高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率第3节化学反应的速率（第2课时）课件鲁科版选修4.ppt

第2课时外界因素对化学反应速率的影响 第2章第3节 学习目标定位1 会分析浓度 压强 温度 催化剂对化学反应速率的影响 2 知道反应速率常数 活化能的含义 能够根据相应规律解决有关问题 一浓度 压强对化学反应速率的影响 三催化剂对化学反应速率的影响 二温度对化学反应速率的影响 内容索引 达标检测提升技能 一浓度 压强对化学反应速率的影响 新知导学 1 浓度对化学反应速率的影响在298K时 实验测得溶液中的反应H2O2 2HI 2H2O I2在不同浓度时的速率如下表所示 分析上表数据 回答下列问题 1 当c H2O2 恒定时 随c HI 增大 其反应速率v的变化趋势是 若c HI 增大1倍 其反应速率v的变化是 同理 当c HI 恒定时 反应速率v与c H2O2 之间有类似的变化规律 2 由以上分析可知 其反应速率与c H2O2 c HI 成 上述反应在不同浓度时的反应速率的数学表达式是 增大1倍 增大 正比 v kc H2O2 c HI 相关视频 2 化学反应速率与反应物浓度的关系 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都是由实验测得 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 具备以下特点 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 应速率 单位浓度下的化学反 增大 温度 催化剂 固体表面性质 越快 结论 增大压强 气体体积 浓度 化学反应速率 1 由于固体 液体粒子间的 很小 增大压强几乎不能改变它们的 因此对只有固体或液体参加的反应 压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计 3 压强对化学反应速率的影响对于气体来说 在一定温度下 一定质量的气体所占的体积与压强成反比 如图所示 缩小 加快 空隙 浓度 增大 2 对于反应N2 3H2 2NH3 不同条件下 压强对化学反应速率的影响 恒温恒容密闭容器中a 充入N2 压强 c N2 化学反应速率 b 充入He He与反应无关 压强 但c N2 c H2 c NH3 都 化学反应速率 恒温恒压密闭容器中充入He 体积 c N2 c H2 c NH3 都 化学反应速率 增大 加快 增大 不变 增大 不变 增大 减小 减小 浓度 压强对化学反应速率的影响 1 改变浓度对可逆反应速率的影响规律为增大反应物浓度 速率增大 在瞬间内 生成物浓度可认为不变 不变 但随着反应的进行 反应物浓度减小 生成物的浓度逐渐增大 故 逐渐减小 速率逐渐增大 直到两者 2 固体或纯液体的浓度可视为常数 则固体量的增多 反应速率 反应速率还与固体 的大小和生成物 的速率有关 正反应 正反应速率 逆反应 相等 逆反应速率 不影响 表面积 扩散 3 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 改变 不变 1 反应3Fe s 4H2O g Fe3O4 s 4H2 g 在一可变容积的密闭容器中进行 试回答 1 增加Fe的量 其反应速率 填 增大 不变 或 减小 下同 活学活用 答案 解析 由于Fe是固体 改变Fe的量 反应物浓度不变 故反应速率不变 不变 2 将容器的体积缩小一半 其反应速率 将容器体积缩小一半 则反应物浓度增大 故反应速率增大 答案 解析 增大 3 保持体积不变 充入N2使体系压强增大 其反应速率 答案 解析 容器体积不变 充入N2 反应物浓度不变 故反应速率不变 不变 4 保持压强不变 充入N2使容器的体积增大 其反应速率 保持容器内压强不变 充入N2相当于减小压强 即反应物和生成物浓度均减小 故反应速率减小 答案 解析 减小 二温度对化学反应速率的影响 1 根据基元反应碰撞理论 能量较高 相互之间发生碰撞 能够引发化学反应发生的反应物分子叫做活化分子 1 化学反应一般需要一个活化的过程 即能发生反应的分子 必须是先 能量后形成活化分子 2 普通反应物分子形成活化分子所吸收的 叫活化能 Ea 对基元反应而言 其活化能是活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量的 3 由阿伦尼乌斯公式 k为反应速率常数 A为比例系数 e为自然对数的底 R为摩尔气体常量 Ea为活化能 知 活化能越高 反应 进行 反应速率常数 可见 活化能是决定化学反应速率的内因 新知导学 吸收 差值 越难 越小 能量 2 温度会影响反应速率常数 从而影响化学反应速率 下表列出了几个反应在298K和308K时的反应速率常数之比 请根据表中数据进行讨论 1 温度对化学反应速率有怎样的影响 答案 升高温度 反应速率常数增大 化学反应速率增大 2 升高相同温度 对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗 为什么 答案 不一样 不同的反应 活化能差值很大 活化能越大 改变温度对反应速率的影响程度就越大 因此 升高相同温度时 对不同化学反应速率影响就不一样 3 对于B反应 H2 g I2 g 2HI g H 0 则升高温度时 v正和v逆应如何变化 平衡如何移动 答案 升高温度 v正和v逆均增大 平衡向逆反应方向移动 相关视频 温度对化学反应速率的影响 1 一定条件下的化学反应 升高温度 可 化学反应速率 降低温度 可 化学反应速率 2 经验规律对于在 中发生的反应 温度每升高10K 反应速率增加到原来的 倍 此近似规律只对一些反应的化学反应速率做粗略估计 3 经验公式 阿伦尼乌斯公式 Ea为 单位为J mol 1或kJ mol 1 加快 溶液 活化能 2 4 减慢 当Ea 0时 升高温度 反应速率常数 化学反应速率 增大 增大 4 升高温度 v正 v逆一般均加快 吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数 降低温度 v正 v逆一般均减小 且吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数 2 对于反应M N P 如果温度每升高10 反应速率增加为原来的3倍 在10 时完成反应的10 需要54min 将温度提度到40 完成反应的10 需要的时间为A 2minB 3minC 6minD 9min 活学活用 答案 解析 因为温度每升高10 反应速率增加为原来的3倍 所以温度由10 变为40 反应速率将变为33倍 应所用时间变为原来的1 27 即 2min 提示温度影响反应速率的经验公式为式中v2 v1分别是在T2 T1温度下的反应速率 其含义为温度每升高10 反应速率加快为原来的n倍 三催化剂对化学反应速率的影响 1 根据表中实验操作要求完成实验 观察实验现象 填写下表 活学活用 产生气泡比较快 产生气泡比较慢 Fe3 Cu2 对H2O2的分解都有催化作用 但Fe3 催化作用强 相关视频 2 某些反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比如下表所示 分析上表数据 回答下列问题 1 使用催化剂 其反应的活化能有何变化 反应速率常数有何变化 答案 使用催化剂 反应的活化能大幅度降低 反应速率常数变大 2 使用催化剂对其化学反应速率有怎样的影响 答案 化学反应速率增大 3 与其他因素 如浓度 温度等 相比较 催化剂对化学反应速率的影响程度如何 为什么 答案 比温度 压强 浓度对化学反应速率影响程度都要大 加快的速率可达几千倍 催化剂可以较大幅度地降低反应的活化能 1 催化剂能改变化学反应速率 但反应前后催化剂本身的 和 不变 催化剂通过参与化学反应改变反应历程降低反应的 来提高反应速率 2 使用催化剂 降低反应活化能 更多的反应物分子成为 大大增加单位体积内的 百分数 成千成万倍地增大化学反应速率 3 催化剂 地改变正 逆反应速率 但催化剂 引起平衡移动 不改变化学平衡常数 不改变平衡转化率 质量 活化能 同等倍数 活化分子 化学性质 不能 活化分子 4 催化剂具有 某反应中的催化剂不一定适用于其他反应 故工业生产中 常需要选取特定的催化剂来提高生产效率 选择性 3 对于某一可逆反应 使用催化剂的作用在于A 提高反应物的平衡转化率B 同等程度改变正 逆反应速率C 增大正反应速率 减小逆反应速率D 改变平衡混合物的组成 活学活用 答案 解析 根据催化剂的作用原理可知 催化剂不能改变平衡转化率 不能影响化学平衡的移动 能同等倍数地改变正 逆反应速率 值得注意的是 催化剂不是只提高正反应速率 而是同时 同等程度地提高正 逆反应速率 达标检测提升技能 1 过量锌粉跟100mL6mol L 1的H2SO4溶液反应 一定温度下 为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的A 碳酸钠固体B 氯化钡固体C 硫酸钾溶液D 硫酸铜溶液 答案 解析 1 2 3 4 A项 Na2CO3与H2SO4反应生成CO2气体 生成H2的量减少 B项 H2SO4 BaCl2 BaSO4 2HCl c H 不变 速率不变 D项 形成铜锌原电池 速率加快 5 2 对已达化学平衡的如下反应 2X g Y g 2Z g 减小压强时 对该反应产生的影响是A 逆反应速率增大 正反应速率减小 平衡向逆反应方向移动B 逆反应速率减小 正反应速率增大 平衡向正反应方向移动C 正 逆反应速率都减小 平衡向逆反应方向移动D 正 逆反应速率都增大 平衡向正反应方向移动 答案 解析 1 2 3 4 减小压强 平衡向气体总体积增大的方向移动 即平衡向逆反应方向移动 减小压强 正 逆反应速率都减小 只是减小的程度不一样 5 3 在实验 和实验 中 用定量 定浓度的盐酸与足量的石灰石反应 并在一定的时间内测量反应所放出的CO2的体积 实验 用的是块状的石灰石 实验 用的是粉末状石灰石 下图中哪个图像能正确反映两种实验的结果 答案 解析 1 2 3 4 5 固体物质参加反应 增大接触面积 才能提高反应速率 粉末状的固体比块状的固体的表面积大 反应 比反应 的速率快 盐酸的物质的量相同 则产生的CO2的体积应相等 因此A C错 从D中可以看出 的反应速率大于 故D错 1 2 3 4 5 4 反应2A g 2B g C g H 0 达平衡时 要使 A 增大 v正增大 应采取的措施是A 降温B 加催化剂C 升温D 加压 1 2 3 4 答案 解析 5 降温使正 逆反应速率都降低 升温使正 逆反应速率都增大 A错误 催化剂只改变反应速率 而平衡不移动 B错误 H 0 表示正反应为吸热反应 升温使平衡向正反应方向移动 A