高三化学化学反应速率及其影响因素化学反应速率.pptVIP

第二章化学反应速率 1 了解化学反应速率的概念 反应速率的定量表示方法 2 了解催化剂在生产 生活和科学研究领域中的重大作用 3 了解化学反应的可逆性 4 了解化学平衡建立的过程 理解化学平衡常数的含义 能够利用化学平衡常数进行简单的计算 5 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对反应速率和化学平衡的影响 认识其一般规律 考纲要求 一 有效碰撞理论 有效碰撞 活化分子 活化分子百分数 化学反应与分子间的有效碰撞频率有关 因此所有能够改变内能 运动速率以及碰撞几率的外界条件 都可以用来改变 控制反应速率 如 指能够发生化学反应的碰撞 指能够发生有效碰撞的分子 指活化分子在反应物分子中所占的百分数 加热 搅拌 增大反应物的浓度 使用催化剂等 活化能是活化分子的平均能量与反应物平均能量之差 如图所示 图中表示活化分子的平均能量 分别表示正 逆反应的活化能 分别表示反应物分子和生成物分子的平均能量 由图可以看出 正反应的活化能 ea 逆反应的活化能 ea 若ea ea 表示正反应热 逆反应热 二 化学反应速率 1 概念 单位时间内生成物的物质的量浓度的增多或反应物的物质的量浓度的减少2 表达式 v c t单位 mol l s 或mol l min 3 特点 化学反应速率是平均速率 且均取正值 但在时间 速率图像中某时刻对应的速率为瞬时速率 同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率 数值可能不同 但表示的意义相同 在同一个反应里 虽然用不同的物质表示的化学反应速率不一定相同 但是它们表示的意义相同 且各物质表示的速率比等于该反应方程式的系数比 例 对于反应 ma nb pc qdv a v b v c v d m n p q 用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时 应选择同一物质来比较 在一定温度下 固态和纯液态物质 物质的量浓度视为常数 它们的反应速率也视为常数 不用这些物质表示反应速率 如caco3 浓硫酸等 例1 在2l的密闭容器中 加入1mol和3mol的h2和n2 发生n2 3h22nh3 在2s末时 测得容器中含有0 4mol的nh3 求该反应的化学反应速率 说明 计算反应速率一般运用 三段思维法 即 起始 转化 平衡 时的情况来考虑 这种方法的优点在于各物质的量及变化非常清晰 一目了然 1 反应a 3b 2c 2d在四种不同情况下的反应速率 分别为va 0 015mol ls vb 0 06mol ls vc 0 04mol ls vd 2 7mol lmin 该反应的快慢顺序为 2 对于氨气的催化氧化反应 描述反应速率的关系正确的是 a 4 5v nh3 v o2 b 5 6v o2 v h2o c 3 2v nh3 v h2o d 4 5v o2 v no 思考题 4 化学反应的速率是通过实验测定的 测定方法有 直接观察某些性质 如释放出气体的体积和体系压强 科学仪器测定 如颜色的深浅 光的吸收和发射 导电能力等 溶液中 常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率 例2 把下列金属分别投入0 1mol l盐酸中 能发生反应但反应最缓慢的是 afebalcmgdcu a 讨论 例3 实验室用铁与盐酸制取氢气时 采用哪些方法 可以增大铁与盐酸反应速率 1 增大盐酸浓度2 将铁片改为铁粉升温4 加入少量的cuso4粉末 5 影响化学反应速率的因素 1 内因 2 外因 对于同一化学反应 外界条件不同反应速率不同 其中重要的外界条件为 参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素 浓度 温度 压强 催化剂 以及固体反应物表面积的大小 溶剂 光 电磁波 激光 超声波等都会影响化学反应的速率等 浓度 在其它条件不变时 增大反应物浓度 化学反应速率加快 反之则慢 注意 固体 纯液体的浓度均可视作常数 因固体物质间的反应只与接触面积有关 故固体物质的量的改变对反应速率无影响 原因 增大反应物的浓度 可以增大活化分子的数目 可以增加有效碰撞次数 则增大反应物浓度 可以使化学反应的速率增大 增加反应物的浓度 v 正 急剧增大 v 逆 逐渐增大 减小反应物的浓度 v 正 急剧减小 v 逆 逐渐较小 注意 压强对反应速率的影响是通过改变气体物质的浓度而产生的 反应物为固体或液体时 可以认为压强对它的反应速率无影响 压强 在其它条件不变时 增大气体反应体系压强 化学反应速率加快 反之则慢 改变压强 对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度改变 所以 在讨论压强对反应速率的影响时 应区分引起压强改变的原因 原因 对于有气体参加的化学反应来说 增大压强 气体体积缩小 则单位体积中分子数增加 则浓度增大 反应速率增大 加压对有气体参加的反应 v 正 v 逆 均增大 气体体积之和大的增加的倍数大于气体体积之和小的增加的倍数 减压对有气体参加的反应 v 正 v 逆 均减小 气体体积之和大的减小的倍数大于气体体积之和小的减小的倍数 对于气体反应体系 有以下几种情况 反应速率加快 反应速率加快 反应速率不变 反应速率减慢 温度 其它条件不变时 升高温度 反应速率加快 温度每升高10 化学反应速率增大到原来的2 4倍 升高反应体系的温度 是提高反应速率的有效途径 v 倍数值 t2 t1 10 变化后的反应速率 原因 温度升高 使每一个分子的能量都增大 活化分子百分数增加 反应速率增大 温度升高分子运动加快 碰撞次数增多 化学反应速率也增大 升温 v 正 v 逆 一般均加大 吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数 降温 v 正 v 逆 一般均减小 吸热反应的减小倍数大于放热反应减小的倍数 催化剂 使用正催化剂 能加快化学反应速率 使用负催化剂 能减慢化学反应速率 未特殊指明时 均指正催化剂 原因 催化剂能够降低反应所需要的能量 使更多的分子成为活化分子 大大的增加了活化分子的数目 以及活化分子的百分数 温度 其它条件不变时 升高温度 反应速率加快 温度每升高10 化学反应速率增大到原来的2 4倍 升高反应体系的温度 是提高反应速率的有效途径 v 倍数值 t2 t1 10 变化后的反应速率 催化剂 使用正催化剂 能加快化学反应速率 使用负催化剂 能减慢化学反应速率 未特殊指明时 均指正催化剂 小结 影响化学反应速率的因素 增加 增加 增加 加快 增加 增加 增加 加快 不变 增加 增加 加快 不变 增加 增加 加快 不变 不变 增大 增大 比较异同 例4 在25 时 向100ml含hcl14 6g的盐酸中 放入5 6g铁粉 反应进行到2s时收集到氢气1 12l 标况 之后反应又进行了4s 铁粉完全溶解 若不考虑体积变化 则 1 前2s内用fecl2表示的平均反应速率为 2 后4s内用hcl表示的平均反应速率为 3 前2s与后4s比较 反应速率较快 其原因可能 0 25mol l s 0 25mol l s 前2s 前2s时段盐酸浓度比后4s时段大 例5 以下述反应为例 验证浓度对化学反应速率的影响 na2s2o3 2hcl 2nacl s so2 h2o一同学在下午活动课中 配制了0 2mo1 l的盐酸置于大烧杯中 并取了3ml0 1mol lna2s2o3溶液与3ml该盐酸反应 产生明显浑浊约需要ts 由于时间另有安排 停止了实验 第二天又用了3ml0 2mo1 lna2s2o3溶液与原盐酸3ml反应 产生明显浑浊也需时间ts左右 于是他得出结论 浓度对化学反应速率的影响不大 请你评价该同学的这次实验 1 结论是 a 可靠b 不可靠c 基本正确 但有疑点d 可能正确 也可能不正确 b 2 一般对比实验都要控制条件 且再现性好 请评价他实验控制的条件 请评价他实验现象对比方法 若他的对比方法不好 请你给出合理的对比方法 若他的对比方法可行 此问可不答 a 再次实验的温度可能有差异 b 在敞口烧杯中盐酸可能因挥发而浓度改变 故没有控制好条件 所谓 明显浑浊 的标准可能不一致 不能进行严密的对比 如 可在进行实验的两支试管背侧贴上同一大小的标志 如 并分别记下 看不见时所需的时间 例6 下列数据是在某高温下 金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时 在金属表面生成氧化物薄膜的实验记录 a和b均为与温度有关的常数 1 金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示 其理由是 反应速率可用反应物的消耗速率 也可用生成物的生成速率表示 2 金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是 填直线 抛物线 对数或双曲线等类型 mgo氧化物的膜厚y属型 nio氧化膜的膜厚y 属型 3 mg与ni比较 具有更良好的耐氧化腐蚀性 理由是 直线 抛物线 nio ni的腐蚀速率随时间的增长比mg的要慢 y 0 05at 直线 y bt1 2 抛物线 例7 乙醛发生分解反应 ch3cho g ch4 g co g 在一定温度下有 v kc ch3cho m 其中k为常数 测得数据如下表试求 1 m和k的值 2 c ch3cho 0 15mol l时的反应速率 1 m 2k 2 2 v 0 045mol l s 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据 2007年高考 海南卷 分析上述数据 回答下列问题 1 实验4和5表明 对反应速率有影响 反应速率越快 能表明同一规律的实验还有 填实验序号 2 仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 填实验序号 3 本实验中影响反应速率的其他因素还有 其实验序号是 4 实验中的所有反应 反应前后溶液的温度变化值 约15 相近 推测其原因 实验时将两气球抬起 将其中固体同时倾入试管内 固体全部溶解 同时看到两气球都鼓气胀大 但a试管气球胀大的速度及最终胀大的体积都明显大于b 若两试管产生同一种气体 试推测a b中盛放的液体和固体的可能组合 将各组合填入下表 要求各组分产生的气体不能相同 可以不填满 右图所示的a b两支大试管中各盛有等质量的同一种液体 试管口各系有一个小气球 气球内分别装有等质量的不同固体 纯净物 1 化学反应速率图象分析 1 看起点和终点 分清反应物和生成物 浓度减小的是反应物 浓度增大的是生成物 生成物多数是以原点为起点 看下图 写反应方程式 a b c 2 1 3 反应速率之比 反应方程式的系数之比 1 化学反应速率图象分析 2 看变化趋势 分清正反应和逆反应 分清放热反应和吸热反应 分清 突变 和 渐变 此图表示 增大反应物浓度时 正反应 逆