师：同学们好，这节课我们继续学习影响反应速率的条件。首先，老师带着大家回顾上节课的知识点。通过上节课的学习，我们知道影响化学反应速率的条件有浓度和压强。那同学们还记得浓度对化学反应速率影响的结论吗？
生：增大反应物的浓度可以增大反应速率，减小反应物的浓度可以降低反应速率。
师：非常好。课本上是以酸性高锰酸钾溶液与草酸的反应为例，来探究浓度对化学反应速率影响的结论，并且借助简化的有效碰撞模型对此进行了解释。假设这里有一个单位体积的容器，在容器内有20个分子，其中红色小球代表能量比较高的活化分子，有5个，很容易算出活化分子百分数为25% 。如果将浓度增大一倍，增大浓度后，单位体积内分子总数将变为40，活化分子总数将变为10，而活化分子百分数仍然为25% 。虽然活化分子百分数没有变化，但是单位体积内活化分子总数增加，使得有效碰撞几率增大，反应速率加快。这就是浓度对化学反应速率影响的解释。那压强对反应速率影响的结论又是什么呢？
生：对于有气体参加的反应，增大压强速率加快，减小压强速率减慢。
师：没错。同样，课本上也借助简化的有效碰撞模型对此进行了解释。假设这里有一个单位体积的容器，容器内分子总数为20，红色小球代表的活化分子总数为5，那么活化分子百分数为25% 。当把容器体积压缩一半，压强增大一倍，加压后单位体积内分子总数还是20吗？
生：不是，分子总数应该是40，活化分子总数也应该变为10，但是活化分子百分数仍然为25% 。
师：对啦。我们再次发现，因为单位体积内活化分子总数增加，使得单位体积内有效碰撞几率增大，反应速率加快。这就是上节课所学的压强对反应速率的影响。下面请大家看这幅图，生活中我们常把食物放在冰箱里保存，这是为什么呢？
生：因为降温能减慢食物的腐败速率，延长食物的保鲜期。
师：从这里我们可以猜想到，温度对化学反应速率应该是有影响的。那大家能猜测一下温度对化学反应速率影响的结论是什么吗？
生：升高温度应该能够加快化学反应的速率，降低温度应该能够减慢化学反应的速率。
师：事实是不是这样呢？我们通过一个实验来验证。课本上选择硫代硫酸钠溶液和稀硫酸之间的反应，来探究温度对反应速率的影响。下面大家看这个实验：温度对化学反应速率的影响。在两只编号为1的试管中，各加5毫升硫代硫酸钠溶液；在两只编号为2的试管中，各加5毫升硫酸溶液。试管1和试管2各取一支放入冷水中，另一组放到热水中，热水温度为56.8摄氏度，冷水温度为14.8摄氏度。分别将冷水和热水中的溶液混合静置，经热水加热的溶液先变浑浊。通过实验我们发现，经56.8摄氏度热水水浴的硫代硫酸钠和硫酸反应时先变浑浊，经14.8摄氏度冷水水浴的硫代硫酸钠与硫酸溶液反应时后变浑浊。老师分别测得了它们变浑浊时所需要的时间，冷水14.8摄氏度水浴时变浑浊需要55秒，而56.8摄氏度的热水水浴后的混合溶液发生反应时只需要15秒就变浑浊。这意味着升高温度能加快化学反应的速率。所以我们很容易得到温度对化学反应影响的结论，那就是升高温度反应速率加快，降低温度反应速率减慢，和刚才的猜想一致。那能用简化后的有效碰撞模型来对温度产生的影响进行解释吗？同样，老师假设这里有一个单位体积的容器，里面分子总数为20，活化分子总数为5，活化分子百分数为25% 。下面对该容器进行加热操作，一段时间之后，我们发现在分子总数不变的情况下，单位体积内活化分子总数变为了12个，那活化分子百分数增大为60% 。由此我们可以看到，升高温度，在不改变单位体积内分子总数的情况下，能增大活化分子总数，同时也增大了活化分子百分数。单位体积内活化分子总数增多，使得有效碰撞几率加大，化学反应速率加快。这就是从简化后的有效碰撞模型来理解温度对化学反应速率产生的影响。人们利用反应速率受外界条件影响的规律，来调控生活和生产中遇到的一些反应，比如合成氨工业，采用500摄氏度和二十到五十兆帕的压强，就是通过升温和加压来加快氮气与氢气合成氨的反应速率。那同时我们这里还能看到，合成氨工业的生产条件中，还使用到了铁触媒做催化剂，那这里为什么要用铁触媒做催化剂呢？
生：我们知道催化剂也能对反应速率造成影响。
师：没错，那催化剂会对反应速率造成什么样的影响呢？我们借助大家熟悉的一个实验来判断催化剂对反应速率产生的影响。请看实验：催化剂对化学反应速率的影响。在一支试管中取适量的过氧化氢溶液，将一端沾有二氧化锰的小木棒插入过氧化氢溶液中，可以看到过氧化氢溶液中产生大量气泡，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解速率明显加快。上面的实验有力地证明了催化剂能加快化学反应的速率。这就是催化剂对化学反应速率影响的结论，催化剂能加快化学反应速率。那我们如何理解催化剂对化学反应速率的影响呢？这里老师构建了一个模型，假设这里有三个颜色不同的小球，分别代表它们能量的差异，灰色小球能量最低，蓝色小球能量居中，红色小球能量最高。如果要想让这三个小球从A点到B点，它们必须要越过这个山坡，其中因为能量的差异，导致它们的情况不一样。我们来看动画演示，这里我们可以发现，只有能量较高的红色小球顺利地跨过了山坡，从A点到达了B点，而蓝色小球和灰色小球在半山坡的时候又回来了，因为它们的能量不够。那么这里有没有一种办法能够让能量居中的蓝色小球也从A点到达B点呢？
生：想到一种办法，搭一条隧道。
师：对啦，看动画演示，我们会发现，不仅仅原本红色的小球从A点到达了B点，蓝色小球也从A点到达了B点。这里的搭隧道就跟我们化学反应中使用催化剂的道理相同，因为催化剂能够降低反应所需要的活化能，让原本一部分非活化分子变为了活化分子，使得单位体积内活化分子总数增多，有效碰撞几率就增大，因此化学反应速率就加快。所以催化剂对化学反应速率影响，我们也可以使用简化的有效碰撞模型来加以解释，那就是使用催化剂，降低反应所需要的活化能，在单位体积内分子总数不变的情况下，活化分子总数增多，活化分子百分数也增大，因此单位时间单位体积内有效碰撞次数就增多，化学反应速率加快。这就是催化剂对化学反应速率的影响。那么一个化学反应会不会只有一种催化剂呢？我们下面通过一个实验来寻找这个问题的答案。不同催化剂催化效果比较：在两只试管中，各加入2毫升5%的过氧化氢溶液，在其中一支试管中加入约1毫升0.1摩尔每升的硫酸铜溶液，另一支试管中加入约1毫升0.1摩尔每升的氯化铁溶液，振荡后静置，加有氯化铁溶液的试管中产生气泡较快。通过实验我们发现，在过氧化氢的分解反应中，0.1摩尔每升的三氯化铁溶液催化效果比0.1摩尔每升的硫酸铜溶液要好。因此我们可以得到一个结论，在一个具体的反应中，不同的催化剂，它的催化效果不一定相同。因此去寻找高效的催化剂就成为科学家们研究的一个重要方向。提到高效催化剂，可能有同学马上想到我们生物上面所讲到的酶。不错，酶作为催化剂，它具有高效性、专一性和多样性的特点。下面我们再通过一个实验来体会一下酶作为催化剂的高效性。请看实验：比较硫酸溶液、唾液对淀粉水解的催化效果。取两支试管，各加入5毫升淀粉溶液和两滴碘水，向其中一支试管中加入约1毫升2摩尔每升的硫酸溶液，向另一支试管中加入约1毫升唾液，振荡，加唾液的试管中溶液蓝色很快褪去。通过上面的实验，我们发现硫酸溶液在催化淀粉水解时，速率远没有唾液的催化效果好，那是因为唾液中有唾液淀粉酶，它能加速淀粉的水解，所以使得溶液的蓝色褪去。通过催化剂的学习，我们知道同一反应有不同的催化剂，并且它们的催化效果不一样。那会不会有同一个催化剂对不同的反应具有不同的催化效果呢？这个问题在我们课本上面有介绍，那就是催化剂的选择性。什么是催化剂的选择性呢？我们来看一看，对于一组给定的反应物，若能同时发生多个反应，理想的催化剂可以大幅提高目标产物在最终产物中的比例，这种特性就称之为催化剂的选择性。为了帮助大家理解催化剂的选择性，老师节选了一道例题，我们一起来看一看。研究表明，二氧化碳和氢气在相同条件下能同时发生两个平行反应，1摩尔的二氧化碳与3摩尔的氢气生成1摩尔甲醇跟1摩尔的水，1摩尔的二氧化碳跟1摩尔的氢气生成1摩尔的一氧化碳和1摩尔的水。催化剂A和催化剂B对这两个反应均具有催化能力，在相同压强下，经相同反应时间测得如表实验数据。我们分析一下，表格中可以发现，在相同的温度下，催化剂A和催化剂B对甲醛的选择性不同，催化剂A的选择性为42.3% ，催化剂B的选择性为72.7% 。这意味着催化剂A在催化上述两个反应时，甲醇在最终产物中所占的比例为42.3% ，如果选择催化剂B，这个时候甲醇在最终产物中所占的比例为72.7% 。问题来了，表中的实验数据表明，在该温度压强下，哪种催化剂对二氧化碳转化成甲醛的选择性更好？