化学选修四第二章影响化学反应速率的因素ppt课件.pptx

第二节影响化学反应速率的因素 第二章化学反应速率和化学平衡 一 有效碰撞理论 化学反应发生的先决条件是反应物分子之间必须发生碰撞 但不是任何两种反应物分子之间的碰撞都能发生化学反应 只有少数分子之间的碰撞能发生化学反应 这种能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞 能够引起分子间发生化学反应的碰撞 1 有效碰撞 2 活化分子 具有较高能量 能够发生有效碰撞的分子 3 活化能 活化分子高出反应物分子平均能量的部分 或普通分子变成活化分子所需的最低能量 2 能量 反应过程 E1 E2 反应物 生成物 活化分子 活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量 该反应是吸热反应还是放热反应 活化能与反应热有关吗 反应热 活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关 活化能的大小是由反应物分子的性质决定 活化能越小 则一般分子成为活化分子越容易 活化分子越多 单位时间内有效碰撞越多 反应速率越快 结论 3 思维拓展 用哪些方法可以增加反应体系的活化分子数 提示 一定条件下 活化分子数不变 增加反应体系的活化分子数有两个途径 1 增加单位体积内活化分子数 如采取增大反应物浓度 加压等措施 2 增加活化分子百分数 如采取升高温度 使用催化剂等措施 活化分子百分数 活化分子数 反应物分子总数 100 n活 n总 活 4 没合适的取向 没足够的能量 类比法 借鉴投篮 获得灵感 为什么有的碰撞可以发生反应 而有的不能发生反应 与哪些因素有关系 5 6 所有能够改变内能 运动速率 以及碰撞机率的方法 都可以用来改变 控制反应的速率 化学反应速率主要取决于 有效碰撞频率 化学反应发生的条件 7 1 钠与冷水能剧烈反应 而镁与沸水只能微弱反应 2 新鲜的水果和食物保存在冰箱里能存放得更久 3 硫在纯氧中比在空气中燃烧剧烈 4 香蕉采摘的时候并不是完全熟的 常用乙烯作为它的催熟剂 5 煤粉比煤块更容易燃烧 思考与交流 用化学的观点解释下列事实 思考 浓度 压强 温度 催化剂的变化对有效碰撞的频率有何影响 8 一 浓度对反应速率的影响 草酸 化学式H2C2O4 学名乙二酸 结构简式HOOC COOH 是一种弱酸 草酸具有很强的还原性 与氧化剂作用易被氧化成二氧化碳和水 可以使酸性高锰酸钾 KMnO4 溶液褪色 并将其还原成正2价锰离子 这一反应在定量分析中被用作测定高锰酸钾浓度的方法 2KMnO4 5H2C2O4 3H2SO4 K2SO4 2MnSO4 10CO2 8H2O 向KMnO4溶液中加入不同浓度的H2C2O4 草酸 溶液 9 10 0 01mol L的KMnO4溶液 0 1mol LH2C2O4 0 2mol LH2C2O4 快 慢 2KMnO4 5H2C2O4 3H2SO4 K2SO4 2MnSO4 10CO2 8H2O 结论 其它条件相同时 增大反应物的浓度 反应速率加快 减小反应物的浓度 反应速率减慢 一 浓度对反应速率的影响 现象 有气泡产生 加入较浓H2C2O4溶液试管 KMnO4先褪色 11 用碰撞理论来解释浓度对化学反应速率的影响 增大浓度 其他条件不变 反应物浓度增大 单位体积内活化分子数 单位时间内有效碰撞几率 反应速率 反之 反应速率 微观解释 增加 减慢 增加 增加 加快 增加 增多 12 增加反应物的物质的量一定能加快反应速率吗 答案 不一定 若增加固体或纯液体的物质的量 该物质的物质的量浓度不变 则化学反应速率不变 思维拓展 13 a 此规律只适用于气体或溶液的反应 对于固体或纯液体反应物 一般情况下其浓度是常数 因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率 c 随着化学反应的进行 反应物的浓度会逐渐减小 因此一般反应速率也会逐渐减小 b 一般来说 固体反应物表面积越大 反应速率越大 固体反应物表面积越小 反应速率越小 注意 d 若浓度增大 改变物质性质 要具体分析反应速率的变化 如 铁 铝于硫酸的反应 14 KETANGJIANCE 例下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是 A Na与水反应时增大水的用量B 将稀H2SO4改为98 的浓H2SO4与Zn反应制取H2C 用浓硫酸代替稀H2SO4与铁反应D 恒温 恒容条件下 在工业合成氨反应中 增加氮气的量 答案 D 解析 Na和水的反应中增加水的用量 水为纯液体 对其浓度几乎无影响 反应速率几乎不变 A项错误 98 的浓H2SO4与Zn反应生成SO2 而不生成H2 B项错误 浓硫酸与铁发生钝化作用 生成物阻碍了反应的进一步进行 C项错误 恒温恒容时增加氮气的用量 氮气的浓度增大 化学反应速率明显加快 D项正确 15 二 压强对化学反应速率的影响 对于有气体参加的反应 当其他条件不变时 增大体系压强 气体的体积减小 就是增加单位体积的反应物的物质的量 即增加反应物的浓度 因而可以增大化学反应的速率 增大压强 反应物浓度增大 反应速率增大 减小压强 反应物浓度减小 反应速率减小 16 用碰撞理论来解释压强对化学反应速率的影响 增大压强 其他条件不变 增大压强 体积缩小 反应物浓度增大 单位体积内活化分子数 单位时间内有效碰撞的次数 反应速率 反之 反应速率 微观解释 增多 增加 加快 减慢 17 思考 在N2 3H22NH3中 当其他外界条件不变时 减小体系压强 该反应的速率怎么变 在反应中保持体系容积不变 充入N2 反应的速率怎么变 在反应中保持体系容积不变 充入He 反应的速率怎么变 在反应中保持体系压强不变 充入He 反应的速率怎么变 压强对反应速率的影响 减小 增大 不变 减小 18 对于气体有下列几种情况 1 恒温时 增大压强 体积减少 C增大 反应速率增大 2 恒容时 A 充入气体反应物 反应物浓度增大 浓度增大 反应速率增大 B 充入 无关气体 如He N2等 引起压强增大 但反应器的体积不变 各物质的浓度不变 反应速率不变 3 恒压时 充入 无关气体 如He等 引起体积增大 各反应物浓度减少 反应速率减慢 19 压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的P增大 C成比例增大 P减小 C成比例减小 发散思考 压强对于任意化学反应的速率都有影响吗 提示 改变压强只能改变有气体参加或有气体生成的反应的化学反应速率 而对于只有固体或纯液体参加的反应来说 改变压强 对化学反应速率几乎没有影响 20 KETANGJIANCE 例反应C s H2O g CO g H2 g 在一可变容积的密闭容器中进行 下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 A 增加C的量B 将容器的体积缩小一半C 保持体积不变 通入H2O g D 压强不变充入N2使容器体积增大 答案 A 解析 增加C的用量 由于是固体 对其浓度无影响 对化学反应速率无影响 A项正确 容器体积压缩一半 气态物质浓度增大 化学反应速率加快 B项错误 体积不变 通入H2O g 增大反应物浓度 化学反应速率加快 C项错误 压强不变充入N2 气态反应物和生成物浓度减小 反应速率减小 D项错误 21 Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 SO2 S H2O 三 温度对反应速率的影响 不同温度条件下同浓度硫酸与Na2S2O3溶液的反应 硫代硫酸钠 Na2S2O3 又名次亚硫酸钠 大苏打 海波 它是常见的硫代硫酸盐 无色透明的单斜晶体 硫代硫酸钠易溶于水 遇强酸反应产生硫和二氧化硫 22 23 5mL0 1mol L的H2SO4 5mL0 1mol LNa2S2O3 热水 冷水 快 慢 Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 SO2 S H2O 结论 其它条件相同时 升高温度 反应速率加快 反之 降低温度 反应速率减慢 三 温度对反应速率的影响 现象 混合后均出现浑浊 但热水一组首先出现浑浊 24 用碰撞理论来解释温度对化学反应速率的影响 升高温度 其他条件不变 微观解释 增多 升高温度 活化分子的百分数 分子的运动速率加快 分子间有效碰撞的几率 反应速率 增大 增大 温度每升高10 速率增加2 4倍 25 已知 4H 4I O2 2I2 2H2O现有1mol LKI溶液0 1mol LH2SO4溶液和淀粉溶液 请设计实验探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系 结论 其它条件相同时 温度高 出现蓝色的时间短 温度低 出现蓝色的时间长 注意 1 反应若是可逆反应 升高温度 正 逆反应速率都加快 降低温度 正 逆反应速率都减小 2 一般 温度每升高10 化学反应速率增大2 4倍 26 四 催化剂对反应速率的影响 27 四 催化剂对反应速率的影响 现象 加MnO2前带有余烬的木条没有明显的变化 加入MnO2后 余烬木条 火焰明亮 迅速产生大量气泡 复燃 实验结论 MnO2能加速H2O2的分解 MnO2作催化剂 28 1 图像 途径 表示 途径 表示 2 微观解释 使用催化剂 改变了反应的路径 反应的活化能 由 变为 活化分子的 增多 使有效碰撞的几率 反应速率 没使用催化剂 使用了催化剂 降低 E1 E2 百分数 提高 加快 用碰撞理论来解释催化剂对化学反应速率的影响 规律 其它条件相同时 选用适当的催化剂可以改变反应速率 正催化剂使反应速率加快 负催化剂使反应速率减慢 微观解释 29 催化剂对可逆反应中的正 逆反应速率的影响是否相同 提示 因催化剂对化学反应速率的影响是降低活化能 增加有效碰撞次数 对正 逆反应的影响是相同的 所以催化剂对正 逆反应速率的影响相同 思维拓展 30 例亚氯酸盐 如NaClO2 可用作漂白剂 在常温下不见光时可保存一年 但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解 5HClO2 4ClO2 H Cl 2H2O 分解时 刚加入硫酸 反应缓慢 随后突然反应释放出大量ClO2 这是因为 A 酸使亚氯酸的氧化性增强B 溶液中的H 起催化作用C 溶液中的Cl 起催化作用D 逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低 KETANFJIANCE 答案 C 解析 由题目信息可知 NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸 生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢 随后突然反应加快 这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用 故正确答案为C 31 1 催化剂有正 负之分 一般情况下的催化剂是指正催化剂 2 催化剂有选择性 不同的化学反应的催化剂不相同 催化剂具有一定的活化温度 3 催化剂对可逆反应的正 逆反应的速率影响相同 特别提醒 32 33 探究1 设计实验比较在2mL5 的H2O2中加入FeCl3和CuSO4溶液各1mL 比较二者分解速率 FeCl3对该反应的催化效果更好 34 35 探究2 设计实验比较在4mL0 01mol LKMnO4和2mL0 1mol LH2C2O4 加不加MnSO4对反应速率有否影响 MnSO4对该反应有催化作用 36 37 探究3 现有5mL淀粉溶液 碘水 2mol L硫酸溶液 设计实验比较唾液 稀硫酸对反应速率影响效果如何 蓝色很快褪去 蓝色很难褪去 唾液对该反应的催化效果更