苏教版选修4 专题2第一单元 化学反应速率——影响化学反应速率的因素 课件（118张）.ppt

影响化学反应速率的因素 一 有效碰撞理论1 有效碰撞 1 概念 能够发生 的碰撞 2 条件 发生碰撞的分子要具有 分子要在 发生碰撞 反应 足够高的能量 一定的方向上 3 与反应速率的关系 反应速率的大小与 成正比 单位时间 内反应物分子间的碰撞次数 微点拨 发生化学反应的前提条件必须是分子之间发生有效碰撞 2 活化能和活化分子 1 活化分子 能量较 有可能发生 的分子 高 有效碰撞 2 活化能 碰撞理论 活化能为活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差 过渡态理论 活化能为过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差 3 化学反应的过程 1 正反应的活化能 2 逆反应的活化能 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 反应物的性质 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 解释 反应物浓度增大 单位体积内反应物的活化分子数 单位体积内有效碰撞次数 反应速率 反之 反应物浓度减小 反应速率 增大 减小 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 解释 压强增大 气体体积减小 反应物浓度 反应速率 反之 压强减小 反应速率 增大 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 增大 减小 解释 反之 降低温度 反应速率 增多 增加 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 若不特别说明 催化剂就是正催化剂 可以加快化学反应速率 解释 催化剂 改变反应的路径 降低反应所需活化能 提高活化分子百分数 有效碰撞几率提高 反应速率加快 5 其他因素 如光 电磁波 超声波 增大反应物间接触面积等 均会对化学反应速率产生影响 微点拨 探究外界条件对化学反应速率的影响时 采用的方法是控制变量法 自我小测 1 思考辨析 1 对于反应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 2 对于可逆反应 加入催化剂 降低反应所需的活化能 同等程度地提高正 逆反应速率 反应的 h也随之改变 分析 加入催化剂 改变了反应的途径 加快了反应速率 但反应的 h不改变 3 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 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 在反应cuo h2so4 cuso4 h2o中 可加快反应速率的措施是 a 加水b 升高温度c 降低压强d 降低温度 解析 选b 加水 氢离子浓度减小 反应速率减小 故a错误 升高温度 增大活化分子百分数 反应速率增大 故b正确 反应没有气体参加 增大压强 反应速率不变 故c错误 降低温度 反应速率减小 故d错误 3 sj选修4 p40改编 下列措施中能增大铁与盐酸反应的速率的是 a 减小盐酸的浓度b 降低反应温度c 加入催化剂d 用铁片代替铁粉 解析 选c 减小盐酸的浓度 降低反应温度均能使反应速率减小 用铁片代替铁粉 减小反应物的接触面积 会使反应速率减小 加入催化剂 增大铁与盐酸反应的速率 4 在碘化钾和硫酸的混合溶液中加入h2o2水溶液 迅速发生反应 放出大量气体 反应过程表示如下 h2o2 2ki h2so4 i2 k2so4 2h2o h2o2 i2 2hio h2o2 2hio i2 o2 2h2o 下列有关该反应的说法正确的是 a 反应速率与浓度有关b 催化剂能加快化学反应速率 但反应物的所需活化能不变c 碘单质是过氧化氢分解的催化剂d 一定量h2o2反应的ki溶液浓度越大 反应速率越慢 解析 选c 在反应 中不参与反应 所以反应速率与浓度无关 a错误 催化剂能加快化学反应速率 是降低了反应物的活化能 b错误 根据反应 可以得出碘单质是过氧化氢分解的催化剂 c正确 因为碘单质是催化剂 碘单质的浓度大小与ki溶液浓度有关 所以一定量h2o2反应的ki溶液浓度越大 反应速率越快 d错误 5 下列有关化学反应速率的说法中正确的是 a 氢气与氮气能够缓慢地反应生成氨气 使用合适的催化剂可以提高化学反应速率b 等质量的锌粉和锌片与相同体积 相同浓度的盐酸反应 反应速率相等 c 用铁片与硫酸制备氢气时 浓硫酸可以加快产生氢气的速率d 增大反应co2 g h2 g co g h2o g 的压强 反应速率不变 解析 选a 锌粉与盐酸的接触面积大 所以锌粉与盐酸反应产生氢气的速率比锌片快 b错误 浓硫酸能够使铁钝化 形成的氧化膜隔绝了硫酸与铁的接触 反应停止 c错误 尽管反应前后气体的物质的量不变 但增大压强 反应体系中的有关气体的浓度增大 反应速率增大 d错误 6 下列说法正确的是 a 活化分子间的碰撞一定是有效碰撞b 活化分子具有的能量是活化能c 活化分子的总数越多 反应速率越快d 单位时间内有效碰撞次数越多 反应速率越快 解析 选d 活化分子间的碰撞并不都是有效碰撞 只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞 活化分子具有的平均能量与所有分子具有的平均能量之差才叫活化能 单位体积内活化分子总数越多 有效碰撞机会越多 反应速率才越快 a b c三项均错 一 外界条件对化学反应速率的影响 核心突破 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 5 从微观上看外界条件对反应速率的影响 点拨 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 典题通关 典例 下列对化学反应速率影响因素的分析错误的是 a 一定浓度稀硫酸与过量锌粉反应 一定温度下 为了减缓反应进行的速率 但又不影响生成氢气的总量 可向反应物中加入适量k2so4溶液 b no co2no2 co在密闭容器中进行 压强不变充入n2使体积增大 反应速率不变c 升高温度时 化学反应速率加快 主要是由于反应物分子的能量增加 活化分子百分数增大 有效碰撞次数增多 化学反应速率加快d 催化剂能改变化学反应速率且参与反应 但催化剂在化学反应前后 化学性质和质量都不变 解题指南 解答本题需注意以下两点 1 温度 催化剂一定会影响反应速率 二者是通过改变活化分子百分数来影响反应速率的 2 充入惰性气体时要注意题中条件是恒容还是恒压 解析 选b 在锌和酸的反应中 向反应物中加入适量k2so4溶液相当于加入一定量的水 则酸的浓度会降低 化学反应速率减慢 由于氢离子的物质的量不变 所以生成氢气的量不变 故a正确 压强不变充入n2使体积增大 相当于降低了各个物质的浓度 反应速率减慢 故b错误 升高温度会使得反应物分子的能量增加 活化分子百分数增大 有效碰撞次数增多 化 学反应速率加快 故c正确 催化剂能改变化学反应速率且参与反应 在化学反应前后 化学性质和质量都不变 故d正确 延伸探究 1 a项反应 若要加快反应速率 又不影响氢气的总量 可以加入适量的何种溶液 提示 可以加入适量的硫酸铜溶液或硝酸银溶液 锌可以置换出铜或银 从而形成原电池 加快反应速率 2 b项反应 若在恒温恒容下 加入no2逆反应速率如何变化 提示 在恒温恒容下 加入no2 增大了生成物浓度 逆反应速率增大 正反应速率也增大 过关训练 1 2017 浙江4月选考真题 对水样中溶质m的分解速率影响因素进行研究 在相同温度下 m的物质的量浓度 mol l 1 随时间 min 变化的有关实验数据见下表 下列说法不正确的是 a 在0 20min内 中m的分解速率为0 015mol l 1 min 1b 水样酸性越强 m的分解速率越快c 在0 20min内 中m的分解百分率比 大d 由于cu2 存在 中m的分解速率比 快 解析 选d 在0 20min内 中m的分解速率为v 0 015mol l 1 min 1 a选项正确 在0 5min内 中 c m 0 40mol l 1 0 28mol l 1 0 12mol l 1 中 c m 0 40mol l 1 0 31mol l 1 0 09mol l 1 所以 中m的分解速率较快 即水样酸性越强 m的分解速率越快 b选项正确 在0 20min内 中m的 分解百分率为 100 55 中m的分解百分率为 100 65 所以 中m的分解百分率比 大 c选项正确 中虽然含有cu2 但是 和 的ph不同 不能确定分解速率差异是因为cu2 引起的 还是h 浓度差异引起的 d选项错误 2 2017 杭州高二检测 碳酸钙 盐酸是中学化学实验中的常用试剂 1 甲同学拟测定caco3固体与过量0 1mol l 1hcl的反应速率 该反应的化学方程式为 设计两种实验方案 方案一 通过测量 和 计算反应速率方案二 通过测量 和 计算反应速率 配制250ml0 1mol l 1hcl 量取 ml10mol l 1hcl加入烧杯中 加适量蒸馏水 搅拌 将溶液转入 中 洗涤 定容 摇匀 2 乙同学拟用如图装置探究固体表面积和反应物浓度对化学反应速率的影响 限选试剂与用品 0 1mol l 1hcl 颗粒状caco3 粉末状caco3 蒸馏水 量筒 秒表 设计实验方案 在固体表面积或反应物浓度不同的条件下 测定 要求所测得的数据能直接体现反应速率大小 拟定实验表格 完整体现实验方案 表格列数自定 列出所用试剂的用量 待测物理量和拟定的数据 数据可用字母a b c等表示 解析 1 碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙 二氧化碳和水 化学方程式为caco3 2hcl cacl2 h2o co2 可以根据单位时间内二氧化碳的生成量或单位时间内碳酸钙的消耗量判断反应速率 据c1 v1 c2 v2可知 250ml 0 1mol l 1 vml 10mol l 1 v 2 5ml 配制250ml溶液需要250ml的容量瓶 2 在固体表面积或反应物浓度不同的条 件下 通过测定单位时间内二氧化碳的生成速率判断反应速率 根据实验目的 实验1和2探究固体表面积对反应速率的影响 则只能选择颗粒状caco3和粉末状caco3 其他量全部相同 实验1和3探究反应物浓度对反应速率的影响 则盐酸的浓度不同 固体选择颗粒状caco3或粉末状caco3中的一种 三组实验加入蒸馏水时要保证溶液的总体积不变 答案 1 caco3 2hcl cacl2 h2o co2 生成二氧化碳的体积反应时间消耗碳酸钙固体的质量反应时间 2 5250ml容量瓶 2 生成等质量二氧化碳所需时间 或相同时间内生成的co2质量 补偿训练 对反应 a bab来说 常温下按以下情况进行反应 20ml溶液中含a b各0 01mol 50ml溶液中含a b各0 05mol 0 1mol l 1的a b溶液各10ml 0 5mol l 1的a b溶液各50ml 四项反应速率的大小关系是 a b c d 解析 选a 中c a c b 0 5mol l 1 中c a c b 1mol l 1 中c a c b 0 05mol l 1 中c a c b 0 25mol l 1 在其他条件一定的情况下 浓度越大 反应速率越快 所以反应速率由大到小的顺序为 二 有关化学反应速率图象的比较 核心突破 1 解答图象题的方法 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 点拨 化学反应速率 时间图象的特点若达到平衡时 反应速率图象中有断点 则一定是压强或温度或催化剂的改变引起的 若反应速率图象中没有断点 则一定是浓度变化引起的 典题通关 典例 2017 江苏高考 h2o2分解速率受多种因素影响 实验测得70 时不同条件下h2o2浓度随时间的变化如图所示 下列说法正确的是 a 图甲表明 其他条件相同时 h2o2浓度越小 其分解速率越快b 图乙表明 其他条件相同时 溶液ph越小 h2o2分解速率越快c 图丙表明 少量mn2 存在时 溶液碱性越强 h2o2分解速率越快d 图丙和图丁表明 碱性溶液中 mn2 对h2o2分解速率的影响大 解析 选d a项 从图甲看 起始时h2o2的浓度越小 曲线下降越平缓 说明反应速率越慢 错误 b项 oh 的浓度越大 ph越大 图中0 1mol l 1naoh对应的ph最大 曲线下降得最快 即溶液ph越大h2o2分解速率越快 错误 c项 从图丙看 相同时间内 0 1mol l 1naoh条件下 h2o2分解最快 0mol l 1 naoh条件下反应最慢 而1 0mol l 1naoh条件下反应处于中间 错误 d项 从图丁看 在mn2 存在越多时 h2o2的分解速率越快 正确 延伸探究 1 将1mol l 1h2o2溶液的体积增至10ml 则h2o2的分解速率 填 增大 减小 或 不变 提示 不变 溶液体积增大 c h2o2 不变 速率不变 2 若在图丙的溶液中加入的是mncl2粉末 再向溶液中加入少量nacl粉末 增加了cl 浓度 反应速率 填 增大 减小 或 不变 提示 不变 反应速率与cl 浓度无关 过关训练 1 2017 舟山高二检测 h2 i2在恒容密闭容器发生反应 h2 g i2 g 2hi g 下图是h2的转化率随外界条件改变的变化 下列说法正确的是 a 10 15min反应速率小于15 20min的反应速率 改变条件为升高温度b 10 20min内反应速率小于20 40min的反应速率 改变条件为减小hi的浓度c 10 15min反应速率大于40 50min的反应速率 改变条件为减小压强d 随着反应物浓度的减小 v h2 一直减小 解析 选a 由图中数据知 10 15min 15 20min内 反应物转化率变化值分别为 6 7 3 0 3 7 11 2 6 7 4 5 15 20min内反应速率较快 随着反应的进行 反应物浓度减小 又因容器容积不变 故改变的条件只能是升温 a正确 d错误 10 20min 20 40min两个时间段内时间间隔不同 转化率分别改变了8 2 10 3 则10 20min 内消耗的反应物比20 40min内消耗的多 反应速率快 b错误 在恒容密闭容器中发生反应 不可能减小压强 c错误 2 下列表格中的各种情况 可以用下面对应选项中的速率 时间图象曲线表示的是 解题指南 解答本题要明确以下两点 1 金属越活泼 反应物浓度越大 反应温度越高 加催化剂 反应速率越快 2 在速率 时间图象中 上方曲线的反应速率快 解析 选c na比mg活泼 反应速率快 则图象中乙应在上方 故a错误 浓度大 反应速率快 则图象中乙应在上方 故b错误 温度高 反应速率快 随反应进行 正反应速率逐渐减小 甲的温度高 图中甲应在上方 与图象一致 故c正确 加催化剂 反应速率加快 则图中乙应在上方 故d错误 补偿训练 1 2017 宁波高二检测 某研究小组在实验室用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵 nh2coonh4 溶液在不同温度下进行水解实验 nh2coonh4 2h2onh4hco3 nh3 h2o 测得c nh2coo 与反应时间的关系如图所示 据图判断下列说法正确的是 a 0 12min 初始浓度越大的实验 水解反应速率越大b c nh2coo 将随反应时间的不断延长而不断减小c 25 时 0 6min v nh2coo 为0 05mol l 1 min 1d 15 时 第30min时 c nh2coo 为2 0mol l 1 解析 选c 3个实验中温度和初始浓度均不同 不能得出初始浓度与水解反应速率的关系 a项错误 可逆反应不能进行彻底 b项错误 25 时 0 6min v nh2coo 0 05mol l 1 min 1 c项正确 15 时 第23min时反应已达平衡 c nh2coo 平衡浓度为2 075mol l 1 故第30min时 c nh2coo 仍为2 075mol l 1 d项错误 2 实验 和实验 均为zn与盐酸反应 若实验 用锌粉 实验 用锌粒 且两实验用锌量相同 加入的盐酸也是等浓度 等体积的 则两实验产生的h2的量与时间的关系如图所示 正确的是 解析 选a 固体的表面积越大 反应速率越大 则实验 反应速率大于实验 达到平衡用时较少 两实验用锌量相同 加入的盐酸也是等浓度 等体积的 则两实验产生的h2的量相同 控制变量法分析影响化学反应速率的因素核心素养 知道可以通过分析 推理等方法认识研究对象的本质特征 构成要素及其相互关系 运用化学反应原理解决实际问题 1 确定变量 在研究影响化学反应速率的因素时 由于外界影响因素较多 故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变 再进行实验 从而理清影响实验探究结果的因素 2 定多变一 在探究时 应先确定其他因素不变 只变化一种因素 看这种因素与探究的问题存在怎样的关系 这样确定一种因素的影响结果以后 再确定另一种因素的影响结果 通过分析每种因素与所探究问题之间的关系 得出所有影响因素与所探究问题之间的关系 即时演练 1 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应 测定在不同时间t产生氢气体积v的数据 绘制得到下图 则曲线a b c d所对应的实验组别可能是 a 4 3 2 1b 1 2 3 4c 3 4 2 1d 1 2 4 3 审题指导 解析 选a 影响化学反应速率的因素主要有温度 压强 浓度 接触面积 催化剂等 本题涉及温度 浓度 接触面积三种因素对反应速率的影响 其他条件一定时 溶液的浓度越大