高二化学影响化学反应速率的因素教案 苏教版

高二化学影响化学反应速率的因素要点：1 浓度对反应速率的影响2 压强对反应速率的影响3 温度对反应速率的影响4 用碰撞理论解释以上影响因素5 催化剂对反应速率的影响及理论解释6 其它因素对反应速率的影响【引入】图片演示各种快慢不同的反应：石油、煤等化石燃料的形成，食物的变质，钢铁的生锈，燃料的燃烧在生活中我们会接触到很多化学反应，这些反应有的很快，比如燃料的燃烧，爆炸几乎是在瞬间进行的；而有的反应稍微慢点，比如钢铁生锈，食物的变质可能需要半天到一天，甚至更长时间；还有些反应更慢，比如石油、煤等化石燃料的形成需要上百万年才能完成。【问】那么为什么会这样呢？你认为决定这些反应快慢的根本原因是什么？是反应物本身的性质【板书】一 影响反应速率的根本原因【设问】反应物本身的性质，我们一般较难改变。但是，生活中我们又不得不去改变一些反应的速率，比如夏天食物容易变质，我们可以将食物放到冰箱里，以防止食物变质。这是改变了什么？使这个反应速率变慢了。温度【学生一起回答】【问】你知道还有哪些方法也可以改变反应速率吗？【过渡】同学们讲了很多例子，看来除了内因之外，还有很多外部因素对反应速率也有影响，如温度、浓度、催化剂等。这些因素对反应速率有什么影响？又是怎样来影响反应速率的？这节课我们就要一起来解决这些问题。【板书】二 影响反应速率的外部因素下面我们就逐一来研究这些因素是如何影响反应速率的。1 浓度对反应速率的影响（1）【实验探究】请各小组在实验盘里选用适当的药品及仪器，设计一个实验，来说明浓度对反应速率有何影响。【原理】NaHCO3 HCl NaCl CO2 H2O【仪器及药品】锥形瓶，NaHCO3粉末，1.0 mol/L HCl，0.1 mol/L HCl，气球【装置】【实验步骤】在两个大小相同的气球中各放入2.0g碳酸氢钠粉末。取两只同样大小的锥形瓶，向其中一只加入50mL1.0 mol/L盐酸，向另一只锥形瓶加入50mL 0.1 mol/L 盐酸。然后在锥形瓶瓶口套上上述两个气球，同时将气球中的碳酸氢钠粉末加入到锥形瓶中，观察并比较气球膨胀的速率和膨胀体积的大小。【实验现象】【实验结论】其它条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增率；减小反应物的浓度，反应速率减小。【问】那么为什么增大反应物浓度反应速率就会增大呢？根据以下信息，你能不能找到答案？【信息提示】碰撞理论碰撞理论是一种较直观的反应速率理论。该理论认为，反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应，反应速率的大小与单位时间内反应物分子间的碰撞次数成正比。但是，不是每次碰撞都能发生反应。能发生反应的碰撞称为有效碰撞。有效碰撞必须满足两个条件：一是发生碰撞的分子具有较高的能量，二是分子在一定的方向上发生碰撞。在化学反应中能量较高、可能发生有效碰撞的分子称为活化分子。活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能。上述理论可简单表示为：有效碰撞能量升高普通分子 活化分子 发生化学反应 kN(有效碰撞)【学生回答教师补充总结】（2）理论解释：增加反应物的浓度时，单位体积内反应物的活化分子数目增多，发生有效碰撞的次数增多，所以反应速率增大。【问】物质的浓度如何来改变呢？溶液中溶质的浓度如何改变？固体和纯液体的浓度能否改变？一定容器内气体物质的浓度又如何改变呢？【学生讨论】一定温度下固体和液体的浓度一般认为是定值，一定容器内气体物质可通过改变压强来改变浓度。【问】通过刚才的学习我们已经知道改变浓度可以改变反应速率，那么结合你对改变浓度的方法，你能进一步得出什么结论呢（提示：压强与反应速率有何关系）？2 压强对反应速率的影响【学生回答教师补充总结】（1）改变压强只能改变有气体参与的反应的速率（2）压强对反应速率的影响实际上是通过改变反应物的浓度来影响反应速率的【问】那么改变气体的压强是否一定能改变反应速率呢？我们看下面这个反应，已知反应H2 (g)+ I2 (g)= 2HI(g) ，采取下列措施对反应速率有何影响？为什么？1 若该反应在体积一定的密闭容器内进行，向容器中充入一定体积的H2来增大体系压强。定容体系2 若该反应在一定温度下，一个带有可自由移动的活塞的容器内进行，向容器中充入一定体积的H2。恒温定压体系3 若该反应在体积一定的密闭容器内进行，向容器中充入一定体积的N2来增大体系压强定容体系充入无关气体。4 若该反应在一定温度下，一个带有可自由移动的活塞的容器内进行，向容器中充入一定体积的N2。恒温定压体系充入无关气体【过渡】所以，要判断压强如何来改变反应速率，首先要判断的是压强如何来改变气体反应物的浓度。因为压强对反应速率的影响实际上是通过改变反应物的浓度来影响反应速率的。而增加反应物的浓度时，反应速率增大是由于单位体积内反应物的活化分子数目增多，发生有效碰撞的次数增多。那么有没有其他方法来增加有效碰撞的次数呢？因为kN(有效碰撞)，只要有效碰撞的次数增加，反应速率就会增大。【学生讨论】增大分子的运动速率【问】那有什么方法能增大分子的运动速率呢？【学生回答】升高温度。下面就请你设计一个实验来证明一下你的猜测3 温度对反应速率的影响【实验探求】请各小组在实验盘里选用适当的药品及仪器，设计一个实验，来说明温度对反应速率有何影响。【实验步骤】取三只试管，向试管中分别加入2 mL 0.01mol/L KMnO4酸性溶液，再向试管中分别加入2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液。将其中一支试管放入冰水中，一支试管放在约80的热水中，另一只试管置于室温下。【实验原理】2KMnO4 5H2C2O4 3H2SO4 K2SO4 2MnSO4 10CO2 8H2O【实验现象】【实验结论】在其他条件相同时，升高温度，绝大多数化学反应的反应速率增大；降低温度，反应速率减小。【问】实验结论说明同学们的猜测是正确的，升高温度确实增大了分子的运动速率，使分子发生有效碰撞的次数增多从而增大反应速率。其实升高温度还有一个因素也能增大反应速率，请你结合信息提示，找出这个因素，并用分子碰撞理论解释温度对反应速率的影响。【理论解释】温度升高时，使得分子的能量增大，这样就使活化分子数目增多；同时，升高温度还增大了分子的运动速率，所以使分子发生有效碰撞的次数增多，从而增大反应速率。【过渡】根据前面所学，我们知道H2O2可以分解产生氧气，要加快这个反应的速率有什么方法？ 【学生回答】使用催化剂（MnO2粉末）5 催化剂对反应速率的影响【实验探求】请各小组在实验盘里选用适当的药品及仪器，设计实验，比较增大浓度，升高温度，加催化剂对反应速率的影响来说明催化剂对反应速率有显著影响。【实验步骤】向A、B、D 三支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，再向试管中分别加入23滴洗涤剂。将试管A中放入热水中入，向试管B中加入少量MnO2粉末（分三组，其他组加入FeCl3溶液或新鲜的动物肝脏），向C试管中加入等体积10%的H2O2溶液，D试管留作比较用。【实验原理】【实验现象】【实验结论】催化剂能显著增大反应速率。 【问】你知道为什么催化剂能显著增大反应速率吗？【学生回答】【设问】使用催化剂既不能增加单位体积内的分子数目，也不能增加分子的运动速率，也不能增加分子的能量，那么，使用催化剂是如何来增大反应速率的呢？请你阅读课本36页有关内容回答。【信息提示】过渡态理论过渡态理论是另一种常用的反应速率理论，反应物转化为生成物的过程中要经历能量较高的过渡状态。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。如下图所示：其实过渡态理论对化学反应的描述就像下图中的情况：【学生讨论回答】催化剂是通过降低反应所需的活化能来增大反应速率的。【问】在有的情况下，我们需要减慢化学反应速率，此时往往使用阻化剂，请大家思考，阻化剂降低化学反应速率的原理是什么？【学生回答】增大活化能【拓展视野】刚才我们用到的动物肝脏，其中真正起作用的其实是肝脏中的过氧化氢酶。在我们人体内有很多反应都是在酶的催化作用下进行的。【问】酶到底是一种什么物质？它的催化作用有什么特点？酶是一种生物催化剂酶催化的特点：高效性、专一性/特殊的温度效应【问】你知道为什么酶的催化作用具有高度的专一性？酶的催化作用就像是一把钥匙配一把锁，所以具有高度的专一性。【学生课后思考】催化剂能不能改变生成物的量呢？催化剂本身是否参与反应？6 其它因素对反应速率的影响【问】除了上面我们讲到