影響化學反應速率的因素

影響化學反應速率的因素2021/5/91[教學目標]1.理解濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響。2.使學生能初步運用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響。3.掌握運用濃度、壓強、溫度和催化劑等條件比較反應速率大小的方法；4.通過識別有關化學反應速度與壓強、溫度或濃度等的圖像，提高識圖析圖能力，培養(yǎng)從圖像中挖掘化學信息的能力。2021/5/92

先回顧學過的化學反應速率的含義∶(1)化學反應速率是用來衡量化學反應的快慢的尺度,它與時間和濃度變化有關.(2)在同一反應中用不同物質來表示時,其數(shù)值可以不同,但都表示同一個反應的速率.因此,表示化學反應的速率時,必須說明反應物中哪種物質做標準.不同物質的速率的比值一定等于化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比.(3)一般來說,化學反應速率隨反應的進行而逐漸減慢.因此,某一段時間內的反應速率,是平均速率,而不是指瞬時速率.(4)化學反應速率一般不能用固體或純液體表示。2021/5/931、影響化學反應速率因素參加反應的物質自身的結構和性質，這是決定化學反應速率的根本因素思考：其他因素能引起化學反應速率的變化嗎？化學反應速率不僅與其自身的結構和性質有關，其他外界條件的改變也會引起化學反應速率的變化。溫度、濃度、壓強、催化劑、接觸面積等內因：2021/5/942、化學反應的碰撞理論：⑴、化學反應的實質是：舊的化學鍵斷裂，新的化學鍵形成⑵、化學反應發(fā)生的先決條件：反應物分子相互接觸和碰撞注意：反應物分子之間的碰撞次數(shù)很多，但并不是每一次碰撞均可發(fā)生化學反應。在化學上，把能夠發(fā)生化學反應的碰撞叫有效碰撞；不能發(fā)生化學反應的碰撞叫無效碰撞；有效碰撞次數(shù)越多，反應速率越快。2021/5/95思考：反應物分子要具有什么條件才能發(fā)生有效碰撞？①、有足夠的能量使舊鍵斷裂②、碰撞時要有合理的取向2021/5/96力量不夠取向不好好球！有效碰撞2021/5/97⑶、在化學上，把能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子，特點是：①、活化分子具有較高的能量，能量不足的分子獲取能量后才能變成活化分子②、在溫度不變時，對某一個反應來說，活化分子在反應物中所占的百分數(shù)是恒定的，且與溫度呈正比。活化分子數(shù)＝反應物分子總數(shù)×活化分子百分數(shù)3、外因：引起活化分子百分數(shù)以及反應物分子總數(shù)變化的條件主要包括：濃度、壓強、溫度和催化劑等2021/5/98A+B-C[A···B···C]

A-B+C

活化絡合物快慢活化能：活化絡合物與反應物的勢能之差稱為反應的活化能。

[A···B···C]E

E正A+BC△H

E逆AB+C△H<0，放熱反應2021/5/99普通分子活化能活化分子合理取向的碰撞有效碰撞新物質能量一個反應經(jīng)歷的過程小結2021/5/910探究實驗4、濃度對化學反應速率的影響0.01mol/L的KMnO4

溶液0.1mol/LH2C2O4溶液0.2mol/LH2C2O4溶液2021/5/9112021/5/912探究實驗濃度對化學反應速率的影響0.01mol/L的KMnO4

溶液0.1mol/LH2C2O4溶液0.2mol/LH2C2O4溶液快慢2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2

↑+8H2O

結論其它條件相同時，增加反應物的濃度，反應速率加快；反之，降低反應物的濃度，反應速率減慢。2021/5/913濃度對反應速率的影響本質原因2021/5/914思考：怎樣從理論上解釋上述結論？在其他條件不變時，活化分子在反應物分子中所占的百分比不變所以，單位體積內活化分子的數(shù)目與與單位體積內反應物分子總數(shù)呈正比，也就是和反應物濃度呈正比當反應物濃度增大時，單位體積內的反應物分子數(shù)增多，活化分子數(shù)增多，有效碰撞次數(shù)增多，反應速率增大。2021/5/915注意：⑴、此規(guī)律只適用于氣體反應或溶液中進行的反應⑵、對于純固體和純液體來說，其濃度為一般常數(shù)，其用量的改變不會引起化學反應速率的改變⑶、固體反應物表面積越大，接觸面積越大，反應速率越大，表面積越小，接觸面積越小，反應速率越?、取⒓兯鳛榉磻飼r，用量的改變不會引起反應速率的改變2021/5/916請試根據(jù)濃度對化學反應速率的影響推出壓強對化學反應速率的影響情況2021/5/9175、壓強對反應速率的影響思考：其他條件不變時，改變壓強，氣、液、固體體積怎樣變化？由實驗可知：其他條件不變時，壓強增大，氣體體積減小，壓強減小，氣體體積增大壓強的改變對液體和固體的體積影響不大對于有氣體參加的反應，增大壓強，氣體的體積————，反應物的濃度—————，單位體積的活化分子數(shù)—————，單位時間內的有效碰撞次數(shù)——————，化學反應速率——————。減小增大增多增多增大結論：對于有氣體參加的反應，當其他條件不變時，增大壓強，化學反應速率增大，減小壓強，化學反應速率減小2021/5/918注意：⑴、壓強的變化只影響有氣體參加的反應的反應速率⑵、壓強改變時，必須引起濃度的改變，化學反應速率才能改變⑶、壓強的改變對固體和液體物質的體積影響不大，所以，壓強的改變不影響固體和液體物質的反應速率2021/5/919反應速率無變化！例題1恒容條件下，反應N2+3H22NH3中充入He氣，反應速率如何改變？He分子討論2021/5/920

對于壓強的改變，只有引起反應體系中反應物濃度的變化，才對反應速率產(chǎn)生影響。改變壓強，其實是改變了反應物的濃度。注意??！2021/5/921思考恒壓條件下，反應N2+3H22NH3中充入He氣，反應速率如何改變？減慢2021/5/922注意

恒容時加入稀有氣體使壓強增大，反應物和生成物的濃度都沒有變化，所以化學反應速率不變。

恒壓時加入稀有氣體使體積增大，反應物和生成物的濃度都減小，所以化學反應速率減小。壓強的“真變”與“假變”

壓強對速率的影響是通過改變氣體的濃度來改變的；若壓強變化之后，氣體的濃度未變，其化學反應速率不變。2021/5/923探究實驗6、溫度對化學反應速率的影響5mL0.1mol/L的H2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3熱水冷水2021/5/9242021/5/925探究實驗溫度對化學反應速率的影響5mL0.1mol/L的H2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3熱水冷水快慢Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O

結論其它條件相同時，升高溫度，反應速率加快；反之，降低溫度，反應速率減慢。2021/5/9262021/5/927討論：為什么升高溫度會加快化學反應速率？解釋：⑴濃度一定時，升高溫度，反應物分子將獲得能量，使一部分原來能量低的分子變成高能分子，活化分子的百分數(shù)增加，使單位體積內活化分子數(shù)增加，有效碰撞次數(shù)增多，化學反應速率加快。⑵由于反應溫度升高，分子運動加快，單位時間內反應物分子碰撞次數(shù)增多，反應也會相應加快。實驗表明，溫度每升高10℃，化學反應速率通常增加到原來的2至4倍。2021/5/928氣體、液體、固體反應物溫度同時升高結論：溫度對反應速率的影響與反應物狀態(tài)無關思考：反應體系溫度升高對不同狀態(tài)的反應物溫度有何影響？2021/5/9297、催化劑對化學反應速率的影響：【實驗2－4】結論：催化劑(MnO2)能夠明顯的加快化學反應速率討論：催化劑是怎樣改變化學反應速率的？使用催化劑，能夠降低反應所需要的能量，使反應體系中更多的反應物分子變成活化分子，大大增加了單位體積內反應物分子中活化分子所占的百分數(shù)，使化學反應速率加快。2021/5/930能量反應過程E1E2反應物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量反應熱沒加催化劑加了催化劑2021/5/931中學階段若無特殊說明，只討論正催化劑規(guī)律：催化劑能改變化學反應速率，能夠加快化學反應速率的催化劑叫做正催化劑；能夠減慢化學反應速率的催化劑叫負催化劑注意：催化劑在化學反應中參與了化學反應，只不過在反應前期消耗多少，在反應后期則生成多少，催化劑在反應前后的質量未發(fā)生變化，但某些物理性質發(fā)生改變結論：催化劑能明顯改變化學反應速率，自身化學性質和質量不變2021/5/932探究實驗催化劑對化學反應速率的影響2H2O22H2O+O2↑MnO22021/5/9332021/5/934探究實驗催化劑對化學反應速率的影響2H2O22H2O+O2↑MnO2【結論】其它條件不變時，選用適當?shù)拇呋瘎┛梢愿淖兎磻俾?；正催化劑使反應速率加快，負催化劑使反應速率減慢。2021/5/935科學探究〖探究1〗設計實驗比較在2mL5%的H2O2中加入FeCl3和CuSO4溶液各1mL，比較二者分解速率？快慢FeCl3對該反應的催化效果更好2021/5/936科學探究〖探究2〗設計實驗比較在4mL0.01mol/LKMnO4和2mL0.1mol/LH2C2O4，加不加MnSO4對反應速率有否影響？快慢MnSO4對該反應有催化作用2021/5/937科學探究〖探究3〗現(xiàn)有5mL淀粉溶液、碘水、2mol/L硫酸溶液。設計實驗比較唾液、稀硫酸對反應速率影響效果如何？藍色很快褪去藍色很難褪去唾液對該反應的催化效果更好催化劑是有選擇性的2021/5/938除了上述因素外，光、聲、電、反應物顆粒大小、溶劑性質、紫外線、超聲波、磁場等也會明顯的改變化學反應速率8、其他因素的影響：2021/5/939外界條件對化學反應速率的影響（總結）增加不變不變不變不變不變增加增加增加增加增加增加增加增加增加不變2021/5/940

增大反應物的濃度使反應速率加快的主要原因（）對于氣體參與體系增大壓強使反應速率加快的主要原因是（）升高溫度使反應速率加快的主要原因是（）使用催化劑使反應速率加快的主要原因是（）A、活化分子百分數(shù)不變，但提高單位體積內活化分子的總數(shù)B、增大分子的運動速率而使有效碰撞增加C、升高反應物分子的能量，使活化分子的百分數(shù)增加

D、降低反應所需的能量，使活化分子百分數(shù)增加AAC

D練習：2021/5/9411、將一定濃度的鹽酸倒入碳酸鈣中，若作如下改變的情況，其中能使最初的化學反應速率增大的是（）A、鹽酸的濃度不變，而使鹽酸的用量一倍B、鹽酸的濃度增大一倍，而使鹽酸的用量減少到原來的一半C、鹽酸的濃度和用量都不變，增加碳酸鈣的量D、鹽酸和碳酸鈣不變，增大壓強一倍E、加入CaCl2溶液F、加入CaCl2固體G、將CaCO3用CaCO3粉末代替BG練習：2021/5/9421909年W.奧斯特瓦爾德（德國人）

從事催化作用、化學平衡以及反應速度的研究

1929年A.哈登（英國人），馮·奧伊勒–

歇爾平（瑞典人）

闡明了糖發(fā)酵過程和酶的作用

1963年K.齊格勒（德國人）、

G.納塔（意大利人）

發(fā)現(xiàn)了利用新型催化劑進行聚合的方法，并從事這方面的基礎研究與化學反應速率相關的諾貝爾化學獎2021/5/9