高中化学 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课件 新人教版选修4.ppt

第二节影响化学反应速率的因素 新课导入 虽然好多的化学反应能够发生 但是你有没有注意到 这些化学反应进行快慢差异很大 如 炸药的爆炸是瞬间完成的 而钢铁的生锈却是一个缓慢的过程 同样是化学反应 为何有的进行得这么快 而有的却进行得那么慢 这是什么因素决定的呢 搞清楚这些就可以对化学反应进行调控 使对我们有利的反应进行得快一些 对我们有害的化学反应 让它进行得慢一些 课标要求 1 理解外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对化学反应速率的影响 认识其一般规律 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 知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响 4 了解化学反应速率的改变在生活 生产和科学研究领域中的重要作用 知识探究梳理知识 点拨方法 一 有效碰撞理论1 化学反应发生的条件 探究点一化学反应速率的影响因素 必要条件 反应物分子相互接触发生 充要条件 反应物分子之间发生 碰撞 有效碰撞 2 有效碰撞 活化能与活化分子有效碰撞 能够的反应物分子的碰撞 活化分子 能量较高 能够发生的分子 活化能 比高出的能量如图所示 图中e1指反应的 e1 e2是 发生化学反应 有效碰撞 活化分子 普通分子 活化能 反应热 3 化学反应速率与活化分子 有效碰撞的关系活化分子的百分数越大 单位体积内越多 单位时间内有效碰撞次数 化学反应 速率越大 思考1 活化能大的反应为什么不易发生 为什么许多放热反应也需要加热 提示 活化能大 反应物分子不容易成为活化分子 很少发生有效碰撞 反应不易发生 放热反应 虽然反应物总能量比生成物高 但因为反应的活化能更高 所以常通过加热方法使反应物分子获取一定能量成为活化分子 启动反应发生 二 影响化学反应速率的因素1 内因 取决于反应物本身的性质 活化分子 越多 越快 2 外因 主要有浓度 压强 温度 催化剂等 1 浓度对化学反应速率的影响 实验探究 褪色 长 褪色 短 规律 反应物浓度增大 反应速率 反应物浓度减小 反应速率 解释 反应物浓度增大 单位体积活化分子数 单位时间内有效碰撞几率 反应速率 增大 减小 增多 增加 加快 2 压强对化学反应速率的影响 规律 对于有气体参与或生成的化学反应 增大压强 缩小容器体积 反应速率 减小压强 增大容器体积 反应速率 解释 对于气体反应 增大压强 相当于增大反应物浓度 反应速率增大 思考2 增大压强一定能加快反应速率 这种说法是否正确 试说明理由 提示 不正确 增大压强不一定能改变反应物浓度 加快 减慢 3 温度对化学反应速率的影响 实验探究 规律 温度升高 反应速率 温度降低 反应速率 解释 升高温度 活化分子百分数 有效碰撞的几率 化学反应速率 增大 减小 提高 提高 增大 4 催化剂对化学反应速率的影响 实验探究 大量气泡 复燃 规律 使用合适的催化剂 可化学反应速率 解释 使用合适的催化剂 降低反应所需的 活化分子百分数 有效碰撞几率 化学反应速率 5 其他影响反应速率的因素固体反应物颗粒大小 光辐照 超声波 电弧 强磁场等也能影响反应速率 加快 活化能 提高 提高 增大 名师点拨1 活化分子 有效碰撞与反应速率的关系 2 压强改变对反应速率的影响 1 对于没有气体参与的化学反应 由于改变压强 物质的浓度变化很小 可忽略不计 对化学反应速率无影响 3 各条件对速率的影响大小催化剂 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 过关演练巩固知识 提升能力 1 下列说法中正确的是 化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞 普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应 活化分子比普通分子具有较高的能量 化学反应的实质是原子的重新组合 化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程 活化分子间的碰撞一定能发生化学反应a b c d a 解析 活化分子间有合适的取向 发生的碰撞为有效碰撞 一定能发生化学反应 正确 普通分子间的碰撞为无效碰撞 不会发生化学反应 错误 活化分子比普通分子具有较高的能量 正确 化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成 即原子的重新组合 正确 活化分子之间发生的有合适取向的碰撞称为有效碰撞 发生有效碰撞才能发生化学反应 错误 2 2018 安徽铜陵一中月考 反应c s h2o g co g h2 g 在一可变容积的密闭容器中进行 下列条件的改变使其反应速率增大的是 a 增加c s 的量b 将容器的容积缩小一半c 保持容积不变 充入n2使体系压强增大d 保持压强不变 充入n2使容器容积变大 b 解析 a项 c为固体 增加其用量 不影响反应速率 b项 加压能使反应速率增大 c项 保持容积不变 充入n2后各反应物的浓度不变 不影响反应速率 d项 保持压强不变 充入n2 容器容积增大 反应物浓度减小 使反应速率减小 3 常温下 分别将四块形状相同 质量为7g的铁块同时投入下列四种溶液中 生成氢气速率最快的是 a 200ml2mol l 1hcl溶液b 100ml2mol l 1h2so4溶液c 100ml3mol l 1hno3溶液d 50ml18 4mol l 1h2so4溶液 b 解析 首先排除c d 硝酸 浓硫酸与fe反应不产生氢气 a b中盐酸与硫酸中氢离子的浓度分别是2mol l 1 4mol l 1 氢离子浓度大的反应速率快 所以生成氢气速率最快的是b 知识探究梳理知识 点拨方法 外界条件 浓度 温度 压强 催化剂等 对反应速率的影响 探究点二有关化学反应速率的图像和图表 增大 减小 增大 减小 增大 相同 减小 接触面积 名师点拨化学反应速率图像题和表格题分析技巧1 图像分析技巧 三看 一看起点 分清反应物和生成物 如浓度 时间图像中 浓度减小的是反应物 浓度增大的是生成物 生成物多数以原点为起点 二看变化趋势 如斜率绝对值越大 速率一般越大 三看终点 分清消耗浓度和增加浓度 反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比 2 表格 对照 分析技巧 1 分析表格 找出影响探究结果的因素 2 确定要控制的实验条件 不变或相同因素 一次只能改变一个影响因素 3 对照规律 逐组分析探究结果和 影响 因素关系 得出结论 过关演练巩固知识 提升能力 c 1 把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中 产生氢气的速率变化如图所示 下列因素中 可能影响该反应的反应速率的因素是 盐酸的浓度 镁条的表面积 溶液的温度 cl 的浓度a 仅 b 仅 c 仅 d 仅 解析 因cl 不参加反应 cl 的浓度增大或减小都不影响化学反应速率 且该反应中cl 的浓度不变 错误 c 2 2018 河北沧州一中质检 一定条件下 溶液的酸碱性对tio2光催化燃料r降解反应的影响如图所示 下列判断正确的是 a 溶液酸性越强 r的降解速率越小b r的起始浓度越小 降解速率越大c 在0 50min之间 ph 2和ph 7时r的降解百分率相等d 在20 25min之间 ph 10时r的平均降解速率为0 04mol l 1 min 1 解析 斜率越大 r的降解速率越大 则ph 2时r的降解速率明显大于ph 7和ph 10时降解速率 a错误 图像中出现了两个影响速率的条件 反应物起始浓度和ph 因ph不同 故不能由图像判断反应物浓度对反应速率的影响 b错误 据图像可知 在50min时 ph 2和ph 7时r均完全降解 c正确 d项 在20 25min之间 ph 10时 r的平均降解速率为mol l 1 min 1 4 10 6mol l 1 min 1 d错误 3 某实验小组以h2o2分解为例 研究浓度 催化剂 溶液酸碱性对反应速率的影响 在常温下按照如下方案完成实验 1 催化剂能加快化学反应速率的原因是 2 实验 和 的目的是 实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论 资料显示 通常条件下h2o2稳定 不易分解 为了达到实验目的 你对原实验方案的改进是 解析 1 加入催化剂能使化学反应速率加快 其原因是加入催化剂降低了反应的活化能 使更多的普通分子变为活化分子 增大了活化分子的碰撞几率 使活化分子的有效碰撞增多 从而加快反应速率 2 实验 和 的区别是 中h2o2的浓度小 中h2o2的浓度大 所以实验 和 的目的是探究浓度对反应速率的影响 为了能够通过实验 和 探究浓度对反应速率的影响 对原实验方案进行改进 可向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中观察实验现象 答案 1 降低了反应的活化能 2 探究浓度对反应速率的影响向反应物中加入等量同种催化剂 或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中 3 实验 中 测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图 分析如图能够得出什么实验结论 解析 3 由图像知实验 反应速率最快 实验 反应速率最慢 说明碱性环境能增大h2o2分解的速率 酸性环境能减小h2o2分解的速率 答案 3 碱性环境能增大h2o2分解的速率 酸性环境能减小h2o2分解的速率 课堂检测即学即测 查漏补缺 1 下列说法正确的是 a 增大压强 活化分子百分数增加 化学反应速率一定增大b 升高温度 单位体积内分子总数不变 但活化分子数增加了c 分子间所有的碰撞为有效碰撞d 加入反应物 使活化分子百分数增加 化学反应速率增大 b 解析 压强对反应速率的影响只适用于气体体系 且压强增大 活化分子百分数不变 a错误 升高温度 活化分子百分数增加 化学反应速率一定增大 b正确 活化分子间所发生的分子间碰撞 只有能发生反应的碰撞才是有效碰撞 c错误 加入反应物 活化分子百分数不变 但单位体积内活化分子数增加 化学反应速率增大 且改变固体的质量反应速率不变 d错误 2 2018 四川成都外国语学校期中 在一密闭容器中充入1molh2和1moli2 压强为p pa 并在一定温度下使其发生反应 h2 g i2 g 2hi g h 0 则下列叙述中不正确的是 a 保持容器容积不变 向其中再加入1molh2 反应速率加快 理由是增大反应物氢气的浓度 反应速率加快b 保持容器内气体压强不变 向其中加入1moln2 n2不参加反应 反应速率减慢 理由是保持压强不变 向其中充入n2 体积变大 反应物浓度减小 反应速率减慢c 保持容器容积不变 向其中加入1moln2 n2不参加反应 反应速率不变 理由是反应物的浓度不变 反应速率不变d 保持容器内气体压强不变 向其中再加入1molh2 g 和1moli2 g 反应速率减小 理由是容器容积变大反应物浓度变小 反应速率减小 d 解析 保持容器容积不变 向其中加入1molh2 反应物浓度增大 反应速率加快 a正确 保持容器内气体压强不变 向其中加入1moln2 体积增大 反应物的浓度减小 则反应速率减慢 b正确 保持容器容积不变 向其中加入1moln2 参加反应的物质的浓度不变 则反应速率不变 c正确 保持容器内气体压强不变 向其中加入1molh2 g 和1moli2 g 因体积增大为2倍 物质的量增大为2倍 则浓度不变 反应速率不变 d不正确 3 用如图所示的实验装置进行实验x及y时 每隔半分钟分别测定放出气体的体积 下列选项中正确表示实验x及y的结果的是 a 解析 由mg 2hclmgcl2 h2 知 0 005molhcl与0 1molmg反应 hcl不足 且x y中hcl等物质的量 故最终放出h2的量相同 但x比y中hcl的浓度大 故反应速率大 反应完成用时较短 a项符合 4 在一密闭容器中充入一定量的n2和o2 在电火花作用下发生反应n2 o22no 经测定前3s用n2表示的反应速率为0 1mol l 1 s 1 则6s末no的浓度为 a 1 2mol l 1b 大于1 2mol l 1c 小于1 2mol l 1d 不能确定 c 解析 随反应进行n2浓度降低 反应速率降低 故3 6s内n2的速率小于0 1mol l 1 s 1 即6s内n2的速率小于0 1mol l 1 s 1 速率之比等于化学计量数之比 故v no 小于2 0 1mol l 1 s 1 0 2mol l 1 s 1 故6s末no的浓度小于6s 0 2mol l 1 s 1 1 2mol l 1 5 下列各项分别与哪个影响化学反应速率因素的关系最为密切 1 夏天的食品易变霉 在冬天不易发生该现象 2 同浓度不同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块 产生气体有快有慢 3 mno2加入双氧水中放出气泡更快 解析 1 夏天温度高 冬天温度低 升高温度 加快反应速率 2 mg比zn活泼 mg和盐酸反应速率高于zn和盐酸反应速率 这是物质本身的性质决定的 3 mno2是催化剂 加快h2o2的分解 答案 1 温度 2 反应物本身性质 3 催化剂 在一定温度下 4l密闭容器内某一反应中气体m 气体n的物质的量随时间变化的曲线如图 解析 1 t2时刻 没有达到平衡 反应物不断减少 生成物不断增加 即v 正 v 逆 1 比较t2时刻 正 逆反应速率大小v正v逆 填 或 答案 1 2 若t2 2min 计算反应开始至t2时刻用m的浓度变化表示的平均反应速率 3 t3时刻化学反应达到平衡 反应物的转化率为 4 如果升高温度 则v逆 填 增大 减小 或 不变 4 升高温度 化学反应速率加快 答案 2 0 25mol l min 3 75 4 增大 实验微专题3探究 影响化学反应速率的因素 方法 控制变量法 1 确定变量影响化学反应速率的因素有多种 在探究相关规律时 需要控制其他因素不变 只改变某一个条件 探究这一条件对反应速率的影响 再进行实验 因此常用控制变量思想解决此类问题 2 定多变一解答此类问题时 要认真审题 弄清实验目的 明确要探究的外界条件有哪些 然后分析题给图表 确定一个变化的量 弄清在其他几个量不变的情况下 这个变量对实验结果的影响 进而总结出规律 然后再确定另一个变量 重新进行相关分析 但在分析相关数据时 要注意题给数据的有效性 3 示例探究温度 催化剂对反应 2h2o22h2o o2 的影响 因此可以确定催化剂 是否加入mno2 和温度 加热 常温 作为可变量 其他的则控制为不变量 根据两个探究对象的反应都有气体生成的特征 利用导管将生成的气体导入水槽中 观察水槽中产生气泡的剧烈程度 并以此判断该控制的可变量对化学反应速率是否产生影响以及具体的影响效果 典型例题 ki溶液在酸性条件下能与氧气反应 现有以下实验记录 回答下列问题 1 该反应的离子方程式为 2 该实验的目的是 解析 1 根据得失电子数目相等 电荷守恒和原子守恒 可得该反应的离子方程式为4h 4i o22i2 2h2o 2 表中数据只有温度和显色时间 故该实验的目的是探究温度对反应速率的影响 答案 1 4h 4i o22i2 2h2o 2 探究温度对反应速率的影响 3 实验试剂除了1mol l 1ki溶液 0 1mol l 1h2so4溶