化学反应速率(第2课时 影响化学反应速率的因素)教案

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。

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10 K，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
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（E a1）较小，则反应速率较大；
而没有催化剂参与的反应，活化能（E a2）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，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
答案A
2、下列措施能明显增大化学反应速率的是()
A．钠与水反应增大水的用量
B．将稀硫酸改为98%的浓硫酸与锌反应制取氢气
C．在硫酸溶液与氢氧化钠溶液反应时，增大压强
D．恒温恒容条件下，在合成氨反应中增加氮气的量
答案D。