影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素---劉建

1、 第2課時 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 專題2第一單元化學(xué)反應(yīng)速率 劉劉 建建 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解活化能的含義，會用活化能理論解釋化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。2.掌握外界條件(濃度、壓強、溫度、催化劑)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律及實質(zhì)，并會用相應(yīng)規(guī)律解決有關(guān)問題。 在化學(xué)實驗和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到在化學(xué)實驗和日常生活中，我們經(jīng)常觀察到這樣的現(xiàn)象：有的進行得快，有的進行得慢。這樣的現(xiàn)象：有的進行得快，有的進行得慢。 1 1、 在通常情況下，在通常情況下，NaNa與水的反應(yīng)和與水的反應(yīng)和MgMg與水的反應(yīng)與水的反應(yīng)哪個劇烈哪個劇烈( (反應(yīng)速率快反應(yīng)速率快) )？為什么？為什么？ 2 2、將等物質(zhì)的量的

2、碳酸鈉與碳酸氫鈉放入等體積等、將等物質(zhì)的量的碳酸鈉與碳酸氫鈉放入等體積等濃度的鹽酸中，產(chǎn)生濃度的鹽酸中，產(chǎn)生COCO2 2的速率哪個較快？為什么？的速率哪個較快？為什么？ 3 3、石油的形成要多少年？炸藥的爆炸呢？、石油的形成要多少年？炸藥的爆炸呢？ 以上說明化學(xué)反應(yīng)速率的決定因素是什么以上說明化學(xué)反應(yīng)速率的決定因素是什么？決定化學(xué)反應(yīng)速率的因素是參加反應(yīng)的物質(zhì)決定化學(xué)反應(yīng)速率的因素是參加反應(yīng)的物質(zhì)本本身的化學(xué)性質(zhì)身的化學(xué)性質(zhì)。一、一、影響反應(yīng)速率的因素影響反應(yīng)速率的因素2 2）外部因素：）外部因素：1 1）內(nèi)部因素（主要因素）內(nèi)部因素（主要因素): ): 濃度：濃度：壓強：壓強：溫度：溫度：

3、催化劑：催化劑：其他因素：光、顆粒大小、溶劑等。其他因素：光、顆粒大小、溶劑等。參加反應(yīng)物質(zhì)本身的性質(zhì)參加反應(yīng)物質(zhì)本身的性質(zhì)沒合適的取向沒合適的取向沒足夠的能量沒足夠的能量足夠的能量足夠的能量 +合適的取向合適的取向類比法：類比法：借鑒投籃借鑒投籃 二、有效碰撞理論1.有效有效碰撞碰撞越快2.活化能和活化分子1).活化分子：能夠發(fā)生 的分子。2).活化能：活化分子的平均能量與所有分子的平均能量之差 (或普通分子轉(zhuǎn)化成活化分子所需要的能量)。3) .反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系圖活化能釋放的能量反應(yīng)熱有效碰撞正反應(yīng)活化能逆反應(yīng)活化能n n活活= =n n總總活活% %活化分子百分?jǐn)?shù)：活化分

4、子百分?jǐn)?shù)： （活化分子數(shù)（活化分子數(shù)/ /反應(yīng)物分子數(shù)）反應(yīng)物分子數(shù)）100%100%化學(xué)反應(yīng)速率主要取決于：化學(xué)反應(yīng)速率主要取決于：普通普通分子分子活化活化能能活化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物質(zhì)新物質(zhì)能量能量有效碰撞的幾率有效碰撞的幾率特別提醒特別提醒：反應(yīng)的活化能越低，活化分子百分?jǐn)?shù)越大，有效碰撞幾率越大，有效碰撞幾率越大，反應(yīng)速率越快。1.濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1) 實驗探究：觀察實驗現(xiàn)象，填寫下表：實驗操作實驗現(xiàn)象 氣球膨脹速率：甲 乙；相同時間內(nèi)膨脹的體積：甲 乙實驗結(jié)論c(HCl)增大，生成CO2的速率 ；反之，_加快減慢

5、三、外界條件對反應(yīng)速率的影響三、外界條件對反應(yīng)速率的影響(2)總結(jié)規(guī)律其他條件相同時增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率_減小反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率_ _ _ (3)理論解釋其他條件不變時，增大反應(yīng)物濃度單位體積內(nèi)活化分子數(shù) 有效碰撞次數(shù) 化學(xué)反應(yīng)速率 。反之，減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率_。增大增多增多增大減小減小濃度對反應(yīng)速率的影響濃度對反應(yīng)速率的影響本本質(zhì)質(zhì)原原因因反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多活化分子數(shù)增多，有效碰撞的頻率增加，反應(yīng)速率增大。有效碰撞的頻率增加，反應(yīng)速率增大。a a、此規(guī)律、此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng)只適用于氣體或溶液的反應(yīng)，對于純固體或液體，

6、對于純固體或液體的反應(yīng)物，一般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量一的反應(yīng)物，一般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量一般不會改變化學(xué)反應(yīng)速率。般不會改變化學(xué)反應(yīng)速率。 c c、隨著化學(xué)反應(yīng)的進行，反應(yīng)物的濃度會逐漸減小，因此、隨著化學(xué)反應(yīng)的進行，反應(yīng)物的濃度會逐漸減小，因此一般反應(yīng)速率也會逐漸減小。一般反應(yīng)速率也會逐漸減小。特別注意特別注意：應(yīng)用應(yīng)用1 1：一定條件下，在一定條件下，在CaCOCaCO3 3( (狀狀)+2HCl=CaCl)+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2 反應(yīng)中，為了加快反應(yīng)的速率，下列那些方法可行：反應(yīng)中，為了加快反應(yīng)的速率，下列那些方法可行

7、： A A、增加、增加HClHCl的濃度的濃度 B B、加水、加水 C C、增加同濃度鹽酸的量、增加同濃度鹽酸的量 D D、改加、改加CaCOCaCO3 3粉末粉末 b b、一般來說，固體反應(yīng)物表面積越大，反應(yīng)速率越大，固、一般來說，固體反應(yīng)物表面積越大，反應(yīng)速率越大，固體反應(yīng)物表面積越小，反應(yīng)速率越小。體反應(yīng)物表面積越小，反應(yīng)速率越小。2、壓強對反應(yīng)速率的影響。壓強對反應(yīng)速率的影響。（1）實驗探究：請）實驗探究：請試根據(jù)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響試根據(jù)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響推出壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響情況推出壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響情況 (3)總結(jié)規(guī)律：由圖可知：其他條件不變時，增大壓強，氣

8、體體積 ，濃度 ，化學(xué)反應(yīng)速率 。縮小加快增大增多增加加快減慢 增大壓強氣體體積縮小反應(yīng)物濃度增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)_單位時間內(nèi)有效碰撞幾率 反應(yīng)速率 ；反之，反應(yīng)速率 分析：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。對于對于有氣體參加的反應(yīng)有氣體參加的反應(yīng)，若其他條件不變，若其他條件不變，增大壓強，增大壓強，氣體體積縮小，濃度增大，氣體體積縮小，濃度增大，反反應(yīng)速率加快；減小壓強，反應(yīng)速率加快；減小壓強，反應(yīng)應(yīng)速率減慢。速率減慢。(2)理論解釋：規(guī)律：規(guī)律：對于有氣體參加的反應(yīng)對于有氣體參加的反應(yīng)，若其他條件不變，若其他條件不變，增大壓強，增大壓強，氣體體積縮小，濃

9、度增大，氣體體積縮小，濃度增大，反應(yīng)速率加反應(yīng)速率加快；減小壓強，反快；減小壓強，反應(yīng)應(yīng)速率減慢。速率減慢。壓強增大壓強增大 體積減小體積減小 其他條件不變其他條件不變VC增大增大 壓強對于反應(yīng)速率的影響是壓強對于反應(yīng)速率的影響是通過對濃度的影響通過對濃度的影響實現(xiàn)的實現(xiàn)的 P增大增大C成比例成比例增大，增大，P減小減小C成比例成比例減小減小壓強只對于壓強只對于有氣體參加的反應(yīng)有氣體參加的反應(yīng)的速率有影響的速率有影響發(fā)散思考發(fā)散思考：壓強對于任意化學(xué)反應(yīng)的速率都有影響嗎？壓強對于任意化學(xué)反應(yīng)的速率都有影響嗎？歸納總結(jié)歸納總結(jié)(1)對于固體或純液體改變壓強對其體積的影響很小，所以其濃度可視為常數(shù)

10、，因而對于固體或純液體改變對于固體或純液體改變壓強壓強時時可以忽略可以忽略反應(yīng)速率反應(yīng)速率的的影響影響。(2)壓強只對于壓強只對于有氣體參加的反應(yīng)有氣體參加的反應(yīng)的速率有影響的速率有影響(3)壓強對于反應(yīng)速率的影響可以歸結(jié)為壓強對于反應(yīng)速率的影響可以歸結(jié)為濃度改變對反應(yīng)速率的影響。濃度改變對反應(yīng)速率的影響。 P增大增大C成比例成比例增大，增大，P減小減小C成比例成比例減小減小壓強壓強對于任意化學(xué)反應(yīng)的速率都有影響嗎？對于任意化學(xué)反應(yīng)的速率都有影響嗎？發(fā)散思考發(fā)散思考：思考思考:在在N2+3H2 2NH3中，當(dāng)其他外界條件不變時：中，當(dāng)其他外界條件不變時：減小體系壓強，該反應(yīng)的速率怎么變？減小體

11、系壓強，該反應(yīng)的速率怎么變？在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入N2 ，反應(yīng)的速率怎么變？，反應(yīng)的速率怎么變？在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入He，反應(yīng)的速率怎么變？，反應(yīng)的速率怎么變？在反應(yīng)中保持體系壓強不變，充入在反應(yīng)中保持體系壓強不變，充入He，反應(yīng)的速率怎么變？，反應(yīng)的速率怎么變？壓強對反應(yīng)速率的影響壓強對反應(yīng)速率的影響 壓強壓強影響反應(yīng)速率，影響反應(yīng)速率，必須伴隨有壓強改變時體積必須伴隨有壓強改變時體積的改變現(xiàn)象的改變現(xiàn)象。否則壓強否則壓強的變化并沒有作用到的變化并沒有作用到反應(yīng)體系反應(yīng)體系上。上。即壓強變則體積變，實際是濃度的變化

12、。若容器的體積不即壓強變則體積變，實際是濃度的變化。若容器的體積不變，因為各氣體的濃度沒有變，則速率不變變，因為各氣體的濃度沒有變，則速率不變。分析：分析：對于氣體有下列幾種情況對于氣體有下列幾種情況:1、恒溫時：、恒溫時：增大壓強增大壓強體積減少體積減少C增大增大反應(yīng)速反應(yīng)速率增大率增大2、恒容時、恒容時：A、充入氣體反應(yīng)物、充入氣體反應(yīng)物反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度增大總壓增大總壓增大反應(yīng)速率增大反應(yīng)速率增大； B、充入、充入“無關(guān)氣體無關(guān)氣體”（如（如He、N2等）等）引起引起總壓增大，但各反應(yīng)物的分壓不變，各物質(zhì)的濃度總壓增大，但各反應(yīng)物的分壓不變，各物質(zhì)的濃度不變不變反應(yīng)速率不變反應(yīng)速率

13、不變3、恒壓時：、恒壓時：充充入入“無關(guān)氣體無關(guān)氣體”（如（如He等）等）引起體引起體積增大，積增大， 各反應(yīng)物濃度減少各反應(yīng)物濃度減少反應(yīng)速率減慢。反應(yīng)速率減慢。例例：對于反應(yīng)：對于反應(yīng)N2+O2=2NO在密閉容器中進行，下列條件哪些在密閉容器中進行，下列條件哪些不能加快該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率（不能加快該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率（ ） A、縮小體積使壓強增大、縮小體積使壓強增大 B、體積不變充入、體積不變充入 N2 使壓強增大使壓強增大C、體積不變充入、體積不變充入 O2使壓強增大使壓強增大 D、使體積增大到原來的、使體積增大到原來的2倍倍E、體積不變充入氦氣使壓強增大、體積不變充入氦氣使壓強增大壓

14、強對反應(yīng)速率的影響壓強對反應(yīng)速率的影響DE例例2一定溫度下，反應(yīng)N2(g)O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行，下列措施不改變化學(xué)反應(yīng)速率的是A.縮小體積使壓強增大 B.恒容，充入N2C.恒容，充入He D.恒壓，充入He解析解析C項，恒容，充入He，由于N2、O2、NO的濃度均不變，所以化學(xué)反應(yīng)速率不改變。特別提醒壓強是否影響化學(xué)反應(yīng)速率，取決于是否影響反應(yīng)物的濃度。如恒容下充入稀有氣體，氣體壓強增大，但反應(yīng)物濃度不變，故反應(yīng)速率不變。恒壓下充入稀有氣體，氣體壓強不變，但體積增大，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小。3.溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)

15、象溶液紫紅色褪去所需時間長短：_實驗結(jié)論反應(yīng)物的溫度越高，反應(yīng)速率越_甲丙乙快(2)總結(jié)規(guī)律其他條件相同時升高溫度，反應(yīng)速率_降低溫度，反應(yīng)速率_增大減小(3)理論解釋其他條件相同時，升高溫度活化分子的百分?jǐn)?shù) 單位時間內(nèi)有效碰撞幾率 反應(yīng)速率 ；反之，反應(yīng)速率 。(4)經(jīng)驗結(jié)論據(jù)測定，許多反應(yīng)的溫度每升高10 K，其反應(yīng)速率增加 倍。增大增加加快減慢244.催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)實驗探究：原理2H2O2 2H2OO2實驗操作實驗現(xiàn)象未加入MnO2時，帶火星的木條無明顯變化加入MnO2后，錐形瓶內(nèi)立即產(chǎn)生 ，并且?guī)Щ鹦堑哪緱l_結(jié)論_大量氣泡復(fù)燃MnO2能加快H

16、2O2的分解實驗探究：原理2H2O2 2H2OO2實驗操作產(chǎn)生氣泡快慢_結(jié)論對比與可知：_較快較慢 Cu2、Fe3對H2O2分解都有催化作用，但Fe3催化作用較強 (2)影響規(guī)律：當(dāng)其他條件不變時，使用催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率 。(3)理論解釋：使用催化劑改變了反應(yīng)的路徑(如下圖)，反應(yīng)的活化能_活化分子的百分?jǐn)?shù) 單位時間內(nèi)有效碰撞幾率 反應(yīng)速率 。正反應(yīng)與逆反應(yīng)的活化能降低增大增加加快增大催化劑對反應(yīng)活化能的影響例例3硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是實驗 反應(yīng)溫度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/

17、mLc/molL1V/mLc/molL1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析解析當(dāng)有多個外界條件時，要對比找出其相同條件和不同條件，然后比較判斷。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，本題從濃度和溫度兩個因素考查，結(jié)合選項知混合液體積都為20 mL，根據(jù)濃度越大、溫度越高，反應(yīng)速率越快，可以推知D選項正確。方法技巧“控制變量法控制變量法”的解題策略的解題策略(1)確定變量解答這類題目時首先要認(rèn)真審題，理清影響實驗探究結(jié)果的因素有哪些。(2)定多變一在探究時，應(yīng)該先確定其他因素不變，只改變一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關(guān)系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關(guān)系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關(guān)系。(3)數(shù)據(jù)有效解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實驗)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法做出正確判斷。 (1)定性分析：如圖甲可通過觀察_，定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理，其理由是_。例例4為比較Fe3和Cu2對H2O2分解的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗。請回答相關(guān)問題：溶液中氣泡產(chǎn)生的速率排除氯離子的干擾答案(2)定量分析：如圖乙所示，實驗時均以生成40 mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實驗的因素均已