第一節(jié)反應(yīng)反應(yīng)速率課時(shí)2影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素活化能一、知識(shí)目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)，從宏觀上掌握外界因素（濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等）影響化學(xué)反應(yīng)速率的規(guī)律。2.理解簡(jiǎn)單碰撞理論，明確有效碰撞、活化分子、活化能等概念，能從微觀角度解釋外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。3.掌握基元反應(yīng)和反應(yīng)歷程的基本概念，了解反應(yīng)歷程對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。4.學(xué)會(huì)運(yùn)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，提高設(shè)計(jì)探究方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從宏觀上觀察外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，從微觀層面理解其本質(zhì)原因，建立宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)的聯(lián)系。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，建立分析探究外界因素影響化學(xué)反應(yīng)速率的思維模型，培養(yǎng)邏輯推理和歸納總結(jié)能力。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：通過實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，培養(yǎng)科學(xué)探究精神和創(chuàng)新意識(shí)，提高解決實(shí)際問題的能力。4.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：了解飛秒化學(xué)等前沿領(lǐng)域，認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的重要貢獻(xiàn)，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)1.濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。2.簡(jiǎn)單碰撞理論，用有效碰撞、活化分子和活化能等概念解釋外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)1.運(yùn)用簡(jiǎn)單碰撞理論解釋外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。2.控制變量法在實(shí)驗(yàn)探究中的應(yīng)用。一、實(shí)驗(yàn)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素Ⅰ、定性研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．科學(xué)研究的基本步驟提出問題→收集化學(xué)事實(shí)與信息→提出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→實(shí)驗(yàn)探究→得出結(jié)論化學(xué)事實(shí)和信息提出假設(shè)——反應(yīng)速率的影響因素Na與水的反應(yīng)比Mg與水的反應(yīng)劇烈____________食物真空保存變質(zhì)慢____________夏天食物變質(zhì)快____________向H2O2中加入MnO2后會(huì)迅速分解產(chǎn)生氣泡____________將等質(zhì)量的鐵片與鐵粉放入稀硫酸中，鐵粉產(chǎn)生氣泡較快____________2.化學(xué)反應(yīng)速率的定性描述能體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率的反應(yīng)現(xiàn)象有：顏色_______快慢，產(chǎn)生氣泡_______，產(chǎn)生渾濁快慢，固體減少快慢等。3．定性研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（1）實(shí)驗(yàn)原理Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O2H2O2eq\o(=,\s\up7(催化劑))2H2O＋O2↑（2）實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)影響因素實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論濃度均出現(xiàn)_______，但后者_(dá)_____________增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率_______溫度混合后均出現(xiàn)_______，但70℃熱水一組______________升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率_______催化劑前者_(dá)_____________，后者_(dá)_____________催化劑能_______化學(xué)反應(yīng)速率Ⅱ、定量研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．原理：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑2．實(shí)驗(yàn)操作：按如圖所示安裝兩套裝置A、B，在錐形瓶內(nèi)各盛大小相同的2g鋅粒，通過分液漏斗分別加入40mL1mol·L－1和40mL4mol·L－1的硫酸溶液。3．實(shí)驗(yàn)記錄及結(jié)論(記錄收集10mLH2所用的時(shí)間)加入試劑反應(yīng)時(shí)間(填“長”或“短”)反應(yīng)速率(填“快”或“慢”)結(jié)論1mol·L－1H2SO4溶液______________增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率_______4mol·L－1H2SO4溶液______________4.實(shí)驗(yàn)拓展探究在用上述實(shí)驗(yàn)測(cè)定鋅與硫酸反應(yīng)的速率時(shí)：（1）為確保測(cè)定的準(zhǔn)確性，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？________________________________________________________（2）用上述裝置測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，操作、藥品無誤，結(jié)果測(cè)定速率偏大，從裝置缺陷的角度分析可能的原因是___________________________________。（3）除了測(cè)定氫氣的體積外，你還能設(shè)計(jì)哪些方案測(cè)定鋅與稀硫酸反應(yīng)的速率？________________________________________________________二、外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1．濃度增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率_______；減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率_______。注意事項(xiàng)①濃度對(duì)速率的影響適用于氣體或溶液參與的反應(yīng)，固體和純液體的濃度視為常數(shù)。②對(duì)于離子反應(yīng)，實(shí)際參加反應(yīng)的離子濃度發(fā)生變化，才會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)速率的改變。2．壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)，引起氣體反應(yīng)物濃度_______，化學(xué)反應(yīng)速率_______；減小壓強(qiáng)，引起氣體反應(yīng)物濃度_______，化學(xué)反應(yīng)速率_______。注意事項(xiàng)壓強(qiáng)對(duì)速率的影響適用于有氣體參與的反應(yīng)，且通過濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)現(xiàn)。3．溫度升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率_______；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率_______。注意事項(xiàng)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響適用于除電化學(xué)反應(yīng)外的絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)，如升高溫度，不論吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，不論正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，均加快。4．催化劑催化劑同等程度的影響正、逆反應(yīng)速率，正催化劑_______化學(xué)反應(yīng)速率，逆催化劑_______化學(xué)反應(yīng)速率。5．其他因素接觸面積、溶劑的性質(zhì)、光、超聲波、磁場(chǎng)、形成原電池等均能影響化學(xué)反應(yīng)速率。注意實(shí)際生產(chǎn)生活中，影響一個(gè)化學(xué)反應(yīng)速率的因素可能是多方面的。三、活化能1．基元反應(yīng)（1）含義：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的，其中的_______反應(yīng)叫基元反應(yīng)。（2）特點(diǎn)：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是由幾個(gè)基元反應(yīng)組成的。2．反應(yīng)歷程（反應(yīng)機(jī)理）：大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡(jiǎn)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)。反應(yīng)歷程就是多個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)_______。反應(yīng)歷程中的每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。3．有效碰撞理論與活化能（1）相關(guān)概念①有效碰撞：能夠發(fā)生______________的反應(yīng)物分子的碰撞；②活化分子一能量較高，能夠發(fā)生______________的分子；③活化能：______________的平均能量與所有反應(yīng)物分子的平均能量的差。（2）發(fā)生有效碰撞的條件①發(fā)生效碰撞的分子具有較高的能量；②碰撞時(shí)有合適的取向。（3）圖示①_______表示正反應(yīng)的活化能，_______表示逆反應(yīng)的活化能②______________表示反應(yīng)熱4．反應(yīng)歷程中的速率（1）決速反應(yīng)：活化能_______的反應(yīng)或速率_______的反應(yīng)；（2）決速濃度：_______反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度決定總反應(yīng)的反應(yīng)速率。（3）實(shí)例：H2（g）＋I(xiàn)2（g）2HI（g），它的反應(yīng)歷程可能是如下兩步基元反應(yīng)：①I2I＋I(xiàn)（快）②H2＋2I2HI（慢），其中慢反應(yīng)為整個(gè)反應(yīng)的決速步驟。（一）問題探究1.觀看視頻后思考問題：視頻中鎂條在空氣中劇烈燃燒，鐵絲在空氣中只是紅熱，而在氧氣中卻能劇烈燃燒。請(qǐng)查找資料，分析相同條件下不同化學(xué)反應(yīng)速率不同的原因，以及外界條件（濃度、壓強(qiáng)、溫度等）對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的原理。2.關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)速率的控制問題：查找資料，舉例說明在工業(yè)生產(chǎn)中如何通過改變濃度、壓強(qiáng)、溫度等條件來提高反應(yīng)速率，從而提高生產(chǎn)效率。（二）問題思考1.新課導(dǎo)入相關(guān)思考問題：結(jié)合生活中或者化學(xué)實(shí)驗(yàn)里遇到的現(xiàn)象，思考濃度、溫度、催化劑等因素是如何影響化學(xué)反應(yīng)速率的？2.變量控制方法相關(guān)問題問題：在探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時(shí)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：在兩支試管中分別加入相同體積、相同濃度的過氧化氫溶液，一支試管放在常溫下，另一支試管放在熱水中。該實(shí)驗(yàn)探究的是什么因素對(duì)反應(yīng)速率的影響？請(qǐng)說明理由。（三）歸納總結(jié)1.變量控制方法總結(jié)問題：請(qǐng)歸納變量控制的步驟，并結(jié)合具體例子說明每個(gè)步驟的含義和重要性。2.溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)總結(jié)問題：通過溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)當(dāng)其他條件相同時(shí)，溫度與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系，并說明溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的顯著程度。（四）例題講解1.濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的例題題目：下列不同條件下的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)速率由大到小的順序正確的一組是（）①常溫下20mL含H2SO4和②常溫下100mL含H2SO4和③常溫下0.05mol/L的H2SO4、④常溫下100mL含0.01molH2SA.②④①③B.④②①③C.②①④③D.②①③④2.綜合因素對(duì)反應(yīng)速率影響的例題題目：把下列四種溶液分別加入四個(gè)盛有10mL2mol/L鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到A.10°C20mL3mol/L的Na2S2O3溶液 C.20°C10mL4mol/L的Na2S2O3溶液 3.化學(xué)反應(yīng)速率比較的例題題目：在反應(yīng)N2A.v(N2)=0.5mol/(C.v(NH3)=控制變量法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的常用方法之一。下圖實(shí)驗(yàn)探究影響反應(yīng)速率的因素是（）A．濃度B．溫度C．催化劑D．固體質(zhì)量下列事實(shí)能說明影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素是反應(yīng)物本身性質(zhì)的是（）A．大小、形狀相同的鎂片、鐵片，前者與鹽酸反應(yīng)放出H?的速率比后者大B．Cu與濃硝酸反應(yīng)比與稀硝酸反應(yīng)快C．N?與O?在常溫、常壓下不反應(yīng)，放電時(shí)可反應(yīng)D．Cu與濃硫酸能反應(yīng)，而不與稀硫酸反應(yīng)在一密閉容器中充入1molH?和1molI?，在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)：H?(g)＋I(xiàn)?(g)?2HI(g)ΔH＜0。下列說法正確的是（）A．保持容器容積不變，向其中加入1molH?(g)，反應(yīng)速率加快B．保持容器容積不變，向其中加入1molN?（N?不參加反應(yīng)），反應(yīng)速率一定加快C．保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，向其中加入1molN?（N?不參加反應(yīng)），反應(yīng)速率一定加快D．保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，向其中加入1molH?(g)和1molI?(g)，再次平衡時(shí)反應(yīng)速率一定加快活潑自由基與氧氣的反應(yīng)一直是關(guān)注的熱點(diǎn)。HNO自由基與O?反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法正確的是（）A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．產(chǎn)物的穩(wěn)定性：P?＞P?C．該歷程中最大正反應(yīng)的活化能E正＝186.19kJ·mol?1D．相同條件下，由中間產(chǎn)物Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率：v(P?)＜v(P?)一定條件下，容積為2L的密閉容器中，將2molL氣體和3molM氣體混合，發(fā)生如下反應(yīng)：2L(g)＋3M(g)＝xQ(g)＋3R(g)，10s末，生成2.4molR，并測(cè)得Q的濃度為0.4mol·L?1。計(jì)算：（1）10s末L的物質(zhì)的量濃度為____________。（2）前10s內(nèi)用M表示的化學(xué)反應(yīng)速率為________________。（3）化學(xué)方程式中x值為________。（4）在恒溫恒容條件下，往容器中加入1mol氦氣，反應(yīng)速率_______（填“增大”“減小”或“不變”，下同）。（5）在恒溫恒壓條件下，往容器中加入1mol氦氣，反應(yīng)速率________。一、外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響注意事項(xiàng)濃度其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減?、俅艘?guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng)，對(duì)于固體或液體的反應(yīng)物，一般情況下其濃度是常數(shù)，改變它們的量一般不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。②對(duì)于離子反應(yīng)，只有實(shí)際參加反應(yīng)的各離子濃度發(fā)生變化，才會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)速率的改變壓強(qiáng)對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，在溫度、體積一定的條件下，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)物的濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大；減小壓強(qiáng)，反應(yīng)物的濃度減小，化學(xué)反應(yīng)速率減?、賶簭?qiáng)只對(duì)有氣體參加的反應(yīng)的速率有影響。②壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響是通過濃度對(duì)反應(yīng)的影響實(shí)現(xiàn)的溫度其他條件不變時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率增大；降低溫度，反應(yīng)速率減慢①溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的規(guī)律，對(duì)吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)都適用。②若是可逆反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，反之均減小催化劑催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率同等程度的影響正、逆反應(yīng)速率其他因素接觸面積、溶劑的性質(zhì)、光、超聲波、磁場(chǎng)等均能影響化學(xué)反應(yīng)速率二、活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系（1）關(guān)系：活化分子的百分?jǐn)?shù)越大，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)越多，化學(xué)反應(yīng)速率越快。（2）解釋解釋說明：①影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因——反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，決定了反應(yīng)的活化能的大??；②使用催化劑可降低反應(yīng)的活化能，增大了活化分子百分?jǐn)?shù)，進(jìn)而單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大，從而增大反應(yīng)速率；③升高反應(yīng)體系的溫度，吸收能量，可增大活化分子百分?jǐn)?shù)，進(jìn)而單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大，從而增大反應(yīng)速率；④增大反應(yīng)物的濃度，單位體積內(nèi)分子總數(shù)增大，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大，從而增大反應(yīng)速率；⑤增大氣體壓強(qiáng)，減小反應(yīng)體系的體積，單位體積內(nèi)分子總數(shù)增大，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大，從而增大反應(yīng)速率；⑥增大固體的表面積，增大單體時(shí)間和單體體積內(nèi)的有效碰撞次數(shù)，從而增大反應(yīng)速率。（3）催化劑對(duì)反應(yīng)的影響①催化劑參與反應(yīng)，降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率②催化劑不能改變反應(yīng)熱，可以降低反應(yīng)所需的溫度，減小反應(yīng)的能耗③總反應(yīng)的活化能大于催化反應(yīng)過程中各分反應(yīng)的活化能④催化劑具有選擇性：相同反應(yīng)物用不同催化劑生成物不同A+BCA+BD考點(diǎn)一外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1．下列事實(shí)能說明影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素是反應(yīng)物本身性質(zhì)的是()A．大小、形狀相同的鎂片、鐵片，前者與鹽酸反應(yīng)放出H2的速率比后者大B．Cu與濃硝酸反應(yīng)比與稀硝酸反應(yīng)快C.N2與O2在常溫、常壓下不反應(yīng)，放電時(shí)可反應(yīng)D．Cu與濃硫酸能反應(yīng)，而不與稀硫酸反應(yīng)2．此時(shí)X與鹽酸緩慢地進(jìn)行反應(yīng)，其中反應(yīng)速率最大的是()A．20mL3mol·L－1 B．20mL2mol·L－1C．10mL4mol·L－1 D．10mL2mol·L－13．一定溫度下，反應(yīng)N2(g)＋O2(g)?2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行，下列措施不能改變化學(xué)反應(yīng)速率的是()A．縮小容器容積使壓強(qiáng)增大 B．恒容，充入N2C．恒容，充入He D．恒壓，充入He考點(diǎn)二影響反應(yīng)速率的因素綜合分析1．下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是()A．C與CO2反應(yīng)生成CO時(shí)，增加C的量能使反應(yīng)速率增大B．等質(zhì)量的鋅粉和鋅片與相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率相等C．SO2的催化氧化是一個(gè)放熱反應(yīng)，所以升高溫度，反應(yīng)速率減小D．汽車尾氣中的NO和CO可以緩慢反應(yīng)生成N2和CO2，使用催化劑可以增大該化學(xué)反應(yīng)速率2．對(duì)于放熱反應(yīng)：A＋B=C，下列條件的改變一定能使化學(xué)反應(yīng)速率加快的是()A．增加A的物質(zhì)的量 B．升高體系溫度C．增大體系壓強(qiáng) D．降低體系溫度考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率的圖像分析1．碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)(放熱反應(yīng))生成CO2的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)開始2min內(nèi)平均反應(yīng)速率最大B．反應(yīng)速率先增大后減小C．反應(yīng)開始4min內(nèi)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響比濃度大D．反應(yīng)在2～4min內(nèi)以CO2的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率為v(CO2)＝0.1mol·min－12．把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中，產(chǎn)生H2的速率如圖所示。在下列因素中，影響反應(yīng)速率的因素是()①鹽酸的濃度②鎂條的表面積③溶液的溫度④Cl－的濃度A．①④ B．③④C．①②③ D．②③3．在相同條件下，做H2O2分解對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。如圖是反應(yīng)放出O2的體積隨時(shí)間的變化關(guān)系示意圖，其中正確的是()實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/℃pH①251②451③257④251A.實(shí)驗(yàn)②在前15min內(nèi)，M的降解速率最快B．實(shí)驗(yàn)①②說明升高溫度，M的降解速率增大C．實(shí)驗(yàn)①③說明pH越高，越不利于M的降解D．實(shí)驗(yàn)②④說明M的濃度越小，降解的速率越慢考點(diǎn)四控制變量法分析化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素1．下列裝置或操作能達(dá)到目的的是()A．裝置①用于測(cè)定生成氫氣的速率B．裝置②依據(jù)褪色快慢比較濃度對(duì)反應(yīng)速率