影响化学反应速率因素的探究.ppt

1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应 速率的影响，认识其一般规律。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。 4.了解通过改变外界条件从而改变化学反应速率的方法和意义。,一、有效碰撞理论 (1)什么叫活化分子？ (2)什么叫有效碰撞？,1.有效碰撞 (1)概念：能够_的碰撞。 (2)条件。 只有既具有足够的_又有合适_的分子碰撞，才是有效 碰撞。 (3)与反应速率的关系。 碰撞的频率越高，则化学反应速率就_。,发生化学反应,能量,取向,越快,2.活化能和活化分子 (1)活化分子：能够发生_的分子。 (2)活化能：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成 活化分子所需要的能量)。 3.化学反应的过程 (反应物、生成物的能量与活化能的关系),有效碰撞,E1：_ E2：_ E1-E2：_,反应的活化能,活化分子变为生成物分子放出的能量,反应热,二、影响化学反应速率的因素 (1)化学反应速率的影响因素有哪些？ (2)最主要的因素是什么？ (3)它们对反应速率有怎样的影响？ 1.内因反应物的性质 影响化学反应速率的主要因素是_。例如金属 钠与冷水剧烈反应，而镁和沸水仅能微弱反应。,反应物本身的性质,2.外因外界因素 (1)浓度。 规律 当其他条件不变时，,增大,减小,元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科目四 驾考宝典网 / 驾考宝典2016科目一 科目四,解释 反之，反应物浓度减小，反应速率_。,增多,增加,加快,减小,(2)压强(针对有气体参加的反应)。 压强变化引起浓度变化的图示,规律 解释,增大,减小,减小,增大,加快,(3)温度。 规律 当其他条件不变时，,增大,减小,解释 反之，降低温度，反应速率_。,提高,增多,加剧,增大,减小,(4)催化剂。 规律 当其他条件不变时，使用催化剂，可以_化学反应速率。 (若不特别指明，催化剂就是正催化剂) 解释,加快,活化能,活化分子百分数,增大,(5)其他因素对化学反应速率的影响。 如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物_等，均会对化学反应速率产生影响。,接触面积,1.增大压强一定能增大化学反应速率。( ) 分析:没有气体参加的反应，增大压强对化学反应速率无影响。 2.向锌粒与稀硫酸的反应体系中，再加入少量锌粒反应速率加 快。( ) 分析:向反应体系中再加入少量锌粒，不会改变反应物浓度，反 应速率不变。,3.对于COCl2(g) CO(g)Cl2(g) H0，升温能加快正 反应速率，降低逆反应速率。( ) 分析:温度对正、逆反应速率的影响是一致的，升温时正、逆反 应速率都加快，只是影响的程度不同。 4.催化剂能使不能发生的化学反应发生。( ) 分析:催化剂不能使不能发生的化学反应发生，却有可能成千上 万倍地增大反应速率。 5.增大压强一定改变了活化分子的百分数。( ) 分析:单位体积中的活化分子数增加，总的反应物分子数也增 加，故活化分子百分数不变。,一、外界因素对化学反应速率的影响 1.浓度 固态或纯液态物质的浓度是常数，则有： (1)增加其用量时，化学反应速率不变。 (2)增大其表面积或将其溶于溶剂中时，化学反应速率增大。,2.温度 温度对吸热反应影响显著，则有： (1)升高温度，吸热反应、放热反应的化学反应速率都增大，但吸热反应增大得多。 (2)降低温度，吸热反应、放热反应的化学反应速率都减小，但吸热反应减小得多。 3.催化剂 催化剂同等程度地增大正、逆反应的化学反应速率。,4.压强 压强改变 (1)恒温。 增加压强 体积缩小 浓度增大 反应速率增大。 (2)恒容。 充入气体反应物 浓度增大 总压增大 反应 速率增大； 充入“惰气” 总压增大，但各气体的分压不变，即各气 体的浓度不变，反应速率不变。,(3)恒压。 充入“惰气” 体积增大 各反应物浓度减小 反应速率减慢。,【特别提醒】(1)温度对化学反应速率的影响具有一致性，即升高温度，正逆反应速率都增大，反之都减小。 (2)压强影响化学反应速率的实质是改变了反应物与生成物的浓度，因此分析压强对化学反应速率的影响时，要分析压强的改变是否影响了反应物和生成物的浓度。,【典例1】过量的锌粉与一定量的稀盐酸反应，为了减慢反应速率，但是又不影响生成的氢气总量，可以采取的措施是( ) A.升高温度 B.加入适量的水 C.加入少量CuSO4溶液 D.加入浓度较大的盐酸 【思路点拨】解答本题时要注意以下两点： (1)减慢反应速率，需降低c(H+)。 (2)产生氢气的量相同，需不改变n(H+)。,【解析】选B。A项，升温能加快反应速率；C项，能形成原电池，加快反应速率；D项，增大了c(H+)，反应速率也增大；A、C、D三项都能加快反应速率，而B项加入适量的水，稀释了盐酸中c(H+)，反应速率减慢，但是没有增加n(H+)，符合要求。,【延伸探究】 (1)若加入一定量的NaCl溶液，是否也符合题意？ 提示：符合。 因加入的Na+、Cl-属于无关离子，相当于加水。特别注意：因Cl-没有参加离子反应，故属于无关离子，只有改变H+的浓度才会对反应速率产生影响。 (2)加入一定量的Na2SO4溶液，是否也符合题意？ 提示：符合。因加入的Na+ 、SO42-属于无关离子，故相当于加水，稀释了盐酸，降低了c(H+)。,(3)加入一定量的NaNO3溶液，是否也符合题意？ 提示：不符合。因加入NO3-，与H+相遇，具有了强氧化性，此时溶液与锌的反应产生了NO，而不会产生氢气，故产生氢气的量减少。,【变式备选】(2012漳州高二检测)下列判断正确的是( ) A.0.1 molL1盐酸和0.1 molL1醋酸分别与0.2 molL1 NaOH溶液反应的速率相同 B.0.1 molL1 HCl和0.1 molL1 HNO3分别与大小相同的大理石反应的速率相同 C.Al和Fe分别与0.1 molL1 H2SO4反应的速率相同 D.大理石块与大理石粉分别与0.1 molL1 HCl反应的速率相同,【解析】选B。同浓度的盐酸比醋酸与NaOH溶液反应的速率快；同浓度的HCl与HNO3中氢离子浓度相同，与大小相同的大理石反应的速率相同；Al比Fe活泼，Al与0.1 molL1 H2SO4反应的速率快；大理石块比大理石粉的表面积小，反应速率慢。,二、化学反应速率的图像分析 1.解答图像题的方法 看图 弄清纵、横坐标的含义。 看线 弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。 看点 看变化 弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。,弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与 坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低 点等。,2.实例分析 在反应速率(v)-时间(t)图像中，在保持平衡的某时刻t1改变某一条件前后，v(正)、v(逆)的变化有两种： (1)v(正)、v(逆)同时突变(温度、压强、催化剂的影响)。,(2)v(正)、v(逆)之一渐变(一种组分浓度的改变)。,【特别提醒】(1)根据v - t图像，可计算某物质的平均速率、转化率，并可书写化学方程式等。(2)根据v - T(p)图像，可判断温度的高低、压强的大小，判断时先确定一个量p(或T)，看另一个量T(或p)与速率v的关系，再判断高低(或大小)。,【典例2】一定条件下进行反应2X(g)+Y(g) Z(s)3W(g) H0。达到平衡后， t1时刻改变某一条件所得v-t图像如图，则 改变的条件为( ) A.增大压强 B.升高温度 C.加催化剂 D.增大生成物浓度 【思路点拨】解答本题时要注意以下两点： (1)t1时刻正逆反应速率的变化及与原平衡速率是连续还是断开。 (2)该反应的特点：反应前后气体的体积不变。,【解析】选B。图像特点:t1时刻正、逆反应速率都增大，但逆反应速率增大得多，因为该反应正反应是放热反应，故升高温度时，正、逆反应速率都增大，但逆反应速率增大的多，B正确；该反应是气体体积不变的反应，故增大压强时，正、逆反应速率都增大，且增大的程度相同，A错误；加入催化剂，正、逆反应速率都增大，且增大的程度相同，C错误；增大生成物浓度，逆反应速率瞬间增大，但正反应速率在这一瞬间不变，故D错误。,【延伸探究】 请结合例题分析，画出A、C、D三项的图像。 提示：(1)该反应前后气体总物质的量不变，增大压强，正、逆反应速率同等程度的增大，使用催化剂也是同等程度的增大正、逆反应速率，故A、C项的图像相似。A、C两项的图像为：,(2)增大生成物浓度的瞬间，逆反应速率增大，正反应速率不变，D项的图像为：,1.(2012北京海淀区高二检测)下列体系加压后，对化学反应 速率没有明显影响的是( ) A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) B.I2(g)+H2(g) 2HI(g) C.CO2(g)+H2O H2CO3 D.H+(aq)+OH-(aq) H2O(aq) 【解析】选D。压强只对气体的浓度有影响，进而改变化学反应 速率。但对液体、固体没有影响。,2.若有C(s)+CO2(g) 2CO(g) H10，反应速率v1， N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H20，反应速率v2。如果升温， v1和v2的变化是( ) A.都增大 B.都减少 C.v1增大，v2减少 D.v1减少，v2增大 【解析】选A。升高温度，不管是吸热反应还是放热反应，其反 应速率都一定增大，A正确。,3.在恒温恒容条件下，能使化学反应A(g)B(g) C(g) D(g)的正反应速率增大的措施是( ) A.减小C或D的浓度 B.减小D的浓度 C.减小B的浓度 D.增大A或D的浓度 【解析】选D。在恒温、恒容条件下，反应速率的大小取决于反 应物或生成物的浓度。只要增大物质的浓度，反应速率都增大， 而减小反应物或生成物的浓度，反应速率都减小。,4.下列说法不正确的是( ) A.反应物分子(或离子)间的每次碰撞是反应的先决条件 B.反应物的分子的每次碰撞都能发生化学反应 C.活化分子具有比普通分子更高的能量 D.活化能是活化分子的平均能量与普通反应物分子平均能量之 差,如图所示正反应的活化能为E-E1,【解析】选B。只有活化分子发生有效碰撞才能发生化学反应,因此B项错误;A、C、D三项均正确。,5.可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(正反应为放热反应)， 升高温度对该反应产生的影响是( ) A.v(正)增大，v(逆)减小 B.v(正)减小，v(逆)增大 C.v(正)、v(逆)不同程度增大 D.v(正)、v(逆)同等程度增大 【解析】选C。升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，平衡向逆反应方向移动，即v(逆)增大的程度大于v(正)增大的程度。,6.在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并 在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g) 2HI(g) (1)保持容器容积不变，向其中充入1 mol H2，反应速率_。 (2)升高温度，反应速率_。 (3)扩大容器体积，反应速率_。 (4)保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率_。,【解析】(1)在容器容积不变时，充入1 mol H2即c(H2)增大，化学反应速率增大； (2)升高温度，反应速率增大； (3)扩大容器的体积，各组成成分浓度减小，反应速率减小； (4)压强不变，充入H2(g)、I2(g)各1 mol，体积增大，压强未变，浓度也不变，则反应速率不变。 答案:(1)增大 (2)增大 (3)减小 (4)不变,影响化学反应速率因素的探究 下表是溶液中的反应H2O2+2HI=2H2O+I2在不同浓度时的速率比较。,【思考探究】 (1)浓度是决定化学反应速率的最主要因素吗？ 提示：不是。反应物本身的性质是决定反应速率的最主要因素。 (2)请找出化学反应速率与H2O2浓度及HI浓度之间的关系，写出相应的数学表达式。 提示：HI浓度一定时，H2O2浓度每增加一倍，反应速率就增加一倍； H2O2浓度一定时，HI