高中化学 2.1.2 影响化学反应速率的因素课件 苏教版选修4.ppt

第2课时影响化学反应速率的因素 目标定位 1 了解碰撞理论 能用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 2 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 3 了解催化剂在生产 生活和科学研究领域中的重大作用 4 知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响 5 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 基础清单 一 有效碰撞理论1 有效碰撞 1 概念 能够发生反应的碰撞 2 条件 发生碰撞的分子要具有 分子要在 上发生碰撞 3 与反应速率的关系 反应速率的大小与 成正比 足够高的能量 一定的方向 单位时间内反应物 分子间的碰撞次数 2 活化能和活化分子 1 活化分子 能量较高 有可能发生 的分子 2 活化能 碰撞理论认为活化分子的平均能量与所有分子的平均能量的差为反应的活化能 有效碰撞 过渡态理论认为过渡状态 的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能 正反应的活化能为 逆反应的活化能为 ea ea 二 影响化学反应速率的因素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 2 外因 外界条件 1 浓度 规律 当其他条件不变时 增大反应物的浓度 反应速率 减小反应物的浓度 反应速率 反 应物的性质 增大 减小 解释 反之 反应物浓度减小 反应速率 增多 增多 加快 减小 2 压强 对于有气体参加的反应 规律 当其他条件不变时 增大压强 反应速率 减小压强 反应速率 增大 减小 解释 反之 压强减小 反应速率 减小 增大 增大 减小 3 温度 规律 当其他条件不变时 升高温度 反应速率 降低温度 反应速率 解释 反之 降低温度 反应速率 增大 减小 减小 增多 增加 加剧 增大 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 催化剂就是指正催化剂 解释 活化能 活化分子百分数 加快 加快 5 其他因素对化学反应速率的影响 如光 电磁波 超声波 增大反应物间 等 均会对化学反应速率产生影响 接触面积 思考辨析 1 判断正误 1 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 2 对于cocl2 g co g cl2 g h 0 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 3 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 4 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 2 问题思考 1 改变反应物的用量 化学反应速率一定发生变化吗 分析 不一定 如改变固体 液体的用量 对化学反应速率无影响 2 增大体系压强是否一定能加快有气体参加反应的反应速率 分析 不一定 压强对反应速率的影响是通过对浓度的影响来实现的 若在恒容容器中充入稀有气体 压强增大但参与反应的气体浓度不变 反应速率不变 知识链接 过渡状态反应物体系转变成产物体系过程中 经过的能量最高状态称为过渡状态 或称活化络合物 过渡状态键的状况是旧键未完全断裂 新键未完全形成 过渡状态是不稳定的 过渡状态和反应物的能量差 e 称为活化能 不同的反应体系有不同的活化能 活化能越大反应越困难 催化剂在化学反应里能改变 加快或减慢 其他物质的化学反应速率 而本身的质量和化学性质在反应前后 反应过程中会改变 都没有发生变化的物质叫做催化剂 其物理性质可能会发生改变 使化学反应加快的催化剂 叫做正催化剂 使化学反应减慢的催化剂 叫做负催化剂 若无特别说明 一般指正催化剂 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 1 恒温 增加压强体积缩小浓度增大反应速率加快 2 恒容 充入气体反应物浓度增大总压增大反应速率加快 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 思 悟 1 对于可逆反应n2 3h22nh3 在下列条件下 其反应速率如何变化 恒温恒容下 向体系内充入he时 恒温恒压下 向体系内充入he时 提示 恒温恒容 充入 惰性 气体 体系压强增大 但体积不变 反应混合物各组分的浓度不变 反应速率不变 恒温恒压 充入 惰性 气体体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小 2 反应fecl3 3kscnfe scn 3 3kcl进行一段时间后 加入少量fecl3固体 对反应速率有何影响 加入少量kcl固体呢 提示 题述反应的实质是fe3 3scn fe scn 3 因此加入少量fecl3固体 增大了fe3 浓度 使反应速率加快 加入kcl固体 对反应组分的浓度无影响 不影响反应速率 二 化学反应速率的图像分析1 解答图像题的方法 2 实例 化学反应 2h2s g so2 g 3s s 2h2o g 1 其他条件一定 增大气态反应物的压强 缩小气体容器的容积 反应速率随着压强的增大而增大 如图a 2 其他条件一定 减小气态反应物的压强 扩大气体容器的容积 反应速率随着压强的减小而减小 如图b 3 温度 气体容器的容积都一定 随着时间的增加 so2 h2s物质的量逐渐减小 气体的压强逐渐减小 反应速率逐渐减小 如图c 4 分别在较低温度t1和较高温度t2下反应 气态反应物的压强都是逐渐增大 缩小容器容积 的 反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大 如图d 思 悟 1 对于气体体积增大的放热反应a g b g 3c g h 0 其v t图像如图所示 则在t1 t2时刻改变的条件可能是什么 提示 t1时刻速率都增大 且v 逆 v 正 改变的条件可能是增大压强或升高温度 t2时刻速率都减小 且v 正 v 逆 改变的条件可能是减小压强或降低温度 2 根据下图能否判断出反应物和生成物 计算平均速率 写出化学方程式 提示 能 由题中图像知 a的浓度减小 b c的浓度增加 且比值为3 1 3 故反应的化学方程式为3a b 3c v a 2 4mol l 1 1 2mol l 1 2min 0 6mol l 1 min 1 则v c 0 6mol l 1 min 1 v b 0 2mol l 1 min 1 知识备选 外界条件影响化学反应速率的比较 类型一化学反应速率的影响因素 典例 2013 盐城高二检测 no和co都是汽车尾气中的有害物质 它们能缓慢地起反应 生成n2和co2 为加快此反应的速率 下列说法中正确的是 a 使用催化剂不能加快反应速率b 冬天温度低 反应速率小 对人体危害小c 升高温度能加快反应速率d 改变压强对反应速率无影响 解题指南 解答本题时要注意压强对有气体参加的反应的速率会产生影响 解析 选c 根据题目信息写出反应方程式 2no 2co n2 2co2 该反应是有气体参加的反应 增大压强能加快其反应速率 加入催化剂 升高温度反应速率增大 冬天温度低 化学反应速率小 有毒的co和no气体不能很好转化 对人体毒性更大 名师点评 通过讲解本题 引导学生总结该类题的解题思路及注意事项 重点强调以下几点 变式训练 已知 na2s2o3 h2so4 na2so4 so2 s h2o 下列各组实验中 反应速率最快的是 解析 选d 本题主要考查温度和浓度对化学反应速率的影响 溶液混合后总体积都相同 从温度方面判断 c d的反应速率大于a b的反应速率 从浓度方面判断 a d的反应速率大于b c的反应速率 所以反应速率最快的为d 类型二化学反应速率的图像 典例 一定条件下进行反应2x g y g z s 3w g h 0 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 解题指南 解答该题要注意以下3点 1 图像t1时刻正 逆反应速率的变化特点 2 反应特点 反应前后气体体积不变 3 各外界因素对反应速率的影响 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 但逆反应速率增大得多 b项正确 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 互动探究 请结合例题分析 画出a c d三项的图像 提示 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地增大 使用催化剂也是同等程度地增大正逆反应速率 故a c项的图像相似 a c的图像为 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 变式训练 2014 金华高二检测 用纯净的caco3与稀盐酸反应制取co2 实验过程记录如图所示 分析 判断正确的是 a oe段表示反应速率最快b ef段表示反应速率最快 单位时间内收集的co2最多c fg段表示收集的co2最多d og段表示随着时间的推移 反应速率逐渐增大 解析 选b 应从曲线变化的斜率进行分析 oe ef fg三段中ef的斜率最大 则单位时间内 生成的co2最多且速率最快 化学反应过程中有关反应速率影响因素的探究 碘钟 实验中 的反应速率可用淀粉溶液显蓝色的时间t来度量 某探究性学习小组在20 条件下进行实验 得到的数据如下表 思考探究 1 编号 的实验中 反应速率最大的是哪一个 提示 根据 表格中的数据可知 反应时间越短的 反应速率越快 因此 中反应速率最快的为 2 温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律 若要使编号 对应浓度的实验显色时间小于22 0s 应如何控制温度 提示 中对应浓度的实验显色时间为22 0s 要想使显色时间小于22 0s 则需要加快反应速率 温度对反应速率的影响是 温度越高 反应速率越快 所以应该升高反应温度 3 该学习小组进行的实验的目的是什么 提示 通过表格中的数据可知 该实验研究的是反应物i 和s2的浓度对反应速率的影响 4 通过分析比较上表数据 得到什么结论 提示 从表中数据可以看出 在浓度不变时 随着i 浓度的增加 反应速率增大 当i 浓度不变