化学：《2.2影响化学反应速率的因素》课件（人教版选修4）

第二节 影响化学反应速率的因素,【研究对象】研究气体分子之间的反应。【研究情景】在一洁净的容器中，使氢气与氧气按体积比2：1的比例混合，气体分子因自由运动不断发生碰撞（相互接触）。【假设1】反应物分子之间只要相互碰撞就能发生化学反应。 【假设2】具有较高能量的分子之间的碰撞都能引发化学反应。,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？,问题：,一、有效碰撞理论,1、什么是有效碰撞？,引起分子间的化学反应的碰撞。,结论：,分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件,而有效碰撞是发生化学反应的充分条件,推论：,某一化学反应的速率大小与,单位时间内有效碰撞的次数有关,一、发生碰撞的分子必须有足够高的能量,二、分子发生碰撞时必须有合理的取向,以HI为例探讨一下: 2HI H2 + I2 与哪些因素有关系？,1）发生碰撞的分子具有较高的能量。2）分子在一定的方向上发生碰撞。,2、发生有效碰撞的条件,二、活化分子和活化能理论,1、什么是活化分子？,具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子,结论：,发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。,推论：,有效碰撞次数的多少与,单位体积内反应物中活化分子的多少有关。,活化分子的多少又与什么有关？,问题:,活 化 能,能量,反应过程,E1,E2,反应物,生成物,活化分子,活化能,反应热,该反应是吸热反应还是放热反应?,活化能,活化分子平均能量高出反应物分子平均能量的部分。,活化分子变成生成物分子放出的能量,反应热 = E2 - E1,结论：,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。,内因,推论:,活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，,则活化分子越多，,则单位时间内有效碰撞越多，,则反应速率越快。,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,碰撞 有效碰撞 活化分子 活化能,就下列的每个词说句话，试试看：,常温常压下，每个氢分子和氧分子自身或它们之间每秒平均碰撞2.355*1010次,如果每一次碰撞都能发生反应,那么整个容器内的氢气和氧气将在瞬间变成水。,能发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。 碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞才是发生化学反应的充分条件。,具有足够的能量能发生有效碰撞的分子叫活化分子。 活化分子间要发生有效碰撞，还要有合适的取向。,活化分子所多出的那部分能量叫活化能。 在相同条件下，反应的活化能越大，则该反应的速率越小。,普通分子,活化能,活化分子,合理取向的碰撞,有效碰撞,一个反应经历的过程,归纳总结,第二节 影响化学反应速率的因素,反应物本身的性质,浓度、温度、压强、催化剂等,二、外界条件对反应速率的影响,内因：反应物本身的性质,外因：浓度、温度、压强、催化剂,1、浓度对反应速率的影响,实验,在两支装有少量大理石的试管里，分别加入等体积1mol/L和0.1mol/L的盐酸,现象,加入1mol/L盐酸的试管产生气体速度更快。,结论,其他条件不变，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率,一、浓度对化学反应速率的影响,【原因】在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中占的百分数是一定的，因此单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比；即和反应物的浓度成正比。当反应物浓度增大时，单位体积内分子数增多，活化分子数也相应增加，反应速率必然增大。【结论】其他条件不变，反应物浓度越大化学反应速率越快,浓度增大,单位体积内活化分子的数目增大,碰撞机会增多,有效碰撞增多,反应速率增大,为什么浓度能影响化学反应速率呢？,有效碰撞理论,注意事项：,1）此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对于纯液体或固体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。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。2）化学反应为可逆反应，反应物或生成物浓度的改变，其正反应速率或逆反应速率的变化也符合上述的规律。,例、把下列四种X溶液分别加进4个均盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中，并立即都加入水稀释至50mL，此时X和盐酸进行反应，其中反应速率最快的是A、20mL,2.5mol/L B、20mL,2mol/LC、10ml,5mol/L D、30mL,2mol/L,D,二、压强对化学反应速率的影响,其他条件不变,气体的压强增大,气体浓度增大,反应速率加快,气体体积减小,【结论】其他条件不变，压强增大化学反应速率加快,2、压强对化学反应速率的影响,当压强增加到原来的2倍时，气体的体积就缩小到原来的1/2，单位体积内的分子数就增大到原来的2倍。即气体反应物的浓度增大，反应速率增大。,结论,对有气体参加的反应，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,备注,1、全部由固体或液体参加的反应，压强的改变对反应速率没有影响,2，对于压强的改变，只有反应体系中反应物浓度的变化，才对反应速率产生影响。改变压强，其实是改变了反应物的浓度。若气体反应物浓度增大，则反应速率增大。若浓度不变，则反应速率不变；浓度减小，反应速率减小。,例、在一密闭容器中，加入SO2和O2发生2SO2 + O2 = 2SO3，试分析下列情况对反应速率的影响。,1、容器体积变为原来的2/3,2、容器体积不变，加入SO2，（O2）,3、恒温、恒压时，充入惰性气体,4、恒温、恒容时，充入惰性气体,3）注意“真”变和“假”变。若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。 如： 2SO2+O2 2SO3A.恒压时充入He：由于SO2、O2、SO3的物质的量不变，体积V变大，浓度降低相当于“减压”，反应速率降低；B.恒容时充入He：由于反应物生成物浓度不变，体系压强不变相当于“假”变。,向容积可变的容器中充入惰性气体，分析速率变化情况,N2 H2,Ar,取一个容积固定的密闭容器，充入Ar后，对v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,三、温度对化学反应速率的影响,温度升高,分子运动加速,有效碰撞增多,化学反应速率加快,一般，温度升高10，化学反应速率增大到24倍,注意事项：（1）温度对反应速率影响的经验公式,例1：在10时某化学反应速率为0.1moll-1S-1，若温度每升高10，反应速率增加到原来的2倍，为了把该反应速率提高到1.6moll-1S-1则该反应需在什么温度下进行( )A 30 B 40 C 50 D 60,分析：根据经验公式：v2=1.6moll-1S-1 v1=0.1moll-1S-1 t1=10代入算出t2=50,V为速率，t为温度,（2）温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。（3）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。,四、催化剂对化学反应速率的影响,使用催化剂，能够降低反应所需的能量，这样会使更多的反应物的分子成为活化分子，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：,能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变,加快化学反应速率,减慢化学反应速率,注：不说明指正催化剂,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,注意事项,1）同一催化剂能同等程度的改变化学反应的速率。2）催化剂只能改变反应速率，不能将不反应变成反应3）催化剂有一定的选择性和活化温度：4）催化剂中毒：催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降，甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。催化剂中毒会严重影响反应的顺利进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把原料进行净化除去毒物。,五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。,各条件对速率的影响大小是： 催化剂 温度浓度=压强(体积变化引起的)。 各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。,总结:,外界条件对化学反应速率的影响（总结）,增加,不变,不变,不变,不变,不变,增加,增加,增加,增加,增加,增加,增加,增加,增加,不变,练习：对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（ ） A、温度 B、浓度 C、压强 D、催化剂,练习：下列条件的变化，是因为降低反应所需的能