1、1 完成课前学习 探究核心任务 第第2课时课时 外界条件对化学反应速率的影响外界条件对化学反应速率的影响 学业要求学业要求 素养对接素养对接 1.能运用变量控制的方法探究影响化学能运用变量控制的方法探究影响化学 反应速率的因素反应速率的因素。 2.能用一定的理论模型说明外界条件改能用一定的理论模型说明外界条件改 变对化学速率的影响变对化学速率的影响。 1.变化观念：外部条件改变时变化观念：外部条件改变时，化学反化学反 应速率会发生变化应速率会发生变化。 2.模型认知：通过基元反应活化能解释模型认知：通过基元反应活化能解释 外界条件对反应速率的影响外界条件对反应速率的影响。 2 完成课前学习 探
2、究核心任务 知知 识识 梳梳 理理 知识点一知识点一、浓度浓度、压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响 1.在其他条件不变时：增大反应物浓度可以在其他条件不变时：增大反应物浓度可以_化学反应速率；减小反应物浓化学反应速率；减小反应物浓 度可以度可以_化学反应速率化学反应速率。 2.温度一定时温度一定时，对于气体参加的反应：对于气体参加的反应： 增大压强增大压强，气体物质的浓度气体物质的浓度_，化学反应速率化学反应速率_； 减小压强减小压强，气体物质的浓度气体物质的浓度_，化学反应速率化学反应速率_。 3.对于只涉及液体和固体的反应对于只涉及液体和固体的反应，压强的改变对化学反应速率压
3、强的改变对化学反应速率_。 加快加快 减慢减慢 增大增大 加快加快 减小减小 减慢减慢 几乎无影响几乎无影响 3 完成课前学习 探究核心任务 知识点二知识点二、温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响 1.基本规律基本规律 在其他条件不变时：升高温度可以在其他条件不变时：升高温度可以_化学反应速率；降低温度可以化学反应速率；降低温度可以 _化学反应速率化学反应速率。 加快加快 减慢减慢 4 完成课前学习 探究核心任务 2.化学反应速率与温度的定量关系化学反应速率与温度的定量关系 (1)经验规律经验规律 对于在对于在_中发生的反应，温度每升高中发生的反应，温度每升高 10 K，反应速率增
4、加到，反应速率增加到_倍。倍。 (2)经验公式经验公式(阿伦尼乌斯公式阿伦尼乌斯公式)kAe Ea RT 式中式中 k 为反应速率常数，为反应速率常数，A 为比例系数，为比例系数，e 为自然对数的底，为自然对数的底，R 为摩尔气体常量，为摩尔气体常量， Ea为为_。 当当 Ea0 时，升高温度，反应速时，升高温度，反应速率常数率常数_，化学反应速率，化学反应速率_。 (3)活化能活化能 Ea越大，反应速率常数越越大，反应速率常数越_，化学反应速率越，化学反应速率越_。 溶液溶液 24 活化能活化能 增大增大 增大增大 小小 小小 5 完成课前学习 探究核心任务 知识点三知识点三、催化剂对化学反
5、应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响 1.催化剂催化剂 能能_化学反应速率而在反应前后本身的化学反应速率而在反应前后本身的_和和_不变的物质不变的物质 。 2.催化原理催化原理 (1)通过参与反应通过参与反应，改变改变_，_反应的活化能来提高化学反应速率反应的活化能来提高化学反应速率 。 (2)催化剂不能改变化学反应的平衡常数催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率不能改变平衡转化率。 3.特点特点 (1)选择性：只对选择性：只对_或某类反应起催化作用或某类反应起催化作用。 (2)高效性：可以较大幅度降低反应的高效性：可以较大幅度降低反应的_，从而有效地从而有效地_化学反应速化学
6、反应速 率率。 加快加快 质量质量 化学性质化学性质 反应历程反应历程 降低降低 某一反应某一反应 活化能活化能 加快加快 6 完成课前学习 探究核心任务 1.判断正误判断正误，正确的打正确的打“”“”，错误的打错误的打“” (1)改变固体或纯液体的用量对化学反应速率没有影响改变固体或纯液体的用量对化学反应速率没有影响( ) (2)放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率( ) (3)同时改变两个变量来研究反应速率的变化同时改变两个变量来研究反应速率的变化，能更快得出有关规律能更快得出有关规律( ) (4)反应反应2CO2(g)6H2(g) CH
7、3CH2OH(g)3H2O(g)，使用使用CuZnFe催化催化 剂可大大提高生产效率剂可大大提高生产效率( ) (5)一定条件下一定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率( ) (6) 某反应加入催化剂某反应加入催化剂，改变了反应的途径改变了反应的途径，反应的反应的H也随之改变也随之改变( ) 自自 我我 检检 测测 7 完成课前学习 探究核心任务 2.下列关于反应速率与参与反应物质的浓度的关系式下列关于反应速率与参与反应物质的浓度的关系式vk Aa Bb的叙述中的叙述中，正确正确 的是的是( ) A.对于所有的化学方程式中对于
8、所有的化学方程式中，k是数值和单位都不变的常数是数值和单位都不变的常数 B.a、b是化学方程式中是化学方程式中A和和B的系数的系数 C.对于某个特定的化学反应对于某个特定的化学反应，k与所有外界条件都无关与所有外界条件都无关 D.vk Aa Bb需要通过实验来确定需要通过实验来确定，不能随意根据化学方程式直接写出不能随意根据化学方程式直接写出 8 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 在反应速率与参与反应物质的浓度的关系式中在反应速率与参与反应物质的浓度的关系式中，k是反应速率常数是反应速率常数，它表它表 示单位浓度下的化学反应速率示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关与浓度无关，但受温度但受
9、温度、催化剂催化剂、固体表面积等固体表面积等 因素的影响因素的影响。通常通常，反应速率常数越大反应速率常数越大，反应进行得越快反应进行得越快。对于很多反应对于很多反应，这种这种 关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。由此可见由此可见，A、B、C 项均错误项均错误。 答案答案 D 9 完成课前学习 探究核心任务 3.对于反应：对于反应：2SO2O22SO3，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将 生成生成SO3的反应速率的变化填入下表空格里的反应速率的变化填入下表空格里(填填“增大增大”、
10、 “减小减小”或或“不变不变”)。 编号编号 改变的条件改变的条件 正反应速率正反应速率 逆反应速率逆反应速率 升高温度升高温度 降低温度降低温度 增大增大O2的浓度的浓度 使用催化剂使用催化剂 压缩体积压缩体积 恒容下充入恒容下充入Ne 10 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 增大反应物或生成物浓度正增大反应物或生成物浓度正、逆反应速率均增大逆反应速率均增大，压缩体积时反应物和生压缩体积时反应物和生 成物浓度均增大成物浓度均增大，反应速率加快；恒容下充入反应速率加快；恒容下充入Ne，反应物浓度不变反应物浓度不变。 答案答案 增大增大 增大增大 减小减小 减小减小 增大增大 增大增大 增大
11、增大 增大增大 增大增大 增大增大 不变不变 不变不变 11 完成课前学习 探究核心任务 学习任务一学习任务一、外界条件对反应速率的影响外界条件对反应速率的影响 【观图思考观图思考】 生活中我们总是期望有利于我们的反应速率越快越好生活中我们总是期望有利于我们的反应速率越快越好，不利于我们的反应则尽可不利于我们的反应则尽可 能慢一些能慢一些。那么怎样才能调控化学反应速率那么怎样才能调控化学反应速率？影响化学反应速率的因素有哪些影响化学反应速率的因素有哪些？ 提示提示 影响化学反应速率的因素有温度影响化学反应速率的因素有温度、浓度浓度、压强压强、催化剂催化剂、接触面积等接触面积等。 12 完成课前
12、学习 探究核心任务 【名师点拨名师点拨】 1.浓度浓度 (1)在在298 K时时，实验测得溶液中的反应实验测得溶液中的反应H2O22HI=2H2OI2在不同浓度时的在不同浓度时的 速率如下表所示：速率如下表所示： 实验编号实验编号 1 2 3 4 5 HI/(mol L 1) 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100 H2O2/(mol L 1) 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300 v/(mol L 1 s1) 0.007 60 0.015 3 0.022 7 0.015 1 0.022 8 13 完成课前学习 探究核心任务 分析上表数据分析上表数据。
13、 当当H2O2恒定时恒定时，随随HI增大增大，其反应速率其反应速率v的变化趋势是增大的变化趋势是增大，若若HI增大增大1倍倍 ，其反应速率其反应速率v的变化是增大的变化是增大1倍倍。同理同理，当当HI恒定时恒定时，反应速率反应速率v与与H2O2之间有之间有 类似的变化规律类似的变化规律。 由以上分析可知由以上分析可知，其反应速率与其反应速率与HI H2O2成正比成正比，上述反应在不同浓度时的反上述反应在不同浓度时的反 应速率的数学表达式是应速率的数学表达式是vkH2O2 HI，该温度下该温度下k的数值约是的数值约是0.760 mol 1 L s1 。 (2)化学反应速率与反应物浓度的关系：化学
14、反应速率与反应物浓度的关系： 速率方程速率方程 对于任意一个化学反应对于任意一个化学反应aAbB=cCdD，其反应速率方程为其反应速率方程为vkcm(A)cn(B)，式式 子中子中m、n、k都由实验测得都由实验测得，与化学方程式中的系数无关与化学方程式中的系数无关。 14 完成课前学习 探究核心任务 反应速率常数反应速率常数 速率方程中的比例系数速率方程中的比例系数k称为反应速率常数称为反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率它表示单位浓度下的化学反应速率 。它具备以下特点：它具备以下特点： a.与浓度无关与浓度无关，但受温度但受温度、催化剂催化剂、固体表面性质等因素的影响固体表面性质等因
15、素的影响。温度升高温度升高，k 值通常增大值通常增大。 b.通常情况下通常情况下，k值越大值越大，反应进行得越快反应进行得越快。 改变浓度对化学反应速率的影响规律为改变浓度对化学反应速率的影响规律为 增加反应物浓度增加反应物浓度，反应速率均增大反应速率均增大，正反应速率增大的多正反应速率增大的多。增加生成物浓度增加生成物浓度，反反 应速率均增大应速率均增大，逆反应速率增大的多逆反应速率增大的多。 固体或纯液体的浓度可视为常数固体或纯液体的浓度可视为常数，则固体量的增多则固体量的增多，不影响反应速率不影响反应速率，反应速反应速 率还与固体表面积的大小和生成物扩散的速率有关率还与固体表面积的大小和
16、生成物扩散的速率有关。 15 完成课前学习 探究核心任务 2.压强压强 对于气体来说对于气体来说，在一定温度下在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比一定质量的气体所占的体积与压强成反比。如图如图 所示：所示： 结论：增大压强结论：增大压强，体积缩小体积缩小，浓度增大浓度增大，化学反应速率加快化学反应速率加快。 微观解释：增大压强微观解释：增大压强体积缩小体积缩小反应物浓度增大反应物浓度增大单位体积内活化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增加单位时间内有效碰撞增加反应速率加快；反之反应速率加快；反之，反应速率减慢反应速率减慢。 16 完成课前学习 探究核心任务 (
17、1)由于固体、液体粒子间的空隙很小，增大压强几乎不能改变它们的浓度，因此对只由于固体、液体粒子间的空隙很小，增大压强几乎不能改变它们的浓度，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。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。 (2)对于反应对于反应 N23H22NH3，不同条件下，压强对化学反应速率的影响：，不同条件下，压强对化学反应速率的影响： 恒温恒容密恒温恒容密闭容器中闭容器中 a.充入充入 N2，压强增大，压强增大，N2增大，化学反应速率加快。增大，化学反应速率加快。 b.充入充入 He(He 与反应无关与反应无关)，压强增大，
18、但，压强增大，但N2、H2、NH3都不变，化学反应速率不都不变，化学反应速率不 变。变。 恒温恒压密闭容器中恒温恒压密闭容器中 充入充入 He，体积增大，体积增大，N2、H2、NH3都减小，化学反应速率减小。都减小，化学反应速率减小。 17 完成课前学习 探究核心任务 3.温度温度 (1)根据基元反应碰撞理论根据基元反应碰撞理论，能量较高能量较高，相互之间发生碰撞相互之间发生碰撞，能够引发化学反应能够引发化学反应 发生的反应物分子叫做活化分子发生的反应物分子叫做活化分子。 化学反应一般需要一个活化的过程化学反应一般需要一个活化的过程，即能发生反应的分子即能发生反应的分子，必须是先吸收能量必须是
19、先吸收能量 后形成活化分子后形成活化分子。 普通反应物分子形成活化分子所吸收的能量叫活化能普通反应物分子形成活化分子所吸收的能量叫活化能(Ea)。对基元反应而言对基元反应而言， 其活化能是活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量的差值其活化能是活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量的差值。 活化能越高活化能越高，反应越难进行反应越难进行，反应速率常数越小反应速率常数越小。可见可见，活化能是决定化学反活化能是决定化学反 应速率的内因应速率的内因。 18 完成课前学习 探究核心任务 (2)一定条件下的化学反应，升高温度，可加快化学反应速率，降低温度，可减一定条件下的化学反应，升高温度，可加快化学
20、反应速率，降低温度，可减 慢化学反应速率。慢化学反应速率。 经验规律经验规律 对于在溶液中发生的反应，温度每升高对于在溶液中发生的反应，温度每升高 10 K，反应速率增加到，反应速率增加到 24 倍。此近似倍。此近似 规律只对一些反应的化学反应速率做粗略估计。规律只对一些反应的化学反应速率做粗略估计。 经验公式经验公式(阿伦尼乌斯公式阿伦尼乌斯公式)kAe Ea RT。 。 Ea为活化能，单位为为活化能，单位为 J moL 1 或或 kJ moL 1。 。 当当 Ea0 时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率增大。时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率增大。 19 完成课前学习 探
21、究核心任务 4.催化剂催化剂 某些反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比如下表所示：某些反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比如下表所示： 化学反应化学反应 催化剂催化剂 Ea/(kJ moL 1) k（催）（催） k（无）（无） 无催化剂无催化剂 有催化剂有催化剂 2HI=H2I2 金金 184 105 1.6108(503 K) CH3CHO=CH4CO 碘碘 210 136 7.5104(793 K) 2H2O2=2H2OO2 过氧化氢酶过氧化氢酶 75 25 5.8108(298 K) 20 完成课前学习 探究核心任务 分析上表数据分析上表数据，可知：可知： (1)使用催化
22、剂使用催化剂，反应的活化能大幅度降低反应的活化能大幅度降低，反应速率常数变大反应速率常数变大，化学反应速率化学反应速率 增大增大。 (2)催化剂：比温度催化剂：比温度、压强压强、浓度对化学反应速率影响程度都要大浓度对化学反应速率影响程度都要大，加快的速率加快的速率 可达几千倍；因为使用催化剂降低活化能可达几千倍；因为使用催化剂降低活化能，也就是降低了阻碍反应进行的一个重也就是降低了阻碍反应进行的一个重 要因素要因素。 21 完成课前学习 探究核心任务 (1)增加增加Fe的量的量，其反应速率其反应速率_(填填“增大增大”、“不变不变”或或“减小减小”，下同下同)。 (2)将容器的体积缩小一半将容
23、器的体积缩小一半，其反应速率其反应速率_。 (3)保持体积不变保持体积不变，充入充入N2使体系压强增大使体系压强增大，其反应速率其反应速率_。 (4)保持压强不变保持压强不变，充入充入N2使容器的体积增大使容器的体积增大，其反应速率其反应速率_。 解析解析 (1)由于由于Fe是固体是固体，改变改变Fe的量的量，反应物浓度不变反应物浓度不变，故反应速率不变故反应速率不变。(2) 将容器体积缩小一半将容器体积缩小一半，则反应物浓度增大则反应物浓度增大，故反应速率增大故反应速率增大。(3)容器体积不变容器体积不变， 充入充入N2，反应物浓度不变反应物浓度不变，故反应速率不变故反应速率不变。(4)保持
24、容器内压强不变保持容器内压强不变，充入充入N2 相当于减小压强相当于减小压强，即反应物和生成物浓度均减小即反应物和生成物浓度均减小，故反应速率减小故反应速率减小。 答案答案 (1)不变不变 (2)增大增大 (3)不变不变 (4)减小减小 【典例【典例 1】 反应反应 3Fe(s)4H2O(g)= 高温高温 Fe3O4(s)4H2(g)在一可变在一可变容积的密闭容器容积的密闭容器 中进行，试回答：中进行，试回答： 22 完成课前学习 探究核心任务 变式训练变式训练1 用纯净的碳酸钙和稀盐酸反应制取用纯净的碳酸钙和稀盐酸反应制取CO2气体气体。下列措施对改变该反应下列措施对改变该反应 的反应速率几
25、乎没有影响的是的反应速率几乎没有影响的是( ) 改用等浓度的硝酸与碳酸钙反应改用等浓度的硝酸与碳酸钙反应 增大反应体系的压强或减小反应体系的压增大反应体系的压强或减小反应体系的压 强强 改用相同质量粉末状碳酸钙代替块状碳酸钙改用相同质量粉末状碳酸钙代替块状碳酸钙 改用含有相同改用含有相同H 浓度的 浓度的 稀硫酸稀硫酸 A. B. C. D. 23 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 因硝酸与盐酸的浓度相同因硝酸与盐酸的浓度相同，故对反应速率无影响故对反应速率无影响。压强是通过改变气体的压强是通过改变气体的 浓度来改变反应速率的浓度来改变反应速率的，而该反应为固体碳酸钙与液体盐酸的反应而该反
26、应为固体碳酸钙与液体盐酸的反应，反应物中没反应物中没 有气体有气体，故改变压强对该反应的反应速率几乎没有影响；粉末碳酸钙的表面积较故改变压强对该反应的反应速率几乎没有影响；粉末碳酸钙的表面积较 大大，反应速率增大；尽管强调了稀硫酸与原盐酸中的反应速率增大；尽管强调了稀硫酸与原盐酸中的H 浓度相同 浓度相同，但稀硫酸与但稀硫酸与 碳酸钙反应生成的碳酸钙反应生成的CaSO4微溶微溶，覆盖在碳酸钙表面覆盖在碳酸钙表面，从而使碳酸钙与从而使碳酸钙与H 的接触 的接触 面积减小面积减小，导致反应速率减小导致反应速率减小。 答案答案 A 24 完成课前学习 探究核心任务 学习任务二学习任务二、依据依据vt
27、图像理解外界条件对反应速率的影响图像理解外界条件对反应速率的影响 【合作交流合作交流】 1.由右图能否判断反应物和生成物由右图能否判断反应物和生成物、求算平均速率求算平均速率、写出化学方程式写出化学方程式？ 提提示示 能。 由题中图像知，能。 由题中图像知， A 的浓度减小，的浓度减小， B、 C 的浓度增加，的浓度增加， 且比值为且比值为 313，故反应的化学方程式为，故反应的化学方程式为 3AB3C； v(A)(2.4 mol L 1 1.2 mol L 1) 2 min 0.6 mol L 1 min1， ， 则则 v(C)0.6 mol L 1 min1， ，v(B)0.2 mol L
28、 1 min1。 。 25 完成课前学习 探究核心任务 2.在物理学中有在物理学中有svt，s表示位移表示位移，t表示时间表示时间，v表示速度表示速度，试分析图像中阴影部试分析图像中阴影部 分面积的含义分面积的含义。 提示提示 由公式由公式 vc t 变形得变形得 cvt，即图中阴影部分所占的面积相当于时间，即图中阴影部分所占的面积相当于时间 t 内的浓度变化。内的浓度变化。 26 完成课前学习 探究核心任务 【名师点拨名师点拨】 1.非可逆反应全程速率非可逆反应全程速率时间图像时间图像 Zn与足量盐酸反应与足量盐酸反应，反应速率随时间的变化情况出现如图情况反应速率随时间的变化情况出现如图情况
29、。 原因是：原因是：AB段段，因反应为放热反应因反应为放热反应，随反应进行随反应进行，温度升高温度升高，导致反应速率增导致反应速率增 大；大；BC段段，则主要因为随反应的进行则主要因为随反应的进行，溶液中溶液中H 减小 减小，导致反应速率减小导致反应速率减小。 27 完成课前学习 探究核心任务 2.可逆反应的速率可逆反应的速率时间图像时间图像 平衡体系平衡体系 条件变化条件变化 速率变化速率变化 平衡变化平衡变化 速率变化曲线速率变化曲线 任一平衡任一平衡 体系体系 增大反应物的增大反应物的 浓度浓度 v正 正、 、v逆 逆均增大，且 均增大，且v正 正v逆逆 正向移动 正向移动 减小反应物的
30、减小反应物的 浓度浓度 v正 正、 、v逆 逆均减小，且 均减小，且v逆 逆v正正 逆向移动 逆向移动 增大生成物的增大生成物的 浓度浓度 v正 正、 、v逆 逆均增大，且 均增大，且v逆 逆v正正 逆向移动 逆向移动 减小生成物的减小生成物的 浓度浓度 v正 正、 、v逆 逆均减小，且 均减小，且v正 正v逆逆 正向移动 正向移动 28 完成课前学习 探究核心任务 正 反 应 方 向正 反 应 方 向 为 气 体 体 积为 气 体 体 积 增 大 的 放 热增 大 的 放 热 反应反应 增大压强或升增大压强或升 高温度高温度 v正 正、 、v逆 逆均增大 均增大， 且且v逆 逆v正正 逆向移
31、动逆向移动 减小压强或降减小压强或降 低温度低温度 v正 正、 、v逆 逆均减小 均减小， 且且v正 正v逆逆 正向移动正向移动 任 意 平 衡 或任 意 平 衡 或 反 应 前 后 气反 应 前 后 气 体 系 数 和 相体 系 数 和 相 等的平衡等的平衡 正催化剂或增正催化剂或增 大压强大压强 v正 正、 、v逆 逆同等倍数 同等倍数 增大增大 平衡不移动平衡不移动 负催化剂或减负催化剂或减 小压强小压强 v正 正、 、v逆 逆同等倍数 同等倍数 减小减小 29 完成课前学习 探究核心任务 图为反应体系中反应速率随时间变化的情况图为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且且t2、t3、t4
32、各改变一种不同的条件各改变一种不同的条件 。 (1)t3时改变的条件为时改变的条件为_，t4时改变的条件为时改变的条件为_。 (2)a_(填填“”或或“v(逆逆)可知正反应吸热可知正反应吸热，H0。 答案答案 (1)减小压强或使用负催化剂减小压强或使用负催化剂 升高温度升高温度 (2) 31 完成课前学习 探究核心任务 (1)反应反应 t1时刻改变的条件为时刻改变的条件为_。 t2时刻改变的条件为时刻改变的条件为_。 (2)反应反应 t1时刻改变的条件为时刻改变的条件为_。 t2时刻改变的条件为时刻改变的条件为_。 变式训练变式训练 2 对于对于N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0，其中，其中 vt 图像为图像为 32 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 t1时刻速率增大时刻速率增大，说明是升温或增大压强说明是升温或增大压强，而而t2时刻速率又减小时刻速率又减小，说明是说明是 降温或减小压强降温或减小压强。 答案答案 (1)增大压强增大压强 降低温度降低温度 (2)升高温度升高温度 减小压强减小压强 33 本节内容结束
