高中化学选择性必修一 2.1.2影响化学反应速率的因素、活化能

第二章 化学反应速率与化学平衡

   第一节 化学反应速率

  第2课时 教学设计

【教学目标】

1．了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。

2．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。

【教学重难点】

影响反应速率速率的因素、活化能

【教学过程】

1.新课导入

[师]在相同条件下，不同的化学反应会有不同的速率，这表明反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。浓度、压强、温度及催化剂等因素对反应速率的影响也很大，实验中可以通过定性观察的方法来比较化学反应速率的大小。

2.新课讲授

[板书]一、化学反应速率

[学生活动]选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素。

[教师活动]引导学生设计实验，并进行实验演示。

[学生活动]观察并记录现象，得出结论。

[总结]外界条件对反应速率的影响规律

浓度——增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小

温度——升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小

催化剂——催化剂可以改变化学反应速率（可以提高化学反应速率，也可以降低化学反应速率）

[过渡]除定性观察外，也可通过实验进行定量测定。

[教师活动]实验演示：按教材中的装置安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol/L和40 mL 4 mol/L的硫酸溶液。

[学生活动]观察、记录实验现象并得出结论。

[设疑]上述实验探究中，你用到了哪些科学方法？

[学生活动]小组讨论，并回答：用了控制变量法、转换法等。影响反应速率的因素有多个，用控制变量法逐个探究其对反应速率的影响规律；化学反应速率并不易直接观察认识，可以通过转化为测量反应中气体体积等来测定反应速率的大小。

[总结]在锌和不同浓度稀硫酸反应的实验中，比较反应速率快慢的方法有：

(1)定性描述——通过实验现象来判断反应的快慢

①观察产生气泡的快慢；

②观察试管中剩余锌粒的质量的多少；

③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高低。

(2)定量描述——通过实验测量来判断反应的快慢

①测定气体的体积或体系的压强；

②测定物质的物质的量的变化；

③测定离子浓度的变化；

④测定体系的温度或测定反应的热量变化。

[过渡]如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢？下面通过活化能和简单碰撞理论对这一问题进行讨论。

[板书]二、活化能

[师]研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。例如，实际上是经过下列两步反应完成的，每一步反应都称为基元反应，这两个先后进行的基元反应反映了的反应历程。反应历程又称反应机理。

[师]基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。以气体的反应为例，任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。通常情况下，当气体的浓度为1 mol/L时，在每立方厘米、每秒内反应物分子的碰撞可达到1028次。如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话，反应只需10-5 s就可以完成。换言之，任何气体的反应均可瞬间完成。但实际并非如此。这就说明并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。

[设疑]为什么分子碰撞时有的能发生化学反应，有的不能呢？

[师]以篮球队员投篮为例，不能投进篮筐有哪些情况？有可能力量不够，或是投不准，也就是说只有力量足够，并且投的准，也就是有合适的取向，才能投的好球。那么在化学反应的过程中，反应物分子必须具有一定的能量，碰撞时还要有合适的取向，这样的碰撞我们称为有效碰撞。发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。

[展示图片]展示活化能与反应热的关系，请学生指出活化能、反应热。

[学生活动]思考，并回答。

[师]对于一个化学反应，普通分子获得活化能变为活化分子，带有合理取向的活化分子发生有效碰撞，形成新的物质，并释放出能量。在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越大。可简化为：活化能降低→普通分子变成活化分子→活化分子百分数增大→有效碰撞次数增多→反应速率加快。

[设疑]如何用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响？

[展示]展示分子运动情况，解释浓度、温度、压强下，单位体积内分子总数、活化分子数的变化，有效碰撞次数及化学反应速率的变化。

[总结]影响化学反应速率因素的总结

3.课堂小结

[师]除了改变浓度、温度、压强及选用催化剂等，还有很多改变化学反应速率的方法。例如，通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。

4.板书

2.1.2影响化学反应速率的因素

一、影响化学反应速率的因素

浓度

温度

催化剂

二、活化能

基元反应与反应历程

有效碰撞与活化能

活化分子和活化能

运用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响