化學(xué)反應(yīng)速率第3課時(shí)外界因素影響反應(yīng)速率的微觀解釋人教版高中化學(xué)反應(yīng)原理（選擇性必修1）

人教版（2019版）化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理第二章化學(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3課時(shí)

反應(yīng)速率越大單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)越

。單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越

。大多

簡(jiǎn)單碰撞理論解釋化學(xué)反應(yīng)速率增大的本質(zhì)原因

其他條件相同時(shí)，改變某一反應(yīng)條件→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多（或減少）→單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多（或減少）→化學(xué)反應(yīng)速率增大（或減小）。

簡(jiǎn)單碰撞理論解釋反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響知識(shí)回顧問題4：提高單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)目的途徑有哪些？【學(xué)習(xí)任務(wù)四】簡(jiǎn)單碰撞理論解釋外界因素

對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響微觀探析

邏輯推理

提示：(1)提高分子的能量(比如加熱)→提高單位體積活化分子數(shù)目；(2)壓縮氣體體積→提高單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目；(3)降低活化能→提高單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目。問題5：以上途徑分別對(duì)應(yīng)外界因素（溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑及接觸面積等）中的哪一項(xiàng)？升高溫度增大壓強(qiáng)或增大濃度加催化劑【學(xué)習(xí)任務(wù)四】簡(jiǎn)單碰撞理論解釋外界因素

對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響微觀探析

邏輯推理

溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響提示：升高溫度——既增加單位體積內(nèi)分子碰撞的次數(shù)，更重要的是反應(yīng)物分子吸收了能量，單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)增加了。單位體積內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增加，反應(yīng)速率增大。

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞幾率（次數(shù)）化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)升高溫度不變?cè)黾釉黾釉龃笪⒂^探析

模型輔助

溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響升溫注意：總的活化分子數(shù)也增大【學(xué)習(xí)任務(wù)四】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T1＜T2T1T2提示：溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，對(duì)于放熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)都適用，升溫，速率均增大，降溫，速率均減小，且不受反應(yīng)物狀態(tài)的限制。思考與討論1：溫度是怎樣影響放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率的？是否受反應(yīng)狀態(tài)的限制？提示：升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，但增大的程度不同，其中吸熱反應(yīng)速率增大程度大；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率均降低，但降低的程度也不同，其中放熱反應(yīng)速率降低幅度小。思考與討論2：對(duì)于可逆反應(yīng)，溫度對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響的程度一樣嗎？1.設(shè)NO+CO2?2CO

⊿H＞0

正反應(yīng)速率為v1；逆反應(yīng)速率為v2N2+3H2?2NH3⊿H＜0正反應(yīng)速率為v3；逆反應(yīng)速率為v4。對(duì)于這兩個(gè)反應(yīng)，當(dāng)溫度均升高時(shí)，v1、v2、v3和v4變化情況為（

）

A、同時(shí)增大B、同時(shí)減小C、v1減少，v2增大D、v1增大，v2減小A隨堂練習(xí)2.對(duì)于反應(yīng)M+N→P，如果溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增加為原來的3倍。在10℃時(shí)完成反應(yīng)的10%需要54min，將溫度提高到40℃完成反應(yīng)的10%需要的時(shí)間為（

）A.2min

B.3min

C.6min

D.9minA

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞幾率（次數(shù)）化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)增大濃度增加增加增加增大增大濃度微觀探析

模型輔助

濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響問題6：總的活化分子數(shù)有增加嗎？【學(xué)習(xí)任務(wù)四】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【學(xué)習(xí)任務(wù)三】簡(jiǎn)單碰撞理論解釋外界因素

對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響微觀探析

模型輔助

壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞幾率（次數(shù)）化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)增大壓強(qiáng)增加增加增加增大增大濃度微觀探析

模型輔助

壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響問題7：總的活化分子數(shù)有增加嗎？【學(xué)習(xí)任務(wù)四】簡(jiǎn)單碰撞理論解釋外界因素

對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響壓強(qiáng)P2P2P基準(zhǔn)縮小體積恒容充不相關(guān)氣恒壓充不相關(guān)氣基準(zhǔn)增大不變減小

引起了反應(yīng)物濃度變化的壓強(qiáng)變化才影響速率。

對(duì)于非氣體反應(yīng)，壓強(qiáng)對(duì)速率無影響（影響忽略不計(jì)）。關(guān)鍵：措施壓強(qiáng)單位體積活化分子數(shù)基準(zhǔn)增加不變減少速率反應(yīng)物濃度基準(zhǔn)增大不變減小【變式】思考與討論1：為什么固體、純液體的“物質(zhì)的量”變化而化學(xué)反應(yīng)速率不改變？

提示：固體或純液體物質(zhì)的濃度可視為常數(shù)，故其反應(yīng)速率只與表面積的大小和其擴(kuò)散的速率有關(guān)，而與其用量多少無關(guān)。思考與討論2：對(duì)于以下三個(gè)反應(yīng)。反應(yīng)速率是否一樣？為什么？(1)Zn和10mL0.1mol·L－1的鹽酸(2)同樣的Zn和20mL0.1mol·L－1的鹽酸(3)Zn粉和20mL0.1mol·L－1的鹽酸提示：不一樣。(1)和(2)相等，都小于(3)的反應(yīng)速率，因?yàn)閷?duì)于固體來說，其濃度為常數(shù)，其反應(yīng)速率與表面積大小有關(guān)；另外對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的是物質(zhì)的量的濃度，而不是物質(zhì)的質(zhì)量或反應(yīng)物的總量。思考與討論3：為什么改變壓強(qiáng)對(duì)只有固體、液體參與的反應(yīng)的反應(yīng)速率沒有影響？

提示：壓強(qiáng)改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過對(duì)氣體濃度的改變而實(shí)現(xiàn)的。若反應(yīng)物全部為固體、液體或溶液，由于壓強(qiáng)變化對(duì)其濃度幾乎無影響，故可認(rèn)為反應(yīng)速率不變。思考與討論4：壓強(qiáng)的改變是否一定會(huì)引起有氣體參與的反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生變化？試分析說明。

提示：不一定，分析壓強(qiáng)改變對(duì)速率的影響，關(guān)鍵是看參加反應(yīng)的氣體濃度是否有變化。若氣體濃度有變化，則化學(xué)反應(yīng)速率一定改變；若氣體濃度無變化，則化學(xué)反應(yīng)速率不改變，具體分為以下幾種情況。1.反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無影響的是（

）A.增加C的量B.將容器的體積縮小一半C.保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大D.保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大AC隨堂練習(xí)2.在體積可變的容器中發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)，當(dāng)增大壓強(qiáng)使容器體積縮小時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，其主要原因是（

）

A.分子運(yùn)動(dòng)速率加快，使反應(yīng)物分子間的碰撞機(jī)會(huì)增多B.反應(yīng)物分子的能量增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞次數(shù)增多C.活化分子百分?jǐn)?shù)未變，但單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加，有效碰撞次數(shù)增多D.分子間距離減小，使所有的活化分子間的碰撞都成為有效碰撞C隨堂練習(xí)微觀探析

動(dòng)畫模擬

催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響【學(xué)習(xí)任務(wù)四】簡(jiǎn)單碰撞理論解釋外界因素

對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響微觀探析

模型輔助

催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響問題8：總的活化分子數(shù)有增加嗎？

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞幾率（次數(shù)）化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)增大壓強(qiáng)不變?cè)黾蛹涌煸黾印緦W(xué)習(xí)任務(wù)四】簡(jiǎn)單碰撞理論解釋外界因素

對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響未使用催化劑時(shí)：反應(yīng)A+B=AB的活化能為Ea使用催化劑K后：反應(yīng)分兩步（歷程改變）第一步：A+K=AK，活化能為EalK是催化劑，前后質(zhì)量不變；AK是中間產(chǎn)物第二步：AK+B=AB+K活化能為Ea2總反應(yīng)：A+B=AB這兩個(gè)分步反應(yīng)的活化能都比原來的Ea要小，因此反應(yīng)速率加快。又因?yàn)镋a1>Ea2,所以第一步是慢反應(yīng)，第二步是快反應(yīng)。而整個(gè)反應(yīng)的速率是由慢反應(yīng)決定的，也叫“決速步驟”。所以第一步的活化能Eal就是在催化劑條件下，整個(gè)反應(yīng)的活化能。隨堂練習(xí)3.已知反應(yīng)2HI(g)

H2(g)＋I(xiàn)2(g)的能量變化如圖所示。下列說法正確的是（

）A.常溫下，向體積為VL的容器中充入2molHI(g)充分反應(yīng)，可吸收12.5kJ的熱量B.加入催化劑，分子的能量不變，但單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，反應(yīng)速率加快C.使用催化劑，Ea的數(shù)值減小，ΔH也減小D.H2(g)＋I(xiàn)2(g)

2HI(g)的活化能為12.5kJ·mol－1B

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞幾率（次數(shù)）化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)增大反應(yīng)物濃度增大壓強(qiáng)升高溫度正催化劑增加增加增加增大不變?cè)黾釉黾釉龃蟛蛔冊(cè)黾釉龃笮〗Y(jié)：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素微觀解析不變?cè)黾釉龃笤黾釉黾釉黾記_刺時(shí)間分辨技術(shù)飛秒激光器飛秒化學(xué)

課本P28始態(tài)、過渡態(tài)、終態(tài)

單位時(shí)間內(nèi)、單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率增大升高溫度催化劑增大反應(yīng)物濃度增大氣體壓強(qiáng)單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大總結(jié)：簡(jiǎn)單碰撞理論解釋反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響降低活化能吸收能量多角度歸納、總結(jié)所學(xué)知識(shí)1.以下是簡(jiǎn)單碰撞理論解釋外界因素對(duì)反應(yīng)速率影響，完成下列空白（1）濃度：反應(yīng)物濃度增大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)

→單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)

→化學(xué)反應(yīng)速率

；反之，化學(xué)反應(yīng)速率

。（2）壓強(qiáng)：增大壓強(qiáng)→氣體體積縮小→反應(yīng)物濃度增大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)

→單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)

→化學(xué)反應(yīng)速率

；反之，化學(xué)反應(yīng)速率

。壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，可轉(zhuǎn)化成濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。增多增加增大減小增多增加增大減小隨堂練習(xí)（3）溫度：升高溫度→活化分子的百分?jǐn)?shù)

→單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)

→化學(xué)反應(yīng)速率

；反之，化學(xué)反應(yīng)速率

。（4）催化劑：使用催化劑→改變了反應(yīng)的歷程(如右圖)，反應(yīng)的活化能

→活化分子的百分?jǐn)?shù)

→單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)

→化學(xué)反應(yīng)速率

。增大增加增大減小降低增大加快增加隨堂練習(xí)隨堂練習(xí)2.在有氣體參與的反應(yīng)中，①增大反應(yīng)物濃度、②升高溫度、③增大壓強(qiáng)(壓縮體積)、④加入催化劑，若以上四種方法均可使反應(yīng)速率增大，完成下列問題：(1)降低反應(yīng)活化能的是______(填序號(hào)，下同)。(2)增加活化分子百分比的是________。(3)未改變活化分子百分比，增加單位體積內(nèi)分子總數(shù)的是________。(4)增加單位體積內(nèi)活化分子數(shù)的是__________。④②④①③①②③④隨堂練習(xí)3.下列說法不正確的是()A.增大反應(yīng)物濃度，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞次數(shù)增多B.增大壓強(qiáng)，單位體積內(nèi)氣體的活化分子數(shù)增多，有效碰撞次數(shù)增多C.升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，分子運(yùn)動(dòng)速度加快，有效碰撞次數(shù)增多D.催化劑能降低反應(yīng)的活化能，提高活化分子百分?jǐn)?shù)，有效碰撞次數(shù)增多A4.一定條件下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)M(g)

N(g)，反應(yīng)過程中的能量變化如圖中曲線Ⅰ所示。下列說法錯(cuò)誤的是（

）A.該反應(yīng)中正反應(yīng)的活化能為(E3－E2)kJ·mol－1B.該反應(yīng)的反應(yīng)熱為(E1