高中化学 2.2 影响化学反应速率的因素 新人教版选修4

1、第二节影响化学反应速率的因素,目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,1.有效碰撞理论 (1)有效碰撞。 (2)活化能和活化分子。 活化分子:能够发生有效碰撞的分子。 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,目标导航,预习导引,3)化学反应的过程,目标导航,预习导引,4)理解化学反应的过程,目标导航,预习导引,2.影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素分为内因和外因两个方面。内因是指反应物本身的性质,如金属钠与冷水剧烈反应,而镁和沸水仅能微弱反应。外因是指外界条件如浓度、温度、压强、催化剂等。化学反应速率的决定因素是反应物的性质。 (1)浓度对反应速率

2、的影响。 影响。 其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率增大;减小反应物浓度,反应速率减小。 原因。 其他条件不变时,增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增大,化学反应速率增大。反之,减小反应物的浓度,化学反应速率减小,目标导航,预习导引,2)压强对反应速率的影响。 影响。 对于气体反应,增大压强(减小容器容积),反应速率增大;减小压强(增大容器容积),反应速率减小。 原因。 对于气体反应,增大压强(减小容器容积),相当于增大反应物的浓度。反应速率增大;反之,减小压强,反应速率减小。 (3)温度对反应速率的影响。 影响。 其他条件相同时,升高温度,反应速率增大;降低温度,

3、反应速率减小。 原因。 其他条件相同时,升高温度,提高了活化分子的百分数和较高能量的分子间的碰撞频率,使分子间有效碰撞的几率提高,反应速率增大,目标导航,预习导引,4)催化剂。 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) 原因。 使用催化剂,改变了反应的路径,降低反应所需的活化能,提高了活化分子百分数,有效碰撞几率提高,反应速率增大。 (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,目标导航,预习导引,深度思考 判断下列描述的正误(正确的画“”,

4、错误的画“”)。 (1)活化分子间的碰撞一定能发生化学反应。 () (2)一定条件下,对于给定反应而言,活化分子比普通分子具有更高的能量。 () (3)催化剂能改变化学反应速率,但不能改变反应的活化能。 () (4)催化剂能改变化学反应的焓变。 () (5)增大压强一定能增大化学反应速率。 () (6)增大压强一定改变了活化分子的百分数。() (7)用相同质量的锌粉和锌片与同浓度的足量盐酸反应,产生氢气的量和速率都相同。 () (8)对于COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)H0,升温能加快正反应速率,降低逆反应速率。 () (9)改变反应物的用量化学反应速率一定改变。 (,迁移应用,典题

5、例解,一,二,思考探究,知识精要,一、影响化学反应速率的因素 1.内因 反应物本身的性质是决定反应快慢的主要因素。 2.外因(其他条件不变,改变一个条件,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,3.外界条件对反应速率产生影响的本质原因,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,4.压强对化学反应速率影响的几种情况 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。 对于有气体参与的化学反应,有以下几种情况,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,1)根据催化剂对化学反应速率的影响实质,分析催化剂对可逆反应中的正、逆反应

6、速率的影响是否相同? 答案:因催化剂对化学反应速率的影响是降低反应的活化能,增加单位时间内有效碰撞次数,对正、逆反应的影响是相同的,所以催化剂对正、逆反应速率的影响相同。 (2)反应FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl进行一段时间后,加入少量FeCl3固体,对反应速率有何影响?加入少量KCl固体呢? 答案:题述反应的实质是Fe3+3SCN- Fe(SCN)3。因此加入少量FeCl3固体,增大了Fe3+浓度,使反应速率增大。加入KCl固体,对反应物的浓度无影响,不影响反应速率,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,例1】 在C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应中可使反

7、应速率增大的措施是() 缩小容器的体积增加碳的量恒容时通入CO2 恒压下充入N2恒容下充入N2 A.B. C.D. 解析:缩小容器的体积,压强增大,反应物的浓度增大,反应速率增大;碳是固体,浓度为常数,增加碳的量对反应速率无影响;恒容时通入CO2使反应物的浓度增大,反应速率增大;恒压下充入N2,容器的体积增大,反应物(CO2)的浓度减小,反应速率减小;恒容下充入N2,不影响反应物(CO2)的浓度,对反应速率无影响。 答案:C,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,1.升高温度时,化学反应速率增大,主要原因是 () A.分子运动速率增大,

8、使该反应物分子的碰撞机会增多 B.反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多 C.该化学反应的过程是吸热的 D.该化学反应的过程是放热的 解析:升高温度,分子运动速率增大,使该反应物分子的碰撞机会增多,但有效碰撞次数变化不大,对速率影响不大,A项错误;升高温度,反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,升高温度时放热反应和吸热反应的速率都增大,B项正确,C、D两项错误。 答案:B,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,2.500 mL 1 molL-1的稀盐酸与锌粒反应,下列措施不会使反应速率增大的是() A.升高温度 B.将500 mL 1 mol

9、L-1的盐酸改为1 000 mL 1 molL-1的盐酸 C.用1 molL-1的硫酸代替1 molL-1的盐酸 D.用等质量的锌粉代替锌粒 解析:升温、增大反应物浓度均可使反应速率增大;锌粉比锌粒的表面积大,可增大反应速率,而将等浓度的盐酸由500 mL变为1 000 mL,只是改变了反应物的用量,并不改变其浓度,所以反应速率不变。 答案:B,迁移应用,典题例解,思考探究,一,二,知识精要,二、有关化学反应速率的图像分析 1.解答图像题的方法,迁移应用,典题例解,思考探究,一,二,知识精要,2.实例分析 (1)其他条件一定,对于气体反应来说,增大压强(缩小容器的容积),反应速率随着压强的增大

10、而增大,如图A。 (2)其他条件一定,对于气体反应来说,减小压强(扩大容器的容积),反应速率随着压强的减小而减小,如图B,迁移应用,典题例解,思考探究,一,二,知识精要,3)温度、容积都一定,对于气体反应来说,随着时间的延长,气体反应物的物质的量逐渐减少,气体反应物的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小,如图C。 (4)分别在温度T1和温度T2下进行的气体反应,使压强都逐渐增大(缩小容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大,作等压辅助线,v(T2)v(T1),温度T2T1,如图D,迁移应用,典题例解,思考探究,一,二,知识精要,5)对于使用催化剂的反应来讲,其v-t(时间)图像如下,迁移应用,典题

11、例解,一,二,思考探究,知识精要,1)在500 时,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),正反应为放热反应,分别只改变下列一个条件,请把影响结果填入下表,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,答案:增大瞬间不变,但随之增大 瞬间不变,但随之增大增大 瞬间不变,但随之减小减小 增大增大 增大增大 增大增大 不变不变,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,2)请在下图中绘出t1时刻后增大O2的浓度时v(正)、v(逆)的变化图像,答案,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,例2】 下列表格中的各种情况,可以用下面对应选项中的图像表示的是(,迁移应用,典题例解,一,

12、二,思考探究,知识精要,解析:反应速率与物质本身的性质有关,由于K比Na活泼,故K的反应速率大,且Na、K与水反应放热,反应速率逐渐加快,图像A正确;由于起始时乙中H2C2O4浓度大,故反应速率比甲中快,图像B错误;甲中热水的温度高、反应速率快,随着反应的进行反应物的浓度逐渐减小,故甲、乙中反应速率逐渐减小,图像C错误;MnO2在H2O2的分解中起催化作用,故乙中反应速率大于甲,图像D错误。 答案:A,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,迁移应用,典题例解,一,二,思考探究,知识精要,等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生气体体积V的数据,根据数据绘

13、制得到下图,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是(,A.4321B.1234C.3412D.1243 解析:由图像知,反应速率abcd;2、4比较,粉末状的4块,即42;综合比较,1最慢;2、3比较,3温度高,则32;3、4无法比较。结合选项,只有A项符合题意。 答案:A,思悟升华,方法归纳,案例探究,实验探究影响化学反应速率因素的方法 变量控制法 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,思悟升华,方法归纳,案例探究,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

14、;资料显示,通常条件下H2O2较稳定,不易分解,为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是。 (3)实验、中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图: 分析上图能够得出什么实验结论,思悟升华,方法归纳,案例探究,解析:(1)加入催化剂能使化学反应速率增大,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,增大了活化分子百分数,使单位时间内有效碰撞增多,从而增大反应速率。 (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

15、应物的试管放入同一热水浴中观察实验现象。 (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,思悟升华,方法归纳,案例探究,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)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,思悟升华,方法归纳,案例探究,1)确定变量。 解答这类题目时首先要认真审题,理清影响实验探究结果的因素有哪些。 (2)定多变一。 在探究时,应该先确定其他的因素不变,只改变一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 (3)数据有效。 解答时注意选择数据