K。请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号
8、:,298,粗颗粒,1.00,308,2.00,298,细颗粒,2.00,解析考查影响反应速率的因素的实验设计。实验和探究HNO3浓度对反应速率的影响,故大理石规格和反应温度应相同,而HNO3浓度不同;同理,和应选择不同的温度,和应选择不同的大理石规格,而另外2个条件相同。,易错警示,(1)浓度对化学反应速率的影响对于固体或纯液体,其浓度可视为常数,其质量改变时不影响化学反应速率。增大其接触面积,才能加快反应速率。对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变。,返回,(2)压强是否影响化学反应速率,取决于是否影响反应物的浓度。恒容下充入稀有气体,气体压强增大,
9、但反应物浓度不变,故反应速率不变。恒压下充入稀有气体,气体压强不变,但体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小。(3)注意“量多变一”的控制变量思想在探究速率影响因素实验中的应用。,1.有效碰撞理论(1)基元反应:大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中_都称为基元反应。如2HI=H2I2的2个基元反应为_、_。(2)反应机理:先后进行的 反映了化学反应的反应历程,反应历程又称。(3)基元反应发生的先决条件基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生,但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。,二、活化能,每一步反应,2HIH22I,2II2,基元反应,反应机理,碰撞,(4)有效碰撞,
10、(5)活化能和活化分子活化分子:能够发生 的分子。对于某一化学反应来说,在一定条件下,反应物分子中活化分子的百分数是 的。活化能:活化分子具有的 与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能。,有效碰撞,一定,平均能量,越快,(6)反应物、生成物的能量与活化能的关系图,活化能,放出的能量,逆反应,反应热,2.基元反应发生经历的过程,3.有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释(1)浓度:反应物浓度增大单位体积内活化分子数 单位时间内有效碰撞的次数 反应速率;反之,反应速率。(2)压强:增大压强气体体积缩小反应物浓度增大单位体积内活化分子数 单位时间内有效碰撞的次数 反应速率;反之,反应速率
11、。即压强对化学反应速率的影响,可转化成浓度对化学反应速率的影响。,增加,增多,增大,减小,增多,增加,增大,减小,(3)温度:微观解释:升高温度活化分子的百分数 单位时间内有效碰撞的次数 反应速率;反之,反应速率。(4)催化剂:使用催化剂改变了反应的历程(如下图),反应的活化能_活化分子的百分数 单位时间内有效碰撞的几率 反应速率。,增大,增加,增大,减小,降低,增大,增加,加快,(1)活化分子间的碰撞一定是有效碰撞()(2)活化能大的反应一定是吸热反应()(3)发生有效碰撞的分子一定是活化分子()(4)有效碰撞次数多,反应速率快()(5)增大反应物浓度,虽然活化分子百分比未变,但单位体积内分
12、子总数增加,使单位体积内活化分子总数增加,化学反应速率加快()(6)升高温度,会使分子的平均能量升高,活化分子所占百分数增大,从而使反应速率加快()(7)催化剂可以降低反应的活化能,也可以改变反应的H()(8)活化分子总数多的反应速率快(),下列有关该反应的说法正确的是A.该反应的速率主要取决于的快慢B.NOBr2是该反应的催化剂C.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJmol1D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率,解析反应速率主要取决于慢的一步,所以该反应的速率主要取决于的快慢,故A错误;NOBr2是反应过程中的中间产物,不是该反应的催化剂,故B错误;由于该反应为放热
13、反应,说明反应物的总能量高于生成物的总能量,所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJmol1,故C正确;增大Br2(g)浓度,活化分子百分数不变,但单位体积内的活化分子数目增多了,所以能加快反应速率,故D错误。,2.设CCO2 2CO(吸热反应)的反应速率为v1,N23H2 2NH3(放热反应)的反应速率为v2,若对以上两个反应均升高温度,v1、v2会(填“减小”“增大”或“不变”),从有效碰撞理论角度分析原因:_。,增大,无论是放热反应还是吸热反应,升高温度,分子的平均能量均增加,活化分子百分比增加,单位体积内活化分子数增加,单位时间内有效碰撞次数增加,反应速率增大,3.在有气体参与的反
14、应中,增大反应物浓度、升高温度、增大压强(压缩体积)、加入催化剂,若以上四种方法均可使反应速率增大,完成下列问题(填序号):(1)降低反应活化能的是。(2)增加活化分子百分比的是。(3)未改变活化分子百分比,增加单位体积内分子总数的是。(4)增加单位体积内活化分子数的是。,活化分子、有效碰撞与反应速率的关系,返回,归纳总结,1.下列有关化学反应速率的说法正确的是A.C与CO2反应生成CO时,增加C的量不能使反应速率增大B.等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同物质的量浓度的盐酸反应,反 应速率相等C.SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减小D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生
15、成N2和CO2,使用催化剂可以 增大该化学反应的速率,1,2,3,5,随堂演练知识落实,4,解析C是固体,增加C的量不影响化学反应速率,A正确;锌粉的表面积大,反应速率大,B不正确;升高温度,吸热反应、放热反应的速率均增大,C不正确;催化剂可以增大反应速率,D正确。,1,2,3,5,4,2.下列说法正确的是A.活化分子具有的能量是活化能B.活化分子的总数越多,反应速率越大C.某一反应的活化分子的百分数是个定值D.单位时间内有效碰撞次数越多,反应速率越大,1,2,3,5,解析活化分子具有的能量与普通分子具有的能量之差叫活化能,A错误;单位体积内活化分子总数越多,有效碰撞机率越大,反应速率越大,B
16、错误;只有在一定条件下,活化分子在反应物中所占百分数才是定值,C错误。,4,3.用一质量为1.2 g的铝片与45 mL 4 molL1稀硫酸反应制取H2,若要增大反应速率,采取的措施:再加入20 mL 4 molL1硫酸;改用 30 mL 6 molL1的稀硫酸;改用20 mL 18 molL1浓硫酸;改用 1.2 g铝粉代替1.2 g铝片;适当升高温度;在敞口容器中反应。其中正确的是A.B.C.D.,1,2,3,5,解析未增大c(H2SO4),反应速率不变;18 molL1的浓硫酸会使铝钝化;在敞口容器中反应,H2逸出并不影响反应速率。,4,4.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2
17、S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是,1,2,3,5,4,解析当有多个外界条件时,要对比找出其相同条件和不同条件,然后比较判断。影响化学反应速率的因素很多,本题从浓度和温度两个因素考查,结合选项知混合液体积都为20 mL,根据浓度越大、温度越高,反应速率越快,可以推知D选项正确。,1,2,3,5,4,5.一定温度下,反应H2Cl2=2HCl中的某一基元反应为H2ClHClH,其能量变化如图所示。HHCl表示反应物分子旧化学键没有完全断裂、新化学键没有完全形成的过渡态。,1,2,3,5,4,该基元反应的活化能为 kJmol1,H为 kJmol1。,21.
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