人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率多媒体教学课件ppt

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化学反应速率与化学平衡
对活化能本质的认识100多年来，为了正确认识活化能的科学意义，并力争从理论上进行计算，科学家们一直在进行探讨并提出了若干个化学反应速率理论，其中，最著名的是基元反应碰撞理论和基元反应过渡态理论。
基元反应碰撞理论认为，化学反应之所以能发生，是反应物分子碰撞的结果，但只有能量超过某一限度Ec(相当于活化能)并满足一定方向要求的活化分子间的碰撞，才是真正发生反应的有效碰撞。这个理论解释了温度、活化能对化学反应速率的影响。例如，低温时，单位体积内活化分子少，单位时间内有效碰撞少，化学反应速率就低；高温时，单位体积内活化分子多，单位时间内有效碰撞多，化学反应速率就高。又如，活化能高，能量超过活化能的活化分子少，单位时间内有效碰撞少，化学反应速率低。基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。
一、有效碰撞理论1．化学反应发生的条件：
2．有效碰撞理论与活化能
如图所示： 图中_____表示反应的活化能，___________表示反应热。
3．化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系：活化分子的百分数越大，单位体积内_____________越多，单位时间内_________________越多，化学反应速率_______。
二、影响化学反应速率的因素1．浓度对反应速率的影响：(1)规律。反应物浓度增大→反应速率_______；反应物浓度减小→单位时间内有效碰撞次数_______。(2)微观解释。增大反应物的浓度，即增大了单位体积内活化分子的_______，单位时间内有效碰撞次数_______，化学反应速率_______。
2．压强对反应速率的影响：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：
(1)适用范围：有气体参与的化学反应。(2)结论：增大压强，气体体积_______，浓度_______，化学反应速率_______。(3)微观解释：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次数_______→反应速率_______；反之，反应速率_______。
3．温度对反应速率的影响：(1)规律。温度升高，反应速率_______；温度降低，反应速率_______。(2)微观解释。升高温度→活化分子百分数_______→单位时间内有效碰撞的次数_______→化学反应速率_______。
4．催化剂对反应速率的影响：(1)规律。使用合适的催化剂，可_______化学反应速率。(2)微观解释。使用合适的催化剂→降低反应所需的_________→活化分子百分数_______→有效碰撞次数_______→化学反应速率_______。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)锌与硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越大。(　　)(2)增大压强一定能增大化学反应速率。(　　)(3)催化剂能降低反应的活化能，ΔH也会发生变化。(　　)(4)双氧水中加入MnO2，可以使生成O2的速率增大，是因为MnO2的催化作用。(　　)
(5)两试管各加入5 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液，同时分别滴入55 mL 0.1 ml·L－1硫酸溶液和盐酸，两支试管同时变浑浊。(　　)(6)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同。(　　)
解析：降低温度，化学反应速率会减小，A错误；催化剂能够改变反应速率，加入合适的催化剂可提高该反应速率，B正确；达到平衡时，正逆反应速率相等，但不是等于0，即v(正)＝v(逆)≠0，C错误；该反应为可逆反应，达到平衡时双氧水的转化率不可能为100%，D错误。
3．把镁条直接投入盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率如图所示。在下列因素中，影响反应速率的因素是(　　)①盐酸的浓度　②镁条的表面积　③溶液的温度　④Cl－的浓度A．①④　　B．③④C．①②③　　D．②③
解析：Mg＋2H＋══H2↑＋Mg2＋，实质是镁与H＋间的反应，与Cl－无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触的面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，则反应速率会逐渐加快。
4．在四支试管中发生反应：Mg＋2HCl══MgCl2＋H2↑，生成H2的速率最大的是(　　)
解析：浓度越大，温度越高，固体的表面积越大，则反应速率越大，对比表中数据可知D盐酸浓度最大，固体粉末状，温度也是最高，则反应速率最大。
问题探究：1.对于一个在溶液中进行的反应，改变溶液的用量对化学反应速率有何影响？2．增大反应物浓度对可逆反应的逆反应速率有何影响？3．增大压强(减小容器体积)是否改变了活化分子的百分数？4．怎样理解向反应容器中加入稀有气体对反应速率的影响？5．对于那些反应物和生成物中都有气体参加的可逆反应来说，增大体系的压强(减小体积)，正、逆反应速率怎样变化？
浓度、压强对化学反应速率的影响
探究提示：1.改变溶液的用量时，由于浓度不变，因此对化学反应速率无影响。2．增大反应物浓度，正反应速率增大，在改变的瞬间，生成物的浓度可认为不变，逆反应速率不变，但随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，导致正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到两者相等。3．增大压强(减小容器体积)时，单位体积内活化分子数增加，单位体积中总的气体分子数也增加，故活化分子百分数不变。
4．向容器中加入稀有气体，如果保持恒温恒容，尽管容器内总压强增大了，但容器的体积不变，反应物的浓度不变，因此反应速率不变；如果保持恒温恒压，加入稀有气体后，为维持容器内压强不变，容器的体积增大，反应物的浓度减小，因此反应速率减小。5．增大体系的压强(减小体积)，反应物和生成物的浓度都增大，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
知识归纳总结：1．浓度改变对化学反应速率的影响(1)用碰撞理论解释浓度变化对化学反应速率的影响反应物浓度增大→单位体积内分子数增多→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。(2)分析浓度对化学反应速率的影响时需注意的问题①固体或纯液体的浓度视为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。但增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂中，能增大化学反应速率。
②增大反应物浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数没有增大。③增大反应物的浓度，必须是增加实际参加反应的反应物浓度才能增大反应速率。
2．压强影响反应速率的常见情况改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是压强改变时引起气体反应物浓度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时，应注意压强变化是否引起物质浓度的变化。(1)对于没有气体参与的化学反应，由于改变压强时，反应物浓度变化可以忽略不计，因此对化学反应速率无影响。
　500 mL 1 ml·L－1的稀盐酸与锌反应，下列操作能使产生氢气的速率增大的是(　　)A．在忽略接触面积变化的情况下，增加锌的质量B．将500 mL 1 ml·L－1的稀盐酸改为1 000 mL 1 ml·L－1的稀盐酸C．用1 ml·L－1的H2SO4溶液代替1 ml·L－1的稀盐酸D．用浓硫酸代替1 ml·L－1的稀盐酸
解析：该反应的实质是2H＋＋Zn══Zn2＋＋H2↑，增大反应物浓度可使反应速率增大，由于纯固体、纯液体的浓度为定值，所以在忽略接触面积变化的情况下，增加锌的质量，不能增大反应速率。而将等浓度的盐酸由500 mL变为1 000 mL，只是改变了溶液的体积，并未改变其浓度，所以反应速率不变。用1 ml·L－1的H2SO4溶液代替1 ml·L－1的稀盐酸，溶液中氢离子浓度增加一倍，所以反应速率增大。浓硫酸与锌反应不产生氢气。
解析：反应物的浓度越大，反应速率越大。①A、B的浓度各为0.5 ml·L－1；②A、B的浓度各为1 ml·L－1；③A、B的浓度各为0.05 ml·L－1；④A、B的浓度各为0.25 ml·L－1；所以四者反应速率的大小关系是②>①>④>③。
问题探究：1.对一个吸热反应，其他条件不变时，升高温度，它的反应速率也增大吗？2．活化能和反应速率有什么关系？3．催化剂一定都能增大化学反应速率吗？
温度、催化剂对化学反应速率的影响
探究提示：1.增大；升高温度，活化分子百分数增大，单位时间内有效碰撞次数增加，无论是放热反应还是吸热反应，反应速率都增大。2．活化能越小，一般分子成为活化分子越容易，单位体积内活化分子越多，单位时间内有效碰撞次数越多，则反应速率越大。3．不一定。有的反应需要负催化剂，即有的催化剂可减小化学反应速率。
知识归纳总结：1．温度对反应速率的影响(1)规律当其他条件不变时，
2．催化剂对反应速率的影响(1)影响规律：使用合适的催化剂，可增大化学反应速率。(2)微观解释：使用合适的催化剂—→降低反应所需的活化能—→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—→化学反应速率增大。
(3)注意事项：①催化剂有正、负之分，正催化剂能增大反应速率，负催化剂能减小反应速率，不特别指明的条件下，均指正催化剂。②催化剂只有在一定温度下，才能最大限度地发挥其催化作用。
硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4══Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　)
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，然后通过比较进行判断。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，结合选项知混合溶液体积都为20 mL，根据浓度越大、温度越高，反应速率越大，可以推知D选项反应速率最快，最先出现浑浊。
〔变式训练2〕下列反应中，开始时放出氢气的速率最大的是(　　)解析：C项中锌的表面积最大，硫酸的浓度最大，温度最高，故反应速率最快。
有效碰撞理论和反应速率影响因素的关系
解析：①升高反应体系的温度，正、逆反应速率均增大；②碳是固体，增加反应物C的用量，反应速率不变；③缩小反应体系的体积，压强增大，反应速率增大；④减少体系中CO的量，正反应速率瞬间不变，然后逐渐减小。