《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修1人教版》

5.利用碰撞理论解释影响化学反应速率的因素
(1)有效碰撞
基元反应发生的先决条件是反应物分子必须发生碰撞，并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应，我们把能够发生化学反应的碰撞叫作有效碰撞。
(2)活化分子和活化能
①活化分子：是指发生有效碰撞时具有足够的能量的分子。
②活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差。
③化学反应中反应物、生成物的能量与活化能的关系：

$E_{1}$表示正反应的活化能，$E_{2}$是活化分子变成生成物分子放出的能量，$E_1 - E_2$表示反应热，即$\Delta H =$$E_1 - E_2$。
特别提醒 从微观角度分析，正反应的活化能可以理解为旧键断裂吸收的总能量，活化分子变成生成物分子放出的能量可以理解为新键生成放出的总能量。
(3)活化能与化学反应速率的关系
活化能越大，反应速率越小；活化能越小，化学反应速率越大。
促进理解 可以把活化能想象成“门槛”，“门槛”越低，跨过“门槛”需要的能量越低，反应越容易，化学反应速率越快。反之，活化能越大，化学反应速率越慢。
(4)快反应、慢反应以及决速步骤
在某个化学反应历程的所有基元反应中，活化能大的基元反应，化学反应速率慢，称之为慢反应；活化能小的基元反应，化学反应速率快，称之为快反应；整个反应的快慢取决于最慢的那个反应，该基元反应称为该反应的决速反应，也称决速步骤。

答案： 5.
(1)反应物分子必须发生碰撞 有效碰撞
(2)足够的能量 平均能量 平均能量 活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量$E_1 - E_2$ $E_1 - E_2$
(4)大 慢 小 快 最慢

1. 当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时才能发生化学反应。 (√)
2. 活化能大的反应一定是吸热反应。 (×)
3. 活化能越高，反应越难发生，反应速率越慢。 (√)

答案： 1.√ 2.× 3.√

基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到反应产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。例如，一溴甲烷与$NaOH$溶液反应的过程可以表示为${CH_{3}Br + OH^{-} \longrightarrow [Br·s CH_{3}·s OH] \longrightarrow Br^{-} + CH_{3}OH}$。

过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能，基元反应的活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢。请用有效碰撞理论解释原因。

答案： 提示：活化能大时，反应物分子不易成为活化分子，很少发生有效碰撞，反应不易发生。

某同学设计以下实验探究外界条件对化学反应速率的影响，已知${Na_{2}S_{2}O_{3} + H_{2}SO_{4} = Na_{2}SO_{4} + S\downarrow + SO_{2}\uparrow + H_{2}O}$。根据表中数据判断，下列说法错误的是 (B)


A.$x = 5$、$y = 0$、$z = 0$
B.$t_{1} ＞ t_{2} ＞ t_{3} ＞ t_{4}$
C.实验Ⅰ、Ⅱ可用于探究浓度对化学反应速率的影响
D.实验Ⅰ、Ⅲ可用于探究温度对化学反应速率的影响

答案： B 实验Ⅱ和实验Ⅰ相比较，变量为$\mathrm{Na_2S_2O_3}$的浓度，其他量均相同，由于溶液的总体积应为$20\ \mathrm{mL}$，则加入$\mathrm{H_2O}$的体积为$5\ \mathrm{mL}$，则$x = 5$，同理，$y = 0$，$z = 0$，A正确；温度越高，浓度越大，反应速率越快，实验Ⅳ的反应速率最快，实验Ⅲ与实验Ⅰ中$\mathrm{Na_2S_2O_3}$的浓度相同，但实验Ⅲ中的温度又比实验Ⅰ高，因此反应速率：Ⅲ＞Ⅰ，实验Ⅰ中$\mathrm{Na_2S_2O_3}$的浓度比实验Ⅱ大，反应速率：Ⅰ＞Ⅱ，则出现浑浊需要的时间：$t_2 ＞ t_1$，B错误；实验Ⅰ、Ⅱ中$\mathrm{H_2SO_4}$的浓度均相同，只有$\mathrm{Na_2S_2O_3}$的浓度不同，可用于探究浓度对化学反应速率的影响，C正确；实验Ⅰ、Ⅲ中$\mathrm{Na_2S_2O_3}$、$\mathrm{H_2SO_4}$浓度都相同，温度不同，可用于探究温度对化学反应速率的影响，D正确。