2020-2021学年第一单元 化学反应速率导学案

2.1.1 化学反应速率的表示方法

第一课时

【学习目标】

1．了解活化能的含义，学会用有效碰撞理论解释化学反应速率的影响因素。

2．掌握外界条件（浓度、压强）对化学反应速率的影响规律。

【基础知识梳理】

一、碰撞理论

1．碰撞理论

（1）碰撞理论要点

反应物分子间必须相互碰撞才有________发生反应，反应速率的大小与___________________________成正比。

（2）有效碰撞的定义：能________的碰撞。

（3）发生有效碰撞的条件：

①分子必须具有________的能量；

②分子在________________发生碰撞。

2．活化分子与活化能

（1）活化分子：能量________，有可能发生______________的分子。

（2）活化能：活化分子的______________与所有分子的_____________之差称为活化能。

3．基元反应

（1）基元反应：

反应物分子经过______________就转化为产物分子的反应，称为基元反应，反应过程中没有任何________生成。

（2）复杂反应：

经过______________步骤完成的反应。

（3）基元反应的活化能与反应速率的关系

每个基元反应都有对应的活化能，活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例就________，化学反应速率________。

二、影响反应速率的因素

1．主要因素

影响化学反应速率的主要因素是________________。例如：金属钠与冷水剧烈反应，而镁和沸水仅能微弱反应。

2．外部因素

影响反应速率的外部因素有：________、________、________、________及______________________ _______________________等。

3．浓度、压强对反应速率的影响

（1）浓度对反应速率的影响

①规律：

其他条件相同时，增大反应物的浓度，反应速率________；减小反应物浓度，反应速率________。

②微观解释：

增大反应物浓度，单位体积内活化分子数________，反应物放生有效碰撞次数________，反应速率________ (注意：浓度改变引起了活化分子浓度的改变，而活化分子百分数不变。)

③适用对象：在溶液中的化学反应或气体反应

对于固体或纯液体，其浓度可视为________，因而其物质的量的改变不影响化学反应速率。固体物质的反应速率与____________有关，固体颗粒越小，固体反应物总表面积________，反应速率就________。

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。

（2）压强对反应速率的影响

①规律：

对有气体参加的反应，在密闭容器中保持温度不变时，增大压强，气体体积________，相当于________反应物的浓度，反应速率________；减小压强，气体体积________，相当于________反应物的浓度，反应速率________。

②微观解释：

压强对反应速率的影响，可以归结为________改变对反应速率的影响。

③适用对象：针对有气体参加的反应。

由于固体、液体粒子间的空隙很小，改变压强几乎不能改变它们的________，因此对只有固体或液体参加的反应，压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。

【课堂检测】

1．决定化学反应速率的内因是(　　)

①温度　②压强　③催化剂　④浓度　⑤反应物本身的性质

A．①②③④⑤    B．⑤   C．①④    D．①②③④

2．对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，其他条件不变时，下列措施不能改变化学反应速率的是(　　)

A．增大C(s)的量

B．增大H2O(g)的浓度

C．增大CO(g)或H2(g)的浓度

D．减小H2O(g)的浓度

3．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(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率几乎无影响的是 (　　)

A．将容器的体积扩大一倍

B．将容器的体积缩小一半

C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大

D．保持压强不变，充入N2使容器体积变大

第二课时

【学习目标】

1．掌握外界条件（温度、催化剂）对化学反应速率的影响规律。

2．能用过渡态理论解释催化剂对反应速率的影响。

3．了解其他条件对化学反应速率的影响。

【基础知识梳理】

一、影响化学反应速率的因素

1．温度变化对化学反应速率的影响

（1）实验探究：

已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。根据下列实验回答问题：

取三支试管向其中分别加入2 mL 0.001 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，再向试管中分别加入2 mL 0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液。

实验现象：________________________________。

将一支试管放入冰水中，一支试管放入约80 ℃的热水中，另一支试管置于室温下。

实验现象：________________________________________________________________________。

实验结论：________________________。

（2）温度变化对化学反应速率的影响

其他条件相同时，升高温度，反应速率________；降低温度，反应速率________。

（3）用活化能理论解释：

在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增大，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而________了反应物分子中活化分子的百分数，使单位体积内活化分子数目________，因而使反应速率________。

此外，由于温度升高，会使分子的运动速率________，这样单位时间里反应物分子间的碰撞次数________，反应速率也会相应地________。但前者是反应加快的主要原因。

（4）适用对象：

温度对反应速率的影响，对放热反应和吸热反应都适用，且不受反应物状态的限制。

温度每升高10K，反应速率通常增大到原来的________倍。

2．其他因素对化学反应速率的影响

（1）增大反应物之间的接触面积，反应速率________。如硫酸工业中，硫铁矿在焚烧前先______________，以增大矿石与氧气的接触面积，加快燃烧；三氧化硫吸收阶段，吸收塔填装________，增大气液接触面积。

（2）________________________等因素，也会对化学反应速率产生影响。

二、过渡态理论

1．用过渡态理论解释催化剂对反应速率的影响

（1）过渡态理论要点

反应物转化为生成物的过程中要经过________________的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。

Ea为________的活化能，Ea'为________的活化能。

化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越小，反应速率________。

正反应的ΔH=________________。

（2）催化剂对反应速率的影响

催化剂是通过________化学反应所需的活化能来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Ea1) ________，反应速率________；没有催化剂参与的反应，活化能(Ea1') ________，反应速率________。

使用催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但反应的ΔH________。

2．基元反应模型

（1）反应历程：一个化学反应自开始后________________称为反应历程。

（2）基元反应的逆反应也是基元反应，并且经过同一个________状态。

（3）复杂反应中的________________步骤决定了该反应的速率。

3．酶的催化作用

（1）酶是一种________的、具有________________的生物催化剂。

（2）酶的催化原理：

酶的催化作用是酶与反应物先形成________________，然后________________分解成产物并释放酶，

（3）酶的催化特点：

①________________；

②________________；

③________________。

【课堂检测】

1．实验室要增大铁与盐酸反应的速率，可以采取的措施有___________________________（写出2种措施）。

2．已知分解1molH2O2放出98kJ的热，在含少量I-的溶液中，H2O2的分解机理为：H2O2+I-→H2O+IO-（慢），H2O2+IO-→H2O+O2+I-（快）。

下列有关该反应的说法正确的是（　　）

A．反应速率与I-的浓度有关

B．IO-也是该反应的催化剂

C．反应活化能等于98kJ·mol-1

D．v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)

3．若基元反应A—→2B的活化能为Ea，而2B—→A的活化能为Ea'。

（1）加催化剂，Ea和Ea'各有何变化？Ea-Ea'有何变化？______________。

（2）如催化剂后，对Ea和Ea'的影响是否相同？______________。

（3）加入不同催化剂，对Ea的影响是否相同？______________。

（4）提高反应温度，Ea和Ea'各有何变化？______________。

（5）改变起始浓度，Ea有何变化？______________。

参考答案

第一课时

【基础知识梳理】

一、碰撞理论

1．（1）可能    单位时间内反应物分子碰撞次数

（2）发生反应

（3）①足够高    ②一定的方向上

2．（1）较高    有效碰撞

（2）平均能量    平均能量

3．（1）一次碰撞    中间物

（2）两个或多个

（3）越小  越小

二、影响反应速率的因素

1．反应物的性质

2．浓度    温度   压强   催化剂   反应物之间的接触面积、光、电磁波、超声波

3．（1）①增大   减小    ②增多   增多   增大    ③常数    接触面积    增大    越大

（2）①减小    增大    增大    增大    减小    减小

②浓度    ③浓度

【课堂检测】

1．答案：B

解析：决定化学反应速率大小的内因是反应物本身的性质，温度、压强、催化剂和浓度均为影响化学反应速率的外因，B正确。

2．答案：A

解析：改变浓度，可以改变化学反应速率，而改变固体物质的物质的量不能改变化学反应速率，因为固体物质的浓度可视为常数。

3．答案：C

解析：容器的体积缩小或增大均会改变浓度，浓度改变反应速率一定会改变；体积不变，充入N2体系总压强增大，但反应物浓度并未改变，反应速率基本不变；充入N2使容器体积增大，总压强不变，但反应物浓度同等程度变小，反应速率变慢。

第二课时

【基础知识梳理】

一、影响化学反应速率的因素

1．（1）三支试管内溶液颜色均变浅。

放入热水中的试管紫色最先褪去，其次是置于室温下的试管褪色，置于冷水中的试管最后褪色。

温度越高，化学反应速率越快。

（2）增大    减小

（3）增大    增多    增大    加快    增加    加快

（4）2~4

2．（1）增大    用粉碎机粉碎    瓷环

（2）光、电磁波、超声

二、过渡态理论

1．（1）能量较高    正反应    逆反应    越大    Ea-Ea'。

（2）降低    较小    较大    较大    较小  不变

2．（1）所经历的过程

（2）过渡

（3）速率控制

3．（1）特殊    催化活性

（2）中间化合物    中间化合物

（3）①高效的催化活性    ②高度的选择性   ③特殊的温度效应

【课堂检测】

1．答案：①改用铁粉；②增大盐酸的浓度；③适当升高温度。

2．答案：A

解析：A选项，H2O2+I-→H2O+IO-是慢反应，是过氧化氢分解的决速步骤，I-是反应物之一，其浓度大小对反应有影响正确；B选项，将两个基元反应相加可得总反应方程式，反应的催化剂是I-，IO-只是中间产物，错误；C选项，1mol过氧化氢分解的△H=-98KJ·mol-1，△H不是反应的活化能，是生成物与反应物的能量差，错误；D选项，因为反应是在含少量I-的溶液中进行的，溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，错误。故选A。

3．答案：（1）降低  不变    （2）Ea和Ea'等值降低    （3）不同    （4）不变    （5）不变