2022届高中化学新教材同步选择性必修第一册 第2章 第一节 第2课时 影响化学反应速率的因素 活化能.pptx
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1、20222022人教版高中化学新教材同步人教版高中化学新教材同步 精品课件精品课件 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。 核心素养发展目标 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
2、.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)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 影响因素实验步骤实验现象实验结论 浓度 均出现 ,但后 者_ 增大浓度,化学 反应速率_ 实验方案设计 浑浊 出现浑浊更快增大 温度 混合后均出现 , 但70 热水一组 _ 升高温度,化学 反应速率_ 催化剂 前者 , 后者_ 催化剂能 化 学反应速率 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
3、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 加入试剂 反应时间 (填“长”或“短”) 反应速率 (填“快”或“慢”) 40 mL 1 molL1硫酸_ 40 mL 4 molL1硫酸_ 长 短 慢 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
4、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。
5、 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)增加固体反应物的质量,化学反应速率增大() (2)任何反应,
6、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() 正误判断正误判断 (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NaHCO3溶液,分
7、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 molL1 20 mL , 0.02 molL1 10 mL , 0.04 molL1 10 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。 应用体验应用体验 (1)恒温恒容条件下,向反应体系中充入氮气,反应速率 (填“增
8、大”“减小”或“不变”,下同),原因是_ _。 (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、30
9、8 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: 实验编号 T/K大理石规格硝酸浓度/molL1实验目的 298粗颗粒2.00 ()实验和探究HNO3浓 度对该反应速率的影响 ()实验和 探究温度对 该反应速率的影响 ()实验和 探究大理石 规格(粗、细)对该反应速率 的影响 粗颗粒 298粗颗粒1.00 3082.00 298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
10、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,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
11、。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 2HI H22I2I I2 基元反应 反应机理 碰撞 (4)有效碰撞 (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
12、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 。 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:
13、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
14、化分子总数多的反应速率快() 正误判断正误判断 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 kJmol1 D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率 应用体验应用体验 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
15、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)
16、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可以缓慢反应生成N2和CO2,使用催化剂可以 增大该化学反应的速率 1235 随堂演练知识落实 4 解析C是固体,增加C的量
17、不影响化学反应速率,A不正确; 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。 12354 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 1235 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4
18、5 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. 1235 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 Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O,下列各组实验中最先出 现浑浊的是 12354 实验
19、反应温度/ Na2S2O3溶液稀H2SO4H2O V/mLc/molL1V/mLc/molL1V/mL A2550.1100.15 B2550.250.210 C3550.1100.15 D3550.250.210 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。 12354 5.一定温度下,反应H2Cl2=2HCl中的某一基元反应为H2Cl HCl H,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
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