高二化学(人教版 反应原理)影响化学反应速率的因素课件.pptx

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1、,第二章 第二节 影响化学反应速率的因素（2）高二年级 化学,闵恩泽(19242016),闵恩泽院士主要从事石油炼制催化剂制造技术领域研究，主持开发了磷酸硅藻土叠合催化剂的混捏、微球硅铝裂化催化剂等，提出铂重整催化剂的设计基础，为我国的石油工业发展做出了突出贡献，获得2007年度国家最高科学技术奖，被誉为“中国催化剂之父”。,一、体会催化剂对反应速率的影响,【实验】实验装置如下图所示，锥形瓶内盛有10 mL 左右10%H2O2溶液，双孔 胶塞上插有短导管和漏斗，短导管里插有带余烬的木条。开始时余烬没有明 显变化，经漏斗向锥形瓶内加入少量MnO2后，锥形瓶中迅速产生大量气泡，余烬复燃。,分解速率

2、,30,每年1%,100,每天2%,较高浓度的H2O2溶液中H2O2的分解速率*,*实验在避光条件下进行,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，E1表示反应的活化能。,一、体会催化剂对反应速率的影响,二、对比不同催化剂的催化效果,【实验仪器和药品】试管、5%H2O2溶液、0.1 molL-1 FeCl3溶液、0.1 molL-1 CuSO4溶液,请同学们设计实验方案。,怎么做,观察什么,现象与结论的关联,【实验仪器和药品】试管、5%H2O2溶液、0.1 molL-1 FeCl3溶液、0.1 molL-1 CuSO4溶液,怎么做,影响H2O2分解速率的因素,体系的

3、温度,反应物浓度,催化剂种类,催化剂浓度,变量控制,二、对比不同催化剂的催化效果,【实验仪器和药品】试管、5%H2O2溶液、0.1 molL-1 FeCl3溶液、0.1 molL-1 CuSO4溶液,怎么做,二、对比不同催化剂的催化效果,【实验仪器和药品】试管、5%H2O2溶液、0.1 molL-1 FeCl3溶液、0.1 molL-1 CuSO4溶液,观察什么,气泡产生快慢,二、对比不同催化剂的催化效果,【实验仪器和药品】试管、5%H2O2溶液、0.1 molL-1 FeCl3溶液、0.1 molL-1 CuSO4溶液,观察什么,相同时间内产生气体的体积,二、对比不同催化剂的催化效果,【实验

4、仪器和药品】试管、5%H2O2溶液、0.1 molL-1 FeCl3溶液、0.1 molL-1 CuSO4溶液,现象与结论的关联,气泡产生越快，H2O2分解速率越快，催化效果越好。,相同时间内产生的气体体积越大，H2O2分解速率越快，催化效果越好。,二、对比不同催化剂的催化效果,二、对比不同催化剂的催化效果,【实验现象】,二、对比不同催化剂的催化效果,【实验结论】,FeCl3溶液和CuSO4溶液均可催化H2O2分解。相比于CuSO4溶液，FeCl3溶液的催化效果更好。,Fe3催化？Cl催化？,二、对比不同催化剂的催化效果,【实验仪器和药品】试管、5%H2O2溶液、0.1 molL-1 FeCl

5、3溶液,怎么做,二、对比不同催化剂的催化效果,【实验仪器和药品】试管、5%H2O2溶液、0.1 molL-1 FeCl3溶液、0.3 molL-1 NaCl溶液,观察什么,是否产生气泡,二、对比不同催化剂的催化效果,现象与结论的关联,向2 mL 5%H2O2溶液中加入1 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液，若不产生气泡，则H2O2分解是由于Fe3催化所致。若产生气泡，则Cl能催化H2O2分解，Fe3能否催化还需进一步研究。,【实验仪器和药品】试管、5%H2O2溶液、0.1 molL-1 FeCl3溶液、0.3 molL-1 NaCl溶液,二、对比不同催化剂的催化效果,【实验现象】,二、对

6、比不同催化剂的催化效果,【实验结论】,FeCl3溶液中的Fe3是催化H2O2分解的主要离子。,二、对比不同催化剂的催化效果,【总结梳理】对比实验方案设计的一般方法,研究什么问题,分析影响因素,实施变量控制,观察实验现象,获得实验结论,FeCl3溶液和CuSO4溶液的催化效果,反应温度H2O2浓度催化剂种类催化剂浓度,H2O2浓度FeCl3浓度CuSO4浓度溶液体积,气泡产生快慢,FeCl3溶液催化效果更好,知识线：,方法线：,三、初步认识催化过程,1909年7月2日，哈伯领导的研究小组首次用金属锇(Os)粉末催化剂，在高温高压设备中成功地生产出90 g 氨，震惊了世界。,经过一年半对2 500

7、种催化剂的6 500次试验，巴斯夫公司最终发现最高效的含有KAl2O3助剂的铁基催化剂，且沿用至今。,三、初步认识催化过程,Ammonia 氨Catalyst 催化剂,三、初步认识催化过程,三、初步认识催化过程,Ammonia 氨Catalyst 催化剂,三、初步认识催化过程,Ammonia 氨Catalyst 催化剂,三、初步认识催化过程,*吸附在催化剂表面的粒子,三、初步认识催化过程,【实验研究】Fe3催化H2O2分解的历程,提出假设：Fe3催化H2O2分解时，存在着Fe3先被H2O2还原，生成Fe2，Fe2再被H2O2氧化的历程,检验Fe3的试剂：KSCN溶液,检验Fe2的试剂：K3Fe

8、(CN)6溶液,溶液变红,特征蓝色沉淀,三、初步认识催化过程,证明H2O2催化分解过程中出现Fe2,三、初步认识催化过程,证明不含Fe2,证明含有Fe3,【实验结论】,三、初步认识催化过程,在催化H2O2分解的过程中，Fe3会转化为Fe2，产生的Fe2会再转化为Fe3。,目前，科学家普遍认为，催化剂之所以能改变化学反应速率，是因为它们能改变反应的历程，降低反应的活化能。催化剂不会改变总反应的焓变。,催化剂改变反应历程、降低反应活化能示意图,三、初步认识催化过程,三、初步认识催化过程,加入催化剂，降低反应的活化能，提高活化分子百分数，单位体积内，活化分子数增加，有效碰撞的几率增加，化学反应速率加

9、快。,【有效碰撞理论解释】,【练习】某同学进行影响H2C2O4（草酸）与KMnO4酸性溶液反应速 率因素的研究。H2C2O4与KMnO4酸性溶液的反应为：,实验过程：向试管中加入4 mL 0.01 molL-1 KMnO4酸性溶液，再 加入2 mL 0.1 molL-1 H2C2O4溶液。,2KMnO45H2C2O43H2SO4 K2SO42MnSO410CO2 8H2O,反应速率开始较慢，之后明显变快，最后又逐渐变慢，直至反应停止。,2KMnO45H2C2O43H2SO4 K2SO42MnSO410CO2 8H2O,【练习】某同学进行影响H2C2O4（草酸）与KMnO4酸性溶液反应速 率因素

10、的研究。H2C2O4与KMnO4酸性溶液的反应为：,影响化学反应速率的因素,反应物浓度,温度,催化剂,2KMnO45H2C2O43H2SO4 K2SO42MnSO410CO2 8H2O,【练习】某同学进行影响H2C2O4（草酸）与KMnO4酸性溶液反应速 率因素的研究。H2C2O4与KMnO4酸性溶液的反应为：,【提出猜想】Mn2是H2C2O4与KMnO4酸性溶液反应的催化剂,请同学们设计实验研究。,怎么做,观察什么,现象与结论的关联,2KMnO45H2C2O43H2SO4 K2SO42MnSO410CO2 8H2O,【练习】某同学进行影响H2C2O4（草酸）与KMnO4酸性溶液反应速 率因素

11、的研究。H2C2O4与KMnO4酸性溶液的反应为：,褪色时间,褪色时间,0.01 molL-1 KMnO4,0.1 molL-1 H2C2O4,0.01 molL-1 KMnO4,0.1 molL-1 H2C2O4,【实验结论】,1MnSO4能加快H2C2O4与KMnO4酸性溶液的反应速率。2MnSO4中起催化作用的离子是Mn2+。3H2C2O4与KMnO4酸性溶液的反应速率开始较慢，后来变快，之后变慢的原因，是反应物浓度的逐渐降低和Mn2+浓度（催化剂浓度）的逐渐升高共同作用的结果。,【总结概括】,1不同的催化剂对同一反应的催化效果不同。2催化剂之所以能加快化学反应速率，是因为它能改变 反应的历程，降低反应的活化能。,