人教版选修4 第2章第2节 影响化学反应速率的因素 课件（36张）.pptVIP

第二章化学反应速率和化学平衡 第二节影响化学反应速率的因素 一 影响化学反应速率的内部条件 1 内因 主要因素 2 外因 次要因素 反应物质本身的性质 例1 决定化学反应速率的主要因素是a 反应时的温度b 反应物的性质c 反应物的浓度d 容器内的压强 b 如 与水反应时 k比na剧烈 与h2反应时 f2比cl2剧烈 物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素 分析同一反应 分析不同反应 讨论影响化学反应速率的因素 内因 外因 反应物本质属性 有哪些 是如何影响化学反应速率的 日常生活中改变速率的方法有 加热 搅拌 增大反应物的浓度 使用催化剂 汽车加大油门 炉膛安装鼓风机 把煤块粉碎后使用 用冰箱保存食物 糕点盒装小包除氧剂等等 化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关 所有能够改变内能 运动速率 以及碰撞几率的方法 都可以用来改变 控制反应的速率 有效碰撞条件 能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞 不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞 有足够的能量使旧键断裂 碰撞时要有合理的取向 能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子 活化分子特点 具有较高的能量 能量不足的分子获取能量后才能变成活化分子 活化分子百分数 活化分子数 反应物分子数 100 能量 反应过程 生成物 反应物 反应热 e1 e2 活化分子 讨论单位体积内活化分子百分数或单位体积内活化分子数与浓度 温度 压强 催化剂的关系 活化能越低 单位体积内活化分子数越多 化学反应速率就会越快 化学反应的历程 普通分子 活化能 活化分子 合理取向的碰撞 有效碰撞 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 浓度对化学反应速率的影响 0 01mol l的kmno4溶液 0 1mol lh2c2o4溶液 0 2mol lh2c2o4溶液 快 慢 2kmno4 5h2c2o4 3h2so4 k2so4 2mnso4 10co2 8h2o 结论 其它条件相同时 增加反应物的浓度 反应速率加快 反之 降低反应物的浓度 含稀释 反应速率减慢 浓度的一般讨论对象为气体或溶液 对于纯液体和固体 一般情况下其浓度是定值 二 影响化学反应速率的外部条件 一 浓度对化学反应速率的影响 用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响 一 浓度对化学反应速率的影响 浓度增大 单位体积内活化分子的数目增大 活化分子百分比不变 分子总数增大 分子发生有效碰撞次数增多 化学反应速率增大 原因 在其他条件不变时 对某一反应来说 活化分子百分数是一定的 即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正比 所以当反应物的浓度增大时 单位体积内的分子数增多 活化分子数也相应的增多 反应速率也必然增大 规律 其他条件不变时 增大反应物的浓度 可以增大反应速率 减小反应物的浓度 可以减小化学反应的速率 注意 a 此规律只适用于气体或溶液的反应 对于纯固体或液体的反应物 一般情况下其浓度是常数 因此改变它们的量不会改变化学反应速率 b 气体或溶液浓度的改变与反应速率的关系并不是一概如此 若随着浓度的改变 物质的本质发生了变化 那么反应速率的含义也不同了 如 硫酸与铁的反应 任务一 实验验证0 2mol l和0 1mol lh2c2o4溶液与0 005mol lkmno4酸性溶液反应的速率快慢 并计算化学反应速率 1 取2支试管 各加入4ml0 005mol lkmno4酸性溶液 2 取2支试管 各加入4ml0 2mol l和0 1mol lh2c2o4溶液 3 将两支试管中的草酸溶液分别加入1中的两支试管中 加入同时按下秒表 4 观察至溶液恰好褪色 记录时间 并填写下表 h2c2o40 2 4 8 h2c2o40 1 4 8 kmno40 005 4 8t kmno40 005 4 8t 任务二 如果给出的试剂只有0 005mol lkmno4酸性溶液 0 2mol lh2c2o4溶液和蒸馏水 完成不同草酸浓度 0 2mol l和0 1mol l 对化学反应速率影响实验 如何进行实验 h2c2o40 2 4 8 h2c2o40 2 2 8 kmno40 005 4 8t kmno40 005 4 8t 方案 先取出4ml和2ml草酸溶液于两支试管中 然后在第二支试管中加入蒸馏水2ml 先配出不同浓度的草酸溶液 再将其跟同浓度同体积的高锰酸钾溶液混合 充分认识蒸馏水对调整溶液体积一致有重大作用 要明白v 最终溶液 对c 最终溶液 的影响 理解几种溶液混合时 某种溶液的浓度并不再是初始给出数据 而是混合稀释后的浓度 二 压强对反应速率的影响 分析 对气体来说 若其他条件不变 增大压强 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 单位体积内活化分子数增多 因而可以增大化学反应的速率 结论 对于有气体参加的反应 若其他条件不变 增大压强 反应速率加快 减小压强 反应速率减慢 压强增大 浓度增大 单位体积内n活 有效碰撞 注意 压强影响 只适用于讨论有气体参加的反应 当然并不一定全部是气体 如果反应物是固体 液体 溶液时 改变压强对反应速率没有影响 压强对反应的影响本质上是浓度的影响 当用不同的方法改变体系的压强时 应从本质出发 具体分析 压强增大 气体的体积缩小 浓度增大 化学反应速率增大 单位体积内活化分子数增大 有效碰撞次数增多 用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响 n2h2 ar 讨论1 取一个容积固定的密闭容器 充入ar后 对速率如何影响 总气压增大 n2 h2浓度不变 这种做法绝不是教材中所说 增压 范畴 教材中的增压必须缩容 速率不变 n2h2 ar 讨论2 向容积可变的容器中充入惰性气体 分析速率变化情况 注意 压强的 真变 与 假变 注意 改变压强就是改变单位体积内气体的浓度 如果系统的压强虽然发生了变化 但是单位体积内气体的浓度并不发生改变时 反应速率也不改变 小结 惰性气体对反应速率的影响 1 如果保持恒温恒容 加入惰性气体后 反应物的浓度 因此对反应速率 2 如果恒温恒压 加入惰性气体后 反应体系体积 反应物的浓度 因此反应速率会 结论 1 恒容时 假变 加入稀有气体使压强增大 反应物和生成物的浓度都没有变化 所以化学反应速率不变 2 恒压时 真变 加入稀有气体使体积增大 反应物和生成物的浓度都减小 所以化学反应速率减小 压强对速率的影响是通过改变气体的浓度来改变的 若压强变化之后 气体的浓度未变 其化学反应速率不变 例3 在一固定体积的密闭体系中发生反应 n2 3h22nh3 现采取下列措施 1 往体系中充入一定量的氢气 2 往体系中充入一定量的氮气 3 往体系中充入一定量的he 4 压缩容积使体积变小 哪些措施能够使反应速率增大 为什么 答案 1 2 4 能够使反应速率增大 因为它们都使反应物浓度增大 因而加快反应速率 要点 1 2 只是使个别反应物的浓度增大 此时 我们是从浓度变化的角度讨论它对化学反应速率的影响 4 是使全体反应物的浓度同时发生改变 我们是从压强对化学反应速率的影响的角度讨论 后面当我们讨论化学平衡的时侯 也是同样处理的 这是本节 也是本章教材的难点之一 务必加以注意 问题 1 2 使反应物的浓度增大 与 4 使反应物的浓度增大 有什么不同 例 密闭容器中通入1molh2和1moli2 气体 压强为p pa 在一定温度下使其发生以下反应 h2 g i2 g 2hi g h 0 体积不变 加入1molh2 速率 体积不变 加入1moln2 速率 压强不变 加入1moln2 速率 压强不变 加入1molh2 1moli2速率 升高温度 速率 增大 增大 减小 不变 不变 温度对化学反应速率的影响 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 温度对化学反应速率的影响 温度对化学反应速率的影响 结论 其他条件不变时 升高温度 可以增大反应速率 降低温度 可以减慢反应速率 升高温度 一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子 使得活化分子百分数提高 活化分子间的有效碰撞频率变大 故反应速率增大 原因 1 活化分子数增加 有效碰撞次数增加 主 浓度一定时 升高温度 反应物分子的能量增加 使原来一部分原来能量较低的分子变成活化分子 从而增加了活化分子的数量 使有效碰撞次数增多 反应速率增大 2 分子运动速率加快 次 温度升高 使分子运动的速度加快 单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加 反应速率也会相应的加快 也是一个原因 用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响 三 温度对化学反应速率的影响 升高温度 分数增加活化分子百 化分子数增加单位体积内活 有效碰撞次数增加 反应速率加快 特别提醒 1 温度对反应速率的影响 无论是放热反应 还是吸热反应都适用 2 温度对反应速率的影响 无论固体 液体 气体都适用 每升高10 化学反应速率通常增大到原来的2 4倍 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 一般来说 温度每升高10 反应速率增大到原来的2 4倍 催化剂对化学反应速率的影响 结论 其它条件不变时 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 四 催化剂对化学反应速率的影响 注意 催化剂有正 负之分 如不作说明则为正催化剂 注意 催化剂参与化学反应 反应前后化学性质不发生变化 物理性质可能发生变化 另外 有些反应是不需要催化剂的 如燃烧 中和反应等 催化剂对化学反应速率的影响 能量 反应物平均能量 生成物平均能量 能量 使用催化剂 活化分子能量 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 反应热 没加催化剂 加了催化剂 催化剂对反应速率的影响 规律 催化剂可以改变化学反应的速率 分析原因 在其他条件不变时 使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量 会使更多的反应物分子成为活化分子 大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数 因而使反应速率加快 催化剂改变了反应机理 正催化剂降低了反应活化能 增大了活化分子百分数 使反应速率显著增大 正催化剂 降低了反应活化能 则分子只需具有较低的能量就能变成活化分子 即反应所需的能量降低 活化分子百分比增大 活化分子数增多 有效碰撞次数增大 化学反应速率加快 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 滴加0 1mol l三氯化铁溶液到过氧化氢中比滴加0 1mol l硫酸铜溶液到过氧化氢中 使过氧化氢的分解速率快很多 因此过氧化氢分解用三氯化铁作催化剂比用硫酸铜好得多 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 高锰酸钾溶液 紫红色 加入草酸溶液 紫红色褪色 如果同时再加硫酸锰则褪色快些 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好 催化剂是有选择性的 其它 光 电磁波 超声波 反应物的颗粒大小 溶剂的性质等 增加 增加 不变 增加 加快 增加 增加 不变 增加 加快 不变 增加 增加 增加 加快 不变 增加 增加 增加 加快 小结 影响化学反应速率的外因 活化能 改变浓度 压强 温度都不能改变反应的活化能 只有催化剂能改变活化能的大小 不同化学反应 反应物性质 反应速率决定于 同一化学反应 反应条件 反应速率决定于 反应物本身的性质 活化能的大小 单位体积内活化分子的多少 单位时间内有效碰撞次数的多少 化学反应速率的快慢 内因 外因 用碰撞模型解释化学反应速率的快慢 增大浓度 或加压 单位体积分子总数增多 但活化分子百分数不变 单位体积活化分子数增多 升高温度或催化剂 单位体积分子总数不变 但活化分子百分数增大 有效碰撞次数增多 反应速率加快 小结 1 对于一个反应 若常温下已能较快地自发进行 则不需要改变外加反应条件 若通常情况下难以进行 则首先考虑增大浓度 其次考虑升高温度 再其次考虑加入催化剂或增大气体压强 若还不能进行 则考虑同时施加两种或三种条件 2 各条件对速率的影响大小是 催化剂 温度 浓度 压强 各种影响都有其局限性 要针对