影响化学反应速率的因素

影响化学反应速率的因素1.能说出活化能的含义及其对化学反应速率的影响。2.通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响,会运用其一般规律。3.通过催化剂实际应用的事例,能说出其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。4.能说出化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。一二一、有效碰撞理论1.有效碰撞

2.活化能和活化分子(1)活化分子:能够发生有效碰撞的分子。(2)活化能:活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。一二3.化学反应的过程

(反应物、生成物的能量与活化能的关系)一二二、影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。例如金属钠与冷水剧烈反应,而镁和沸水仅能微弱反应。改变压强,对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变。温度对正、逆反应速率的影响是一致的,升温时正、逆反应速率都增大,只是影响的程度不同。催化剂对反应速率的影响能说出活化能的含义及其对化学反应速率的影响。①对于固体反应物来说,若表面积不变,只改变用量不影响反应速率,若改变固体反应物表面积,会影响反应速率。特别提醒①根据物质的量(或物质的量浓度)—时间图像,可以计算某物质的平均反应速率、转化率,确定化学方程式中的化学计量数等。(若不特别指明,催化剂就是指正催化剂)通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响,会运用其一般规律。改变压强能否影响化学反应速率,关键是看其是否改变各反应物的浓度。温度对化学反应速率的影响如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物接触面积等,均会对化学反应速率产生影响。能说出化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。点拨分析化学反应速率图像,要注意分析图像的变化趋势,分清影响化学反应速率的因素。①对于固体反应物来说,若表面积不变,只改变用量不影响反应速率,若改变固体反应物表面积,会影响反应速率。(若不特别指明,催化剂就是指正催化剂)一二1.浓度对反应速率的影响(1)规律。当其他条件不变时,(2)解释。

反之,反应物浓度减小,反应速率减小。

一二思考感悟1改变反应物的用量对化学反应速率一定有影响吗?提示:不一定。对于固体或纯液体,一般情况下其浓度视为常数,因此改变固体(表面积变化不大时)或纯液体的用量对化学反应速率无影响。一二2.压强对反应速率的影响(1)压强变化引起浓度变化的图示。(2)规律。

一二(3)解释。

思考感悟2反应N2+O2

2NO,在容积不变的密闭容器中进行,若向容器内充入He使气体压强增大,能否增大反应速率?提示:反应速率不变。因为充入He仅使体系的总压强增大,但反应容器体积不变,各反应物的浓度不变,化学反应速率不变。改变压强能否影响化学反应速率,关键是看其是否改变各反应物的浓度。【例题2】在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是()能说出活化能的含义及其对化学反应速率的影响。因为充入He仅使体系的总压强增大,但反应容器体积不变,各反应物的浓度不变,化学反应速率不变。二、化学反应速率图像分析示例催化剂对化学反应速率的影响反应N2+O22NO,在容积不变的密闭容器中进行,若向容器内充入He使气体压强增大,能否增大反应速率?解析:由图知,反应速率的大小关系是a>b>c>d;由外界条件对反应速率的影响知,温度高、浓度大、固体表面积大,反应速率就大,则1组最慢,2组稍快;由于3组温度高但固体表面积小,4组温度低但固体表面积大,因此,无法确定3组与4组的反应速率的大小,但均比2组大,故A项正确。温度对正、逆反应速率的影响是一致的,升温时正、逆反应速率都增大,只是影响的程度不同。点拨分析化学反应速率图像,要注意分析图像的变化趋势,分清影响化学反应速率的因素。①对于固体反应物来说,若表面积不变,只改变用量不影响反应速率,若改变固体反应物表面积,会影响反应速率。许多实验表明:温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来的2~4倍。温度升高时,化学反应速率加大;温度降低时,化学反应速率减小。(3)其他条件一定时,随着反应时间的延长,c(HCl)逐渐减小,化学反应速率逐渐减小,如图C。对于一个放热的可逆反应,升温时正反应速率增大,逆反应速率减小。特别提醒①根据物质的量(或物质的量浓度)—时间图像,可以计算某物质的平均反应速率、转化率,确定化学方程式中的化学计量数等。一二3.温度对反应速率的影响(1)规律。当其他条件不变时,(2)解释。

反之,降低温度,反应速率减小。

一二思考感悟3对于一个放热的可逆反应,升温时正反应速率增大,逆反应速率减小。这种说法对吗?提示:不对。温度对正、逆反应速率的影响是一致的,升温时正、逆反应速率都增大,只是影响的程度不同。一二4.催化剂对反应速率的影响(1)规律。当其他条件不变时,使用催化剂,可以增大化学反应速率。(若不特别指明,催化剂就是指正催化剂)(2)解释。5.其他因素对化学反应速率的影响如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物接触面积等,均会对化学反应速率产生影响。一、外界条件对反应速率的影响1.外界条件对反应速率产生影响的本质2.浓度对化学反应速率的影响在其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率增大;减小反应物的浓度,反应速率减小。原因:增大反应物浓度→单位体积内分子数增多→单位体积内活化分子数增多(活化分子浓度增大)→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。特别提醒①对于纯固体或纯液体,其浓度可视为常数,因而其物质的量改变时不影响化学反应速率。固体物质的反应速率与接触面积有关,固体颗粒越细,表面积越大,反应速率越大,故块状固体可以通过研细增大表面积,来加大反应速率。②若为恒容条件下的可逆反应,增大反应物浓度,正反应速率增大,在增大反映物浓度的瞬间生成物浓度可认为不变,逆反应速率不变。但随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大,故v(正)逐渐减小,而v(逆)逐渐增大,直到两者相等。3.压强对化学反应速率影响的几种情况改变压强,对化学反应速率的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。(1)对于没有气体参与的化学反应,由于改变压强时,反应物浓度变化很小,可忽略不计,因此一般认为对化学反应速率无影响。特别提醒分析压强改变对化学反应速率的影响时,关键看气体反应物浓度是否有变化:若气体反应物浓度有变化,化学反应速率一定改变;若气体反应物浓度无变化,化学反应速率不改变。同时要注意通常所说的压强增大是指压缩加压。4.温度对化学反应速率的影响温度升高时,化学反应速率加大;温度降低时,化学反应速率减小。在浓度一定时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增大了反应物分子中活化分子的百分数,使单位时间内有效碰撞次数增多,因而使反应速率增大。此外,由于温度升高,会使分子的运动速率加大,这样单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加,反应速率也会相应地增大。但前者是反应加快的主要原因。许多实验表明:温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来的2~4倍。若温度为t1

℃时化学反应速率为v1,温度升至t2

℃时化学反应速率为v2,则温度对反应速率影响的经验公式为特别提醒温度对反应速率的影响规律,对吸热反应、放热反应都适用,且不受反应物状态的限制。对于可逆反应,升温时,吸热反应速率增大的倍数大于放热反应速率增大的倍数;降温时,吸热反应速率减小的倍数大于放热反应速率减小的倍数。5.催化剂对化学反应速率的影响在其他条件不变时,使用正催化剂,能够降低反应所需的能量,这样就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,从而增大化学反应速率。结论:催化剂能够改变化学反应速率;能够加大化学反应速率的催化剂叫正催化剂;能够减小化学反应速率的催化剂叫负催化剂。一般情况下所说的催化剂指正催化剂。特别提醒①催化剂有选择性,不同的反应有不同的催化剂。催化剂具有一定的活化温度,催化剂不同,活化温度不同。②催化剂不能改变反应物的转化率,也不能使本来不会发生的反应变为可以发生。③如果是可逆反应,催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。二、化学反应速率图像分析示例1.以化学反应CaCO3+2HCl

CaCl2+CO2↑+H2O为例(1)其他条件一定,反应速率随着c(HCl)的增大而增大,如图A。(2)其他条件一定,反应速率随着温度的升高而增大,如图B。(3)其他条件一定时,随着反应时间的延长,c(HCl)逐渐减小,化学反应速率逐渐减小,如图C。2.以化学反应2H2S(g)+SO2(g)

3S(s)+2H2O(g)为例(1)其他条件一定,增大气态反应物的压强(缩小气体容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大,如图A。(2)其他条件一定,减小气态反应物的压强(扩大气体容器的容积),反应速率随着压强的减小而减小。(3)温度、反应容器的容积都一定,随着时间的延长,SO2、H2S物质的量逐渐减小,气体的压强逐渐减小,反应速率逐渐减小,如图B。(4)分别在较低温度T1和较高温度T2下反应,使气态反应物的压强都逐渐增大(缩小容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大,随着温度的升高而增大,如图C。特别提醒①根据物质的量(或物质的量浓度)—时间图像,可以计算某物质的平均反应速率、转化率,确定化学方程式中的化学计量数等。②根据速率—时间图像可以判断条件改变后反应速率的变化趋势,可以对化学反应与外界条件的内在联系进行定性分析。知识点1知识点2知识点3影响化学反应速率的微观解释【例题1】

下列说法正确的是(

)A.增大反应物浓度,一定可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增大了单位体积内反应物分子的数目D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而成千上万倍地增大化学反应速率答案D影响化学反应速率的因素外界条件对反应速率产生影响的本质特别提醒①对于纯固体或纯液体,其浓度可视为常数,因而其物质的量改变时不影响化学反应速率。二、化学反应速率图像分析示例影响化学反应速率的因素特别提醒温度对反应速率的影响规律,对吸热反应、放热反应都适用,且不受反应物状态的限制。(若不特别指明,催化剂就是指正催化剂)②根据速率—时间图像可以判断条件改变后反应速率的变化趋势,可以对化学反应与外界条件的内在联系进行定性分析。(3)其他条件一定时,随着反应时间的延长,c(HCl)逐渐减小,化学反应速率逐渐减小,如图C。【例题2】在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是()但随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大,故v(正)逐渐减小,而v(逆)逐渐增大,直到两者相等。点拨分析化学反应速率图像,要注意分析图像的变化趋势,分清影响化学反应速率的因素。固体物质的反应速率与接触面积有关,固体颗粒越细,表面积越大,反应速率越大,故块状固体可以通过研细增大表面积,来加大反应速率。增大反应物浓度,一定可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多点拨分析化学反应速率图像,要注意分析图像的变化趋势,分清影响化学反应速率的因素。知识点1知识点2知识点3点拨活化能、活化分子理论和有效碰撞理论,从微观的角度解释了客观因素与化学反应速率的关系,其实质还是能量的变化引起的分子运动行为的改变,即客观条件的改变引起的能量变化,最终使活化分子的百分数增加(或减小),使得有效碰撞频率增大(或减小),从而引起反应速率的改变。知识点1知识点2知识点3影响化学反应速率的因素【例题2】

在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是(

)①缩小容器的容积;②增加碳的量;③恒容时通入CO2;④恒压下充入N2;⑤恒容下充入N2A.①③⑤ B.②④ C.①③ D.③⑤解析:①缩小容器的容积,压强增大,反应物的浓度增大,反应速率增大;②碳是固体,浓度为常数,增加碳的量对反应速率无影响;③恒容时通