第二节 影响化学反应速率的因素
一、教材分析
本节课起着承上启下的作用，绪言中介绍的碰撞理论可以用来解释外界条件对化学反应速率的影响。学生对外界条件对化学反应速率的影响的进一步理解又为后续化学平衡的学习奠定了理论基础。同时本节课是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识，与我们每个人息息相关。使学生进一步体会化学学习的实用价值。 二、教学目标 1、知识与技能
理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响 。
能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。 2、过程与方法
掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法。
通过识别有关化学反应速率与压强、温度或浓度等的图象，提高识图析图能力，培养从图象中挖掘化学信息的能力。 3、情感态度价值观
学习实验探究的基本方法，发展学生学习化学的兴趣，培养观察和动手实验的能力。 三、教学重点
化学反应速率的影响因素。 四、教学难点
化学反应速率的影响的原因。 五、教学方法
讲解、对比、归纳。 六、学情分析
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七、教学过程
教学步骤、内容 【引入】提出几个问题以引起学生思考： 1. 我们能够计算出一个化学反应的速率，能否改变化学反应速率呢？ 2. 影响化学反应速率的主要因素是什么？我们人类能否控制这个因素？ 3. 我们能否通过改变外在条件来改变化学反应的速率呢？试根据日常生活经验举例说明。 【活动】学生阅读第一自然段后回答： 化学反应速率与分子间的有效碰撞有关，因此所有改变内能、运动速率以及碰撞几率的条件，都可改变控制反应速率。如加热、搅拌、增大反应物浓度，都是我们已经用过的方法。日常生活中汽车加大油门、向炉膛鼓风、温水发酵、用煤粉代替煤块等，都是改变化学反应速率的方法。 【知识回顾】有效碰撞理论 1、有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞 化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。反应物分子之间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生，多数碰撞并不能导致反应的发生，是无效碰撞。 碰撞的频越高，则化学反应速率就越大。研究发现，只有既具有足够的能量又有合适的碰撞取向的分子碰撞，才是有效碰撞。有效碰撞是发生化学反应的充分条件。 投篮中的两个条件：一是运动员应具有足够的能量，二是应有合适的取向。有效碰撞的道理即是如此。 2、活化能和活化分子 (1) 活化分子(activated molecule)：能够发生有效碰撞的分子。活化分子之间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们能量高，发生碰撞时，能够克服相撞分子之间的排斥力，破坏分子内部原子间的“结合力”，从而导致反应物分子破坏，重新组合生成物分子，发生化学反应 (2) 活化能(activation energy)：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。 如上图中的E1是反应的活化能，E1-E2是反应热。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子
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教学方法
活化 普通分子+活化能去活化 活化分子 活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。 (3) 活化能与化学反应速率：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。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，化学反应速率就越快。 活化能低撞次数多普通分子易变成活化分子反应速率快 活化分子百分数大有效碰利用有效碰撞理论可以解释外界条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响。 【讲解】影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，是内在因素，我们人类是不能改变这个因素的。因此我们应尊重这个自然规律。但是，当一个反应确定之后，我们可以尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率，使它按着我们人类需要的速率进行。 【板书】第二节 影响反应速率的因素 一、浓度对化学反应速率的影响 【提问】浓度是怎样影响化学反应速率的？ 【学生活动】通过演示实验来观察化学反应的进行。 回顾过去已有的化学知识和所掌握的实验事实。 【投影】实验2-2：在温度不变的情况下，0.01mol/L KMnO4溶液与不同浓度的的H2C2O4 溶液反应的对比实验。 注意事项： KMnO4溶液的浓度不要太大，否则溶液颜色过重，需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。配制成0.01 mol/L比较合适。KMnO4溶液要用硫酸酸化。 实验现象：溶液均为由紫色褪为无色。0.2mol/L的H2C2O4褪色更快。 化学反应方程式：2KMnO4+5H2C2O4 +3H2SO4= K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 实验结论：其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率加快，减小反应物浓度反应物速率减小。 【思考与交流】在上述实验中，为什么实验开始时溶液褪色较慢，随后褪色加快？ 【实验探究】在两支试管中各加入4 mL 0.01mol/L H2C2O4 溶液；再向其中一支试管加入一粒黄豆大的MnSO4固体。 实验现象：两支试管中溶液均褪色，加入Mn
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的褪色更快些 结论：Mn对该反应有催化作用。在实验1中实验开始时溶液褪色较慢，由于反应中生成Mn具有催化作用，随后褪色会加快 【板书】当其它条件不变时，增加反应物的浓度增大反应速率。减小反应物的浓度反应速率减慢。 【思考】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？ 【讲解】在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。当增加反应物的浓度时，活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。 【讲解】还需要补充的是，固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。 【过渡】压强是怎样对化学反应速率进行影响的？ 【板书】二、压强对化学反应速率的影响 【讲解】当增大压强时，固态、液态物质体积基本不变，浓度也不变，反应速率也不变。对于气体来说，增大压强，体积减小，浓度增大，因而反应速率也增大。 【思考】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？ 【讲解】一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。 【投影】 2＋2＋ 【讲解】压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。 【板书】其它条件不变的情况下，对于气体来说，增大压强反应速率增大，减小压强反应速率减小。 【过渡】温度是怎样对化学反应速率进行影响的？ 【板书】三、温度对化学反应速率的影响 【投影】实验2-3：10ml同浓度的Na2S2O3溶液分别在不同温度下与0.1mol/L的硫
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酸10ml反应的对比实验 实验现象：加热的一组首先出现浑浊。 化学方程式：Na2S2O3 +H2SO4 == Na2SO4 +SO2↑+S↓+H2O 实验结论：其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度速率减慢。 【科学探究】已知4H+4I+O2 == 2I2 +2H2O ，现有1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液和淀粉溶液，请探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系。 试剂种类及用量 实验温度 试剂加入顺序及理由 实验现象 结论 2 mL KI溶液、2滴 淀粉溶液、2 mL 稀硫酸 室温 冰水混合物 ＋―分别向2 mL KI溶液滴加2滴淀粉溶液后，再分别加入2 mL 稀硫酸。因为在不加酸的情况下，O2不能氧化I 室温的一组溶液快出现蓝色 其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度反应速率减慢 ―【板书】在其它条件不变的情况下，升高温度化学反应要加快，降低温度，化学反应减慢。 【思考】为什么升高温度会使反应速率加快？ 【讲解】当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。 【投影】 分子百分数加热后E能量 【讲解】上述结论，对于吸热和放执反应都适用。一般地，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更易于控制，是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。 【过渡】催化剂是怎样影响化学反应速率的？ 【板书】四、催化剂对化学反应速率的影响 【投影】实验2-4：过氧化氢分解的对比实验 5
实验步骤：在锥形瓶中中分别加入10mL 质量分数 10%的H2O2 ，双孔塞上插有短导管和漏斗，短导管里插有带余烬的木条。开始时余烬没有明显变化，经漏斗向锥形瓶内加入少量MnO2后，试管中迅速产生大量气泡，余烬复燃。 化学方程式：2H2O2 2H2O + O2↑ MnO2 实验结论：催化剂能加快化学反应速率。 【板书】催化剂能够改变化学反应速率。 【讲解】能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。在实际应用中。如不特别说明，凡是催化剂都是指正催化剂。 【投影】 活化能没加催化剂活化分子变成生成物分子放出的能量能量E1活化分子E2反应热生成物反应物加了催化剂反应过程 【讲解】当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。 【讲解】约85%的化学反应需使用催化剂，在使用催化剂时应防止催化剂中毒。 【科学探究】在两支试管中分别加入2 mL 5% H2O2溶液，再向H2O2溶液中分别滴入0.1 mol/L FeCl3和CuSO4 溶液各1 mL ，摇匀，比较H2O2的分解速率 实验现象：两支试管中均有细小的气泡产生，滴入FeCl3溶液产生的气泡更快些 实验结论：催化剂是具有选择性。 【讲解】催化剂有选择性，不同的反应需要不同的催化剂，且具有一定的活化程度，催化剂不同，活化温度不同 【总结】增大浓度，增加压强、升高温度、加入催化剂都能增大反应速率。 【随堂练习】 1、 从下列实验事实所引出的相应结论正确的是( AC )
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选项 实验事实 A 结论 其他条件相同时，Na2S2O3溶液浓度增大，当其他条件不变时，增大反析出硫沉淀所需的时间越短 在化学反应前后，催化剂在质量和化学性质都没有发生改变 H浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒如出反应 在容积可变的密闭容器中发生反应H2 ＋应物浓度化学反应速率加快 催化剂一定不参与化学反应 B C 反应开始时速率相同 D (g) +I2(g) 一倍 正反应速率越快，逆反应速 2HI(g)，把容积缩小率不变 2、在锌与某浓度的盐酸起反应的实验中，一个学生得到下面的结果： 序号 A B C D E F G 锌的质量/g 2 2 2 2 2 2 2 锌的形状 薄片 薄片 薄片 薄片 薄片 颗粒 粉末 温度/℃ 5 15 25 30 35 15 15 完全溶解于酸的时间/s 400 200 100 t 1 50 t 2 t 3 则下列说法正确的是( B) A、t 1==75a B、t2>200 >t3 C、单位时间内消耗的锌的质量mG>mF>mB D、以上说法都正确 知 识 结 构 与 板 书 设 计 第二节 影响反应速率的因素 一、浓度对化学反应速率的影响 当其它条件不变时，增加反应物的浓度增大反应速率。减小反应物的浓度反应速率减慢。 二、压强对化学反应速率的影响 其它条件不变的情况下，对于气体来说，增大压强反应速率增大，减小压强反应速率减小。 三、温度对化学反应速率的影响 在其它条件不变的情况下，升高温度化学反应要加快，降低温度，化学反应减慢。 四、催化剂对化学反应速率的影响 7
催化剂能够改变化学反应速率。 教学反思：
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