江苏省邳州市第二中学高中化学《2.3.2 外界条件对化学反应速率的影响》课件 鲁科版选修4.ppt

第2课时外界条件对化学反应速率的影响 学习目标1 掌握浓度 温度和催化剂对化学反应速率的影响 2 了解外界条件 温度 浓度 压强和催化剂 影响反应速率的原因 3 了解化学反应速率 浓度公式和阿伦尼乌斯公式的含义及应用 4 理解化学反应速率图象的意义 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练 第2课时外界条件对化学反应速率的影响 课前自主学案 课前自主学案 自主学习一 浓度对化学反应速率的影响1 基本规律在其他条件不变时 增大反应物的浓度可以 化学反应速率 减小反应物的浓度可以 化学反应速率 加快 减慢 2 化学反应速率与反应物浓度的定量关系 1 速率方程对于任意一个化学反应aa bb cc dd 其反应速率方程为v kcm a cn b 式子中m n k都由实验测得 与化学方程式中的系数无关 2 反应速率常数速率方程中的比例系数k称为反应速率常数 它表示 它具备以下特点 单位浓度下的化学反应速率 与浓度无关 但受 等因素的影响 温度升高 k值通常 通常情况下 k值越大 反应进行得 3 压强对化学反应速率的影响压强对反应速率的影响是通过改变气体浓度实现的 故一般意义上增大气体压强是指压缩气体体积 对于有气体参加的化学反应 温度一定时 温度 催化剂 固体表面性质 增大 越快 二 温度对化学反应速率的影响1 规律 ea为 单位为j mol 1或kj mol 1 当ea 0时 升高温度 反应速率常数 化学反应速率 3 活化能ea 概念 普通反应物分子形成 所 的能量 意义 活化能越高 反应越 进行 反应速率常数越 化学反应速率越 活化能 增大 增大 活化分子 吸收 难 小 慢 三 催化剂对化学反应速率的影响1 催化剂能 化学反应速率而在反应前后本身的 和 不变的物质 2 催化原理 1 通过参与反应 改变反应历程 反应的活化能来提高化学反应速率 2 催化剂不能改变化学反应的平衡常数 不能改变平衡转化率 加快 质量 化学性质 降低 3 特点 1 选择性 只对某一反应或某类反应起催化作用 2 高效性 可以较大幅度降低反应的 从而有效地 化学反应速率 活化能 提高 问题探究1 改变固体或纯液体的用量对化学反应速率有何影响 改变溶液的用量对化学反应速率有何影响 提示 对于固体或纯液体物质 一般情况下其浓度可视为常数 因此改变固体或纯液体的用量对化学反应速率无影响 但固体物质的表面积的大小会影响化学反应速率 一般地 固体的颗粒越细 表面积就越大 反应速率就越快 改变溶液的用量时 由于浓度不变 因此对化学反应速率无影响 2 为什么升高相同温度时 不同化学反应的速率增加的倍数不同 提示 由于不同化学反应的活化能 ea 值不同 由阿伦尼乌斯经验公式得 ea值越大 改变温度对反应速率的影响程度就越大 因此 当升高相同温度时 不同化学反应的速率增加的倍数就不同 自主体验1 下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是 a cu能与浓硝酸反应 而不与浓盐酸反应b cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快c n2与o2在常温 常压下不反应 放电时可反应d cu与浓h2so4能反应 而不与稀h2so4反应 解析 选a 要想说明反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定性因素 则该实验事实应区别在反应物本身而不是外界因素如浓度 压强 温度 催化剂等 其中选项b d为浓度不同所致 选项c为反应条件不同所致 只有选项a是因浓硝酸与浓盐酸本身性质不同所致 2 对于反应n2 3h22nh3 h 0 改变下列条件的瞬间 能使正反应速率增大的有 增加n2或h2的浓度 增大压强 升高温度 加催化剂 增加nh3的浓度a b c d 解析 选a 从外界条件对化学反应速率的影响可以得出结论 增大浓度 增大压强 升高温度 使用催化剂都能增大化学反应速率 3 在4个同样的密闭容器中发生反应 a g 3b g 2c g 在同一时间内测得容器内的反应速率分别为 甲v a 3mol l 1 min 1 乙v b 4 5mol l 1 min 1 丙v c 4mol l 1 min 1 丁v a 0 075mol l 1 s 1 若其他条件相同 温度不同 则温度由高到低的顺序为 解析 首先根据化学计量数比等于化学反应速率之比 将化学反应速率均用a的速率表示 并注意单位的换算 甲 v a 3mol l 1 min 1 乙 v b 4 5mol l 1 min 1 换算为v a 1 5mol l 1 min 1 丙 v c 4mol l 1 min 1 换算为v a 2mol l 1 min 1 丁 v a 0 075mol l 1 s 1 单位换算为v a 4 5mol l 1 min 1 再根据温度越高 化学反应速率越大进行排列即可 答案 丁 甲 丙 乙 1 有效碰撞能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞 有效碰撞必须满足两个条件 1 发生碰撞的分子具有较高的能量 2 分子在一定的方向上发生碰撞 影响化学反应速率因素的微观解释 有效碰撞理论 课堂互动讲练 2 活化分子和活化能在化学反应中 能量较高 有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子 活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能 所以活化能的高低 活化分子数目的多少直接决定了化学反应速率的快慢 活化能越低 活化分子数目越多 反应速率越大 活化能越高 活化分子数目越少 反应速率越小 3 运用有效碰撞理论解释外界条件改变对化学反应速率的影响 下列说法正确的是 a 活化分子碰撞即发生化学反应b 升高温度会加快反应速率 原因是增加了活化分子的碰撞次数c 某一反应的活化分子的百分数是个定值d 活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞 解析 升温会使分子的能量增大 增大了反应物中活化分子百分数 从而使有效碰撞次数增多 只有在一定条件下 活化分子在反应物中所占百分数才是定值 答案 d 规律方法 利用有效碰撞理论可以解释外界条件 浓度 温度 压强 催化剂 对化学反应速率的影响 变式训练1下列有关说法中 正确的是 双选 a 增大反应物浓度 可增大单位体积内活化分子的百分数 从而增加有效碰撞次数b 有气体参加的化学反应 若增大压强 即缩小反应容器的体积 可增大活化分子的百分数 从而使化学反应速率增大c 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 d 催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数 从而使化学反应速率增大解析 选cd 1 单位体积内活化分子的百分数只与温度有关 温度升高 活化分子的百分数提高 反之 活化分子百分数降低 活化分子百分数与浓度 压强无关 2 单位体积内活化分子百分数提高 有效碰撞次数增加 3 催化剂可降低活化能 从而改变 如提高 一定温度下的活化分子百分数 进而改变 如提高 化学反应速率 速率 时间图象定性揭示了v 正 v 逆 随时间 含条件改变对速率的影响 而变化的规律 体现了外界条件改变对可逆反应速率的影响 以及由此引发的平衡移动 速率 时间图象及应用 特别提醒 有关曲线图象的题目 首先应看懂和理解横 纵坐标的含义 然后观察曲线的形状和走向 弄清曲线所代表的是哪些量的关系 明确曲线的起点 终点 交点 折点及零点 用以分析其特点和变化趋势 再结合题目中给定的化学反应和数据 进行推理和判断 下列有关可逆反应2a g b g 2c g h 0的图象正确的是 解析 正反应是气体总体积减小的放热反应 a中 温度越高 达到平衡的时间越短 但温度升高平衡左移 c的质量分数要降低 所以a正确 b中 表示温度与v的关系 随着温度的升高 v正与v逆都增大 所以b不正确 c中 随着压强增大 v正 v逆都增大 但正反应速率改变的程度更大 c不正确 d中 随着温度的升高 a的转化率应当降低 答案 a 易误警示 做图象题时 看不清横 纵坐标的含义就去分析曲线的变化趋势 易造成错解 变式训练2对达到平衡状态的可逆反应x yz w 在其他条件不变的情况下 增大压强 反应速率变化图象如图所示 则图象中关于x y z w4种物质的聚集状态为 a z w均为气体 x y中有一种是气体b z w中有一种是气体 x y皆非气体c x y z w皆非气体d x y均为气体 z w中有一种为气体 解析 选a 经常有一些同学错选b 认为增大压强 平衡向气体体积缩小的方向移动 其实 图象告诉我们的是 增大压强 加快了正 逆反应 但逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度 由此而导致平衡向左移动 而压强的改变 只影响气体反应的速率 若x y皆非气体 则其正反应速率不受影响 故b项错误 正确答案为a项 探究整合应用 影响化学反应速率因素的实验探究影响化学反应速率的因素有温度 浓度 压强 催化剂等 催化剂能成千上万倍地增大反应速率 而且催化剂具有选择性 专一性 故对于不同反应 使用的催化剂可能不同 在一定温度下 向含有h2so4的h2o2溶液中滴加定量的kmno4溶液 反应开始后 溶液中mn2 的浓度c将随时间t的变化而变化 某学生在做实验前认为 mn2 的浓度c与时间t的关系如图 做完实验后 得到的结果为图 请说明下列问题 在一定温度下 向含有h2so4的h2o2溶液中滴加定量的kmno4溶液 反应开始后 溶液中mn2 的浓度c将随时间t的变化而变化 某学生在做实验前认为 mn2 的浓度c与时间t的关系如图 做完实验后 得到的结果为图 请说明下列问题 1 写出h2o2与kmno4反应的化学方程式 2 由oa段的所得到的结论是 3 由ab段所得到的结论及ab段坡陡的原因是 4 由bc段所得到的结论是 解析 设计方案 先写出化学方程式 再分析方程式中的变化情况 找出可能的影响因素 具体论证 mn元素化合价降低 h2o2中的o元素化合价必定要升高 用h 调整元素守恒和电荷守恒 由图 可知产物mn2 的浓度的增大速率先很慢 后很快 而后又很慢 此过程中温度恒定 反应物浓度又是减小的 压强