專題212影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素高二化學(xué)系列

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率

第2課時(shí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

【學(xué)習(xí)任務(wù)一】溫故知新，探索新知識(shí)

【思考】在必修的學(xué)習(xí)中，我們知道了鈉和水、鎂和水的反應(yīng)速率是不一樣的，這說明了什么問題？

在相同條件下，不同的化學(xué)反應(yīng)會(huì)有不同的速率，這表明反應(yīng)速率首先是由反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等因素決定的?！舅伎肌砍宋镔|(zhì)本身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)外，我們發(fā)現(xiàn)外界因素也會(huì)對化學(xué)反應(yīng)速率造成影響。請舉出一些生活中的例子，并說明相關(guān)的影響因素是什么？

濃度溫度濃度、壓強(qiáng)、溫度及催化劑等因素對反應(yīng)速率的影響也很大，實(shí)驗(yàn)中可以通過定性觀察的方法來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小。除定性觀察外，也可通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量測定。【思考】濃度、溫度、催化劑等因素如何影響化學(xué)反應(yīng)速率?如何測定化學(xué)反應(yīng)速率?【學(xué)習(xí)任務(wù)二】實(shí)驗(yàn)探究，從宏觀角度理解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

一、定性與定量探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

5mL0.1mol/LH2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3出現(xiàn)淡黃色渾濁慢出現(xiàn)淡黃色渾濁快【結(jié)論】其它條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率增大；減小反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率減小。濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O+2+405mL0.5mol/LH2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O+2+405mL0.1mol/LH2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3熱水冷水出現(xiàn)淡黃色渾濁快出現(xiàn)淡黃色渾濁慢

結(jié)論其它條件相同時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率增大；降低溫度，反應(yīng)速率減小。在兩支試管中分別加入2mL5%的H2O2溶液，再向其中一支H2O2溶液中滴入FeCl3溶液2滴，比較二者的化學(xué)反應(yīng)速率。加入試劑5%的H2O2溶液+2滴0.1mol/LFeCl3

5%的H2O2溶液產(chǎn)生氣泡快慢結(jié)論快慢加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響【小結(jié)】當(dāng)其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大;降低反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大;降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。大量實(shí)驗(yàn)證明，溫度每升高100C，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大為原來的2~4倍。這表明溫度對反應(yīng)速率的影響非常顯著。催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率。對于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，改變壓強(qiáng)同樣可以改變化學(xué)反應(yīng)速率。教材P29

【學(xué)習(xí)任務(wù)三】理論分析，從微觀角度理解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

二、活化分子與活化能

【思考】如何解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度及催化劑等因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響呢?

研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成的，而往往經(jīng)過多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)。實(shí)際過程每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)，這兩個(gè)先后進(jìn)行的基元反應(yīng)反映了2HI=H2+I2的反應(yīng)歷程。反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機(jī)理。基元反應(yīng)的發(fā)生：有效碰撞發(fā)生有效碰撞的分子必須具有足夠的能量，這種分子叫做活化分子?；罨肿泳哂械钠骄芰颗c反應(yīng)物分子具有的平均能量之差，叫做反應(yīng)的活化能。如圖2-3所示，E1表示反應(yīng)的活化能，E2

表示活化分子變成生成物分子放出的能量，E1-E2表示反應(yīng)熱。請嘗試用碰撞理論解釋:當(dāng)其他條件相同時(shí)，為什么增大反應(yīng)物的濃度會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率增大，而降低反應(yīng)物的濃度會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率減小?【思考與討論】

濃度↑→單位體積內(nèi)N總↑→單位體積內(nèi)N活↑→有效碰撞↑氣體P↑，V體↓，氣體濃度↑即單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子總數(shù)↑單位體積內(nèi)活化分子數(shù)↑有效碰撞次數(shù)↑v

↑請嘗試用碰撞理論解釋:當(dāng)其他條件相同時(shí)，為什么增大壓強(qiáng)會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率增大，而減小壓強(qiáng)會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率減小?【思考與討論】

【思考與討論】

請嘗試用碰撞理論解釋:當(dāng)其他條件相同時(shí)，為什么升高溫度會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率增大，而降低溫度會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率減小?溫度↑活化分子百分?jǐn)?shù)↑運(yùn)動(dòng)加快，碰撞頻率↑有效碰撞次數(shù)↑v↑使用催化劑→降低活化能→大大增加活化分子百分?jǐn)?shù)→增加有效碰撞幾率→加快反應(yīng)速率微觀探析【思考與討論】

請嘗試用碰撞理論解釋:當(dāng)其他條件相同時(shí)，為什么加入催化劑會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率增大？催化劑的研究是高科技領(lǐng)域的重要內(nèi)容。【知識(shí)拓展】除了改變濃度、溫度、壓強(qiáng)及選用催化劑等，還有很多改變化學(xué)反應(yīng)速率的方法。例如，通過光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強(qiáng)磁場、高速研磨等?？傊?，向反應(yīng)體系輸入能量，都有可能改變化學(xué)反應(yīng)速率。教材P281、（2018年全國I卷）采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：（3）對于反應(yīng)2N2O5(g)→4NO2(g)+O2g提出如下反應(yīng)歷程:第一步N2O5

NO2+NO3快速平衡第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反應(yīng)第三步NO+NO3→2NO2快反應(yīng)其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是___________(填標(biāo)號)。A.v(第一步的逆反應(yīng))＞v（第二步反應(yīng))B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D.第三步反應(yīng)活化能較高AC真題體驗(yàn)

2、(2019年全國I卷)我國學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果,研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程,如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的物種用·標(biāo)注?？芍簹庾儞Q的ΔH

0(填“大于”“等于”或“小于”),該歷程中最大能壘(活化能)E正=

eV,寫出該步驟的化學(xué)方程式:

。

3、炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子，生成活化氧?；罨^