化学反应速率(第2课时-影响化学反应速率的因素)(教案)-2024-2025学年高二化学同步备课系列

2.1.2化学反应速率（第2课时）一、核心素养发展目标1.宏观辨识与微观探析：通过实验，从宏观上认识外界因素影响化学反应速率的规律，并能从活化分子的有效碰撞等微观的角度进行分析解释。2.证据推理与模型认知：建立分析探究外界因素影响化学反应速率的思维模型，即“实验现象→影响规律→理论解释”，促进“证据推理”核心素养的发展。二、教学重难点重点：外界因素影响化学反应速率的规律及微观分析；难点：外界因素影响化学反应速率的微观分析。三、教学方法实验探究法、总结归纳法、分析法、推导法等四、教学过程【导入】思考：能否人为控制化学反应速率？【投影】灯泡、冰箱、矿石【问】1、灯泡为何抽成真空？2、食物为何放入冰箱？3、矿石为何粉碎？【生】延长灯丝使用寿命；减慢食物腐败速度；增大接触面积，从而加快反应速率【问】由此可见，可以人为控制化学反应速率，影响化学反应速率的因素有哪些？【生】有内因和外因，外因主要是温度、催化剂、浓度、接触面积。【问】如何探究化学反应速率的影响因素？【生】控制变量法【展示】浓度对反应速率的影响实验视频实验现象：试管内产生气泡速率：1.5mol/L的盐酸>1mol/L的盐酸>0.5mol/L的盐酸实验结论：增大反应物浓度能加快化学反应速率【讲解】理论和实验研究表明，其他条件相同时，增大反应物的浓度，反应速率增大；减小反应物的浓度，反应速率减小。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。【展示】投篮不中的图片【问】这两种情况为何投篮不中？【生】力量不够、取向不好。【讲解】有效碰撞必须满足的条件：发生碰撞的分子具有足够高的能量、分子在一定的方向上发生碰撞；活化分子：化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞的分子活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。【展示】活化分子相关动画【讲解】当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，反应物发生有效碰撞的次数增多，反应速率增大。【讲解】基元反应：通过碰撞一步直接转化为产物的反应。例如：NO2+CO==NO+CO2反应过程中没有任何中间产物生成每个基元反应都有对应的活化能，反应的活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例也就越小，化学反应速率越小。因此，化学反应速率的理论只适用于基元反应。【问】有气体参加的反应，压强改变，化学反应速率如何变化？【展示】压强变化对化学反应速率的影响动画【生】压强增大，体积减小，反应物浓度增大，反应速率增大；压强减小，体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。【讲解】压强增大，体积减小，反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞几率增加，反应速率增大。反之，反应速率减慢。【展示】温度对化学反应速率的影响实验操作实验现象溶液紫红色褪去所需时间长短：甲>丙>乙实验结论反应物的温度越高，反应速率越快【讲解】其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。经验规律，温度每升高10K，反应速率增大至原来的2～4倍。温度对反应速率的影响规律：对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。【问】用简单碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响？【生】其他条件相同时，升高温度→单位体积内活化分子数目增多→单位体积内活化分子百分数增多→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。【展示】相关资料催化剂对H2O2分解化学反应速率的影响较高浓度的H2O2在避光条件下的分解速率温度30℃50℃分解速率每年1%每年2%FeCl3可使H2O2在常温下分解。【讲解】过渡态理论：反应物分子并不只是通过简单的碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。更多的化学反应过程分为多步进行例如：2HI===H2+I2第一步：2HI→2I•+H2第二步：2I•→I2基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。有催化剂参与的反应，活化能（Ea1）较小，则反应速率较大；而没有催化剂参与的反应，活化能（Ea2）较大，则反应速率较小。当其他条件相同时，使用催化剂，改变反应历程→活化能降低→活化分子百分数增多→单位体积、单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大注意：1、催化剂对可逆反应的正、逆反应的速率影响相同。2、催化剂有选择性，不同的化学反应的催化剂不相同，催化剂具有一定的活化温度。【展示】不同因素对反应活化能或活化分子的影响动画【讲解】酶的催化作用特点1、高效的催化活性；2、高度的选择性；3、特殊的温度效应。其他因素对化学反应速率的影响如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。【课堂小结】师生共同完成。简单碰撞理论解释反应条件对化学反应速率的影响增大反应物浓度或增大气体压强→单位体积内活化分子数增大→单位时间内单位体积内有效碰撞次数增多升高温度或催化剂→单位体积内活化分子百分数增大→单位时间内单位体积内有效碰撞次数增多→增大化学反应速率【课堂练习】1、某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)ΔH＞0，下列叙述正确的是()A．在容器中加入氩气，反应速率不变B．加入少量W，逆反应速率增大C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小D．将容器的体积压缩，可增大活化分子的