高中化學 第2章 化學反應的方向、限度與速率 第3節(jié) 化學反應的速率 第2課時 外界條件對化學反應速率的影響課件 魯科版選擇性必修第一冊-魯科版高中第一冊化學課件

1、第第2 2課時課時外界條件對化學反應速率的影響外界條件對化學反應速率的影響知識鋪墊必備知識正誤判斷1. 是影響化學反應速率的主要因素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應的速率大小關系為MgAl。 2.影響化學反應速率的客觀因素有、反應物之間的接觸面積等。 反應物本身的性質(zhì) 濃度壓強溫度催化劑知識鋪墊必備知識正誤判斷一、濃度對化學反應速率的影響在其他條件不變時,增大反應物的濃度可以化學反應速率;減小反應物的濃度可以化學反應速率。 壓強對反應速率的影響是通過改變氣體濃度實現(xiàn)的,故一般意義上增大氣體壓強是指壓縮氣體體積;對于有氣體參加的化學反應,溫度一定時:加快減慢改變不變知識鋪墊必備知識正誤判斷二

2、、溫度對化學反應速率的影響1.基本規(guī)律在其他條件不變時,升高溫度可以化學反應速率;降低溫度可以化學反應速率。 2.化學反應速率與溫度的定量關系(1)經(jīng)驗規(guī)律。對于在中發(fā)生的反應,溫度每升高10 K,反應速率提高到原來的倍。 (2)阿倫尼烏斯公式(經(jīng)驗公式):式中:k為反應速率常數(shù),A為比例系數(shù),e為自然對數(shù)的底,R為理想氣體常數(shù),Ea為。當Ea0時,升高溫度,反應速率常數(shù),化學反應速率隨之。 加快減慢溶液24活化能增大提高知識鋪墊必備知識正誤判斷三、催化劑對化學反應速率的影響1.催化劑:能化學反應速率而在反應前后本身的和不變的物質(zhì)。 2.催化原理(1)催化劑通過參與反應改變、反應的來改變化學反

3、應速率。 (2)催化劑不能改變化學反應的平衡常數(shù),不能改變平衡轉(zhuǎn)化率。3.特點(1)選擇性:只對或某類反應起催化作用。 (2)高效性:可以較大幅度降低反應的,從而 化學反應速率。 改變質(zhì)量化學性質(zhì)反應歷程改變活化能某一反應活化能加快知識鋪墊必備知識正誤判斷判斷下列說法是否正確,正確的打“”,錯誤的打“”。(1)催化劑都不參加化學反應。()(2)升高溫度時,不論正反應是吸熱還是放熱,正、逆反應的速率都增大。()(3)可逆反應中減小產(chǎn)物的濃度可增大正反應的速率。()(4)增大反應體系的壓強,反應速率不一定增大。()(5)增大反應物的濃度,能夠增大活化分子的百分含量,所以反應速率增大。()(6)對于

4、反應2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g),使用催化劑可大大提高生產(chǎn)效率。() 探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測外界條件對反應速率的影響外界條件對反應速率的影響問題探究問題探究生活中我們總是期望有利于我們的反應進行得越快越好,不利于我們的反應進行得盡可能慢一些。那么怎樣才能調(diào)控化學反應速率?影響化學反應速率的因素有哪些? 提示:要調(diào)控化學反應速率就要研究影響化學反應速率的因素。影響化學反應速率的主要因素是反應物本身的性質(zhì),影響化學反應速率的客觀因素有溫度、濃度、壓強、催化劑、接觸面積、光照等。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測深化拓展深化拓展1.濃度對化學反應速率的影響(1

5、)在298 K時,實驗測得溶液中的反應H2O2+2HI = 2H2O+I2在不同濃度時的反應速率如下表所示:探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測分析上表數(shù)據(jù):當c(H2O2)恒定時,隨c(HI)增大,其反應速率增大,若c(HI)增大1倍,其反應速率v也增大約1倍。同理,當c(HI)恒定時,反應速率v與c(H2O2)之間有類似的變化規(guī)律。由以上分析可知,其反應速率v與c(H2O2)c(HI)成正比,上述反應在不同濃度時的反應速率的數(shù)學表達式可寫為v=kc(H2O2)c(HI)。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測(2)化學反應速率與反應物濃度的關系:速率方程。對于任意一個化學反應aA+bB = cC+dD,其反

6、應速率方程為v=kcm(A)cn(B),式子中m、n、k都由實驗測得,與化學方程式中的系數(shù)無關。反應速率常數(shù)。速率方程中的k稱為反應速率常數(shù),它表示單位濃度下的化學反應速率。反應速率常數(shù)與濃度無關,但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響。通常情況下,反應速率常數(shù)越大,反應進行得越快。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測(3)改變濃度對化學反應速率的影響規(guī)律。增加反應物濃度,反應速率均增大,正反應速率增大得多。增加生成物濃度,反應速率均增大,逆反應速率增大得多。固體或純液體的濃度可視為常數(shù),則固體量的增多,不影響反應速率,反應速率還與固體表面積的大小和生成物擴散的速率有關。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢

7、測2.壓強對化學反應速率的影響對于氣體來說,在一定溫度下,一定質(zhì)量的氣體所占的體積與壓強成反比。如圖所示:結(jié)論:增大壓強,體積縮小,濃度增大,化學反應速率加快。微觀解釋:增大壓強體積縮小反應物濃度增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多單位時間內(nèi)有效碰撞增加反應速率加快;反之,反應速率減慢。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測(1)由于固體、液體粒子間的空隙很小,增大壓強幾乎不能改變它們的濃度,因此對只有固體或液體參加的反應,壓強的變化對于反應速率的影響可以忽略不計。(2)對于反應N2+3H2 2NH3,不同條件下,壓強對化學反應速率的影響如下:恒溫恒容密閉容器中。a.充入N2,壓強增大,c(N2)增大,化學反應

8、速率加快。b.充入He(He不參與反應),壓強增大,但c(N2)、c(H2)、c(NH3)都不變,化學反應速率不變。恒溫恒壓密閉容器中。充入He,體積增大,c(N2)、c(H2)、c(NH3)都減小,化學反應速率減小。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測3.溫度對化學反應速率的影響(1)根據(jù)基元反應碰撞理論,能量較高,相互之間發(fā)生碰撞,能夠引發(fā)化學反應發(fā)生的反應物分子叫做活化分子?；瘜W反應一般需要一個活化的過程,即能發(fā)生反應的分子,必須是先吸收能量后形成活化分子。普通反應物分子形成活化分子所吸收的能量叫活化能(Ea)。對基元反應而言,其活化能是過渡態(tài)的能量與反應物的平均能量之差?；罨茉礁?反應越難進

9、行,反應速率常數(shù)越小。可見,活化能是決定化學反應速率的內(nèi)因。(2)一定條件下的化學反應,升高溫度,可加快化學反應速率,降低溫度,可減慢化學反應速率。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測4.催化劑對化學反應速率的影響某些反應使用催化劑前后的活化能及反應速率常數(shù)之比如下表所示:探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測分析上表數(shù)據(jù)可知:(1)使用催化劑,反應的活化能大幅度降低,反應速率常數(shù)變大,化學反應速率加快。(2)催化劑:比溫度、壓強、濃度對化學反應速率的影響程度都要大,加快的速率可達幾千倍;因為使用催化劑能降低活化能,也就是降低了阻礙反應進行的一個重要因素的影響。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測素能應用素能應用典例典

10、例1某密閉容器中發(fā)生如下反應:X(g)+3Y(g) 2Z(g)H0。如圖表示該反應的速率(v)隨時間(t)變化的關系,t2、t3、t5時刻外界條件有所改變,但都沒有改變各物質(zhì)的初始加入量。下列說法中正確的是()A.t2時加入了催化劑B.t3時降低了溫度C.t5時增大了壓強D.t3t4時間內(nèi)反應物轉(zhuǎn)化率最低探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測答案:A解析:由圖像知,在t1時刻化學反應達到平衡,t2t3化學平衡沒有移動,可能是加入了催化劑或增大壓強,但該反應是一個氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)發(fā)生變化的反應,壓強的改變不會使正、逆反應速率同等程度地提高,只能是加入了催化劑;t3t4平衡逆向移動,并且化學反應速率都減小,是減

11、小了壓強;t5t6平衡逆向移動,反應物的轉(zhuǎn)化率最小,t5是升高了溫度,不是壓強的影響。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測規(guī)律方法規(guī)律方法 1.在討論壓強對反應速率的影響時,應區(qū)分引起壓強改變的原因。對于氣體反應體系,有以下幾種情況:2.由于壓強的變化對固體、純液體或溶液的體積影響很小,因而對它們濃度改變的影響也很小,可以認為改變壓強對它們的反應速率無影響。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測變式訓練變式訓練1用純凈的碳酸鈣和稀鹽酸反應制取CO2氣體。下列措施對改變該反應的反應速率幾乎沒有影響的是()改用等濃度的硝酸與碳酸鈣反應增大反應體系的壓強或減小反應體系的壓強改用相同質(zhì)量粉末狀碳酸鈣代替塊狀碳酸鈣改用含

12、有相同H+濃度的稀硫酸A.B.C. D.探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測答案:A解析:因硝酸與鹽酸的濃度相同,故對反應速率無影響。壓強對反應速率的影響是通過改變氣體的濃度來改變反應速率的,而該反應為固體碳酸鈣與液體鹽酸的反應,反應物中沒有氣體,故改變壓強對該反應的反應速率幾乎沒有影響;粉末狀碳酸鈣的表面積較大,反應速率增大;盡管強調(diào)了稀硫酸與原鹽酸中的H+濃度相同,但稀硫酸與碳酸鈣反應生成的CaSO4微溶,會覆蓋在碳酸鈣表面,從而使碳酸鈣與H+的接觸面積減小,導致反應速率減小。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測依據(jù)依據(jù)v-t圖像理解外界條件對反應速率的影響圖像理解外界條件對反應速率的影響問題探究問題探究

13、v-t圖像的意義是什么? 提示:v-t圖像可以直觀地表示出在一定條件下,反應速率隨時間的變化趨勢。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測深化拓展深化拓展1.非可逆反應v-t圖像Zn與足量鹽酸反應,反應速率隨時間的變化情況如下圖所示。分析:AB段,因反應為放熱反應,隨反應進行,溫度升高,導致反應速率加快;BC段,則主要因為隨反應的進行,溶液中H+的濃度減小,導致反應速率減小。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測2.可逆反應的v-t圖像 探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測素能應用素能應用典例典例2對于反應2SO2(g)+O2(g) 2SO

14、3(g)H0已達平衡,如果其他條件不變時,分別改變下列條件,對化學反應速率和化學平衡產(chǎn)生影響。下列條件與圖像不相符的是(Ot1:v(正)=v(逆);t1時改變條件,t2時重新建立平衡)()探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測答案:C解析:分析時要注意改變條件的瞬間v(正)、v(逆)的變化。增加O2的濃度,v(正)增大,v(逆)瞬間不變,A正確;增大壓強,v(正)、v(逆)都增大,v(正)增大的倍數(shù)大于v(逆),B正確;升高溫度,v(正)、v(逆)都瞬間增大,C錯誤;加入催化劑,v(正)、v(逆)同時同倍數(shù)增大,D正確。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測規(guī)律方法規(guī)律方法 關于反應速率、化學平衡圖像題的分析方法

15、(1)看清坐標系,弄清縱、橫坐標所代表的意義,并與有關原理相結(jié)合。(2)看清起點,分清反應物、生成物,濃度減小的是反應物,濃度增大的是生成物,一般生成物多數(shù)以原點為起點。(3)看清曲線的變化趨勢,注意漸變和突變,分清正、逆反應的曲線,從而判斷反應特點。(4)注意終點。例如,在濃度時間圖像上,一定要看清終點時反應物的消耗量、生成物的增加量,并結(jié)合有關原理進行推理判斷。(5)圖像中先拐先平數(shù)值大。例如,在轉(zhuǎn)化率時間圖像上,先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡,此時逆向推理可得該曲線對應的溫度高、濃度大或壓強大。(6)定一議二原則。當圖像中有三個量時,先確定一個量不變再討論另外兩個量的關系。探究一探究二素養(yǎng)脈

16、絡隨堂檢測變式訓練變式訓練2密閉容器中進行可逆反應:aA(g)+bB(g) cC(g),在不同溫度(T1和T2)及壓強(p1和p2)下,混合氣體中B的質(zhì)量分數(shù)w(B)與反應時間(t)的關系如圖所示。下列判斷正確的是()A.T1T2,p1c,正反應為吸熱反應B.T1T2,p1p2,a+bc,正反應為吸熱反應C.T1p2,a+bT2,p1p2,a+bc,正反應為放熱反應探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測答案:B解析:由(T1,p1)和(T1,p2)兩條曲線可以看出,溫度相同(T1),但壓強為p2時達到平衡所需的時間短,即反應速率大,所以p2p1;壓強較大(即壓強為p2)時對應的w(B)較大,說明增大壓強

17、平衡逆向移動,則a+bT2;溫度較高(即溫度為T1)時對應的w(B)較小,說明升高溫度平衡正向移動,故正反應為吸熱反應。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測1.對于反應C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),其他條件不變時,下列措施不能改變化學反應速率的是()A.增大C(s)的量B.增大H2O(g)的濃度C.增大CO(g)或H2(g)的濃度D.減小H2O(g)的濃度答案:A解析:改變物質(zhì)的濃度,可以改變化學反應速率,而改變固體物質(zhì)的物質(zhì)的量不能改變化學反應速率,因為固體物質(zhì)的濃度可視為常數(shù)。探究一探究二素養(yǎng)脈絡隨堂檢測2.Fe與稀硫酸反應制氫氣,下列措施能使生成氫氣的速率一定加快的是()A.增加鐵的量B.增大硫酸的濃度C.加熱D.增大壓強答案:C解析:增加鐵的用量,固體的濃度不變,反應速率不變,A項錯誤;在常溫下鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化,不能生成氫氣,B項錯誤;加熱,溫