【化学】化学反应的速率教学课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

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。通过通过碰撞碰撞一步一步直接转化直接转化为产物的反应。为产物的反应。2、反应历程（反应机理）：、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。）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。基元反应的总和称为总反应。简单碰撞理论：简单碰撞理论：1918年，路易斯提出了化学反应速率的年，路易斯提出了化学反应速率的简单碰撞简单碰撞理论。该理论认为，反应物分子理论。该理论认为，反应物分子间的间的碰撞碰撞是化学反应的先决条件。反应物分子间有效碰撞的是化学反应的先决条件。反应物分子间有效碰撞的频率频率越高，化学反应速率越高，化学反应速率越大越大。没足够的能量没足够的能量没合适的取向没合适的取向足够的能量足够的能量+合适的取向合适的取向2HI=H2I2(2)活化分子和活化能活化分子：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）同一温度下，同一反应，同一反应的的活化分子百分数活化分子百分数是是一定一定的。的。（2）温度）温度越高越高，活化分子百分数，活化分子百分数越高越高。（3）活化分子浓度）活化分子浓度=分子浓度分子浓度 活化分子百分数活化分子百分数（4）有效碰撞次数的有效碰撞次数的频率频率与与活化分子浓度活化分子浓度有关。有关。活化分子百分数活化分子百分数=100%活化分子数活化分子数反应物分子总数反应物分子总数注意：注意：（1 1）能量不足的普通分子吸收能量后才能变成活化分子）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、知识窗知识窗 过渡态理论过渡态理论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。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：的反应进程和能量变化图如下：2NO(g)N2O2(g)H1 活化能活化能Ea1：N2O2(g)O2(g)2NO2(g)H2 活化能活化能Ea2，活化能，活化能Ea1Ea2，下列叙述错误的是，下列叙述错误的是()A反应反应的的H1逆活化能逆活化能C反应反应是决速步骤是决速步骤D分离分离NO2的瞬间对反应的瞬间对反应的正反的正反应速率没有影响应速率没有影响 B三、影响三、影响化学反应速率的因素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 1、内因：物质本身的结构和化学性质内因：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？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？速度比纯锌的速度更快？2 2、外因：（催化剂、温度、形成原电池等）、外因：（催化剂、温度、形成原电池等）Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2Op26 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？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用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响浓度浓度 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞有效碰撞次数次数化学化学反应反应速率速率分子分子总数总数活化分活化分子数子数活化分子百活化分子百分数分数增大浓度增大浓度增加增加增加增加增加增加加快加快不变不变用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响温度温度普通分子普通分子活化分子活化分子 影响影响外因外因分子总数分子总数活化分子活化分子数数活化分子百活化分子百分数分数有效碰有效碰撞次数撞次数化学反化学反应速率应速率升高温度升高温度不变不变增加增加增加增加加快加快增加增加5%H2O2FeCl3溶液溶液MnO2粉末粉末3、催化剂催化剂 对化学反应的速率的影响对化学反应的速率的影响 2H2O2 =2H2O+O2 思考与交流：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？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用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响催化剂催化剂SOSO2 2(g)+1/2O(g)+1/2O2 2(g)=SO(g)=SO3 3(g)(g)2VO2+1/2O2 =V2O5SO2+V2O5 =2VO2+SO3催化剂催化剂:(1)(1)能改变反应历程能改变反应历程(2)(2)能降低反应的活化能，进而加快反应速率能降低反应的活化能，进而加快反应速率能量能量能量能量SOSO2 2(g)(g)+1/2O+1/2O2 2(g)(g)SOSO3 3(g)(g)反应过程反应过程反应过程反应过程E E1 1 E E2 2 E E3 3 用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响催化剂催化剂 影响影响外因外因分子分子总数总数活化分活化分子数子数活化分子活化分子百分数百分数有效碰有效碰撞次数撞次数化学反化学反应速率应速率催化剂催化剂不变不变增加增加增加增加加快加快增加增加单位体积内单位体积内压强的变化只有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？压强的变化只有只有引起浓度变化时才能改变反应速率。小结：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 1、浓度：浓度：增大（减小）反应物浓度，化学反应速率增大（减小）。增大（减小）反应物浓度，化学反应速率增大（减小）。2 2、温度、温度（1 1）对吸热和放热反应的影响规律是）对吸热和放热反应的影响规律是一致的：一致的：升升高高温度，温度，放放热（热（吸吸热反应）的速率热反应）的速率均均加快加快；反之，减慢。；反之，减慢。(2)(2)温度每升高温度每升高1010，化学反应速率增大到原来的，化学反应速率增大到原来的2-42-4倍。倍。3 3、催化剂：、催化剂：(1)(1)催化剂有正负之分，如未说明，一般为正催化剂。催化剂有正负之分，如未说明，一般为正催化剂。(2)(2)催化剂有选择性（专一性）。催化剂有选择性（专一性）。(3)(3)催化剂催化剂一般参加反应一般参加反应，但反应前后化学性质不变，但反应前后化学性质不变(4)(4)一般来说，一般来说，生物酶生物酶做催化剂时，温度越高，酶失活，失去催化能力做催化剂时，温度越高，酶失活，失去催化能力4 4、压强（有气体参与）：、压强（有气体参与）：压强的改变，压强的改变，只有只有引起参与反应物质的浓度改变，引起参与反应物质的浓度改变，才才会引会引起速率的改变起速率的改变5 5、其他条件：、其他条件：颗粒大小、接触面积、光、溶剂等等颗粒大小、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()缩小体积，增大压强增加碳的量通入CO2恒容下充入N2恒压下充入N2AB CDC再接再厉再接再厉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 molL-1降到0.8 molL-1 需要20s,那么反应物浓度由0.8 molL-1降到0.2 molL-1 所需的时间为 （）（A）10s（B）大于10s （C）小于10s（D）无法判断答案：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)(1)浓度浓度的改变可能会引起化学反应的改变可能会引起化学反应本质本质的改变：硫酸与铁（铝）的反应。的改变：硫酸与铁（铝）的反应。(2)(2)温度温度的的改变可能会引起化学反应改变可能会引起化学反应本质本质的改变：钠与氧气的反应。的改变：钠与氧气的反应。（3 3）对于）对于纯固体或液体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）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探究影响化学反应速率的因素（外因）5/11已知：已知：2KMnO45H2C2O43H2SO4=2MnSO4K2SO410CO28H2O。某化学小组欲探究某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化忽略溶液体积变化)：编号编号0.01 molL1酸性酸性KMnO4溶液体积溶液体积/mL0.1 molL1H2C2O4溶液体溶液体积积/mL水的体积水的体积/mL反应温度反应温度/反应时间反应时间/min220202.1V121205.5V220500.5下列说法不正确的是下列说法不正确的是()AV11，V22B设计实验设计实验、的目的是探究温度对的目的是探究温度对反应速率的影响反应速率的影响C实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束D实验实验中用酸中用酸性性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)0.01 molL1min1C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()A25时，1030min，R的平均分解速率为0.030molL1min1B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，050min，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50min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 在在2525时，向时，向100mL100mL含含HCl 14.6gHCl 14.6g的盐酸中，放入的盐酸中，放入5.6g5.6g铁粉，反应进行到铁粉，反应进行到2s2s时收集到氢气时收集到氢气1.12L(1.12L(标况标况)，之后反应又进行了，之后反应又进行了4s4s，铁粉全溶解。若不考虑体积，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：变化，则：(1)(1)前前2s2s内用内用FeClFeCl2 2表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为 ；(2)(2)后后4s4s内用内用HClHCl表示的平均反应速率为表示的平均反应速率为 ；(3)(3)前前2s2s与后与后4s4s比较，反应速率比较，反应速率 较快，其原因可能较快，其原因可能 。0.25mol/(Ls)0.25mol/(Ls)前前2s前前2s时段盐酸浓度比后时段盐酸浓度比后4s时段大时段大 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时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下列措施不能使氢气生成速率加大的是大的是 ()()A A、加热、加热B B、不用稀硫酸，改用、不用稀硫酸，改用98%98%的浓硫酸的浓硫酸C C、滴加少量、滴加少量CuSOCuSO4 4溶液溶液D D、不用铁片，改用铁粉、不用铁片，改用铁粉B Fe+Cu2+=Fe2+Cu提高温度，加快反应速率提高温度，加快反应速率钝化钝化加大接触面积加大接触面积反应反应3Fe(s)+4H3Fe(s)+4H2 2O(g)FeO(g)Fe3 3O O4 4(s)+4H(s)+4H2 2(g)(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率 几乎无影响的是几乎无影响的是 ()()A A增加增加FeFe的量的量B B将容器的容积缩小一半将容器的容积缩小一半C C保持容积不变，充入保持容积不变，充入N N2 2使体系压强增大使体系压强增大D D压强不变，充入压强不变，充入N N2 2使容器容积增大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探究点一实验探究影响化学反应速率的外界条件 把把空空气气中中久久置置的的铝铝片片5.0g投投入入盛盛有有500ml0.5mol/l硫硫酸酸溶溶液液的的烧烧杯杯中中，该该铝铝片片与与硫硫酸酸反反应应产产生生氢氢气气的的速速率率与与反反应应时时间间可可用用图图所所示示的的坐坐标标曲曲线线来来表示，回答下列问题：表示，回答下列问题：（1）曲线）曲线0a段不产生氢气的原因段不产生氢气的原因有关化学方程式为有关化学方程式为（2）曲线）曲线ac段，产生氢气的速率增加较快的主要原因段，产生氢气的速率增加较快的主要原因（3）曲线曲线c点后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因点后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因 铝铝片片表表面面有有氧氧化化膜膜，硫硫酸酸先先和和氧氧化化铝铝反反应应，不产生氢气不产生氢气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一、基元反应与反应历程总：总：A+BC第一步反应：快反应第一步反应：快反应第二步反应：较快反应第二步反应：较快反应第三步反应：慢反应第三步反应：慢反应对于由多个基元反应组成的对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢化学反应，其反应的快慢由由最慢的一步基元反应决定最慢的一步基元反应决定。资料卡片资料卡片化学反应发生的先决条件：化学反应发生的先决条件：反应物分子相互接触和碰撞反应物分子相互接触和碰撞无效碰撞：无效碰撞：不能发生化学反应的碰撞不能发生化学反应的碰撞有效碰撞：有效碰撞：能发生化学反应的碰撞能发生化学反应的碰撞决速步骤决速步骤探究点三反应历程与活化能探究点三反应历程与活化能四、巩固提升四、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CH2ZrH2状态2反应决定BCH3ZrHCH2ZrH2H=+8.32kJmol-1C在中间产物中CH3ZrH状态最稳定DZr+CH4CHZrH3活化能为201.84kJmol-1D已知已知H2O2分解反应为：分解反应为：2H2O2=2H2O+O2 H0 慢慢 H0 快快H2O2+IO-=H2O+O2+I-（1）此过程机理中）此过程机理中 为为催化剂，催化剂，为为中间产物。中间产物。（2）I-的浓度能否影响反应速率？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）画出此反应过程中（无催化剂和有催化剂）的能量变化图像量变化图像I-IO-可以可以E1E2（4）两种反应条件，焓变）两种反应条件，焓变 。（填（填“相等相等”或或“不相等不相等”）。