影响化学反应速率因素探究

1、第二节第二节 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素教学目标教学目标1.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,认识其一般规律。 2.使学生能初步运用有效碰撞、撞碰的取向和活化分子的概念等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。3.通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 回忆：化学反应的碰撞理论：回忆：化学反应的碰撞理论：(1)、化学反应的实质是：、化学反应的实质是：旧的化学键断裂，新的化学键形成旧的化学键断裂，新的化学键形成(2)、化学反应发生的先决条件：、化学反应发生的先决条件：反应物分子相互接触和碰撞反应物分子

2、相互接触和碰撞注意：注意：反应物分子之间的碰撞次数很大，但并反应物分子之间的碰撞次数很大，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。不是每一次碰撞均可发生化学反应。(3)、在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫有有效碰撞效碰撞；(4)、在化学上，把能够发生有效碰撞的分子在化学上，把能够发生有效碰撞的分子叫叫活化分子，活化分子，分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有足分子具有足够的能量够的能量活化活化分子分子有有 合合 适适 的的 取取 向向有效碰撞有效碰撞发生化学反应发生化学反应化学反应发生的条件化学反应发生的条件n化学反应速率与单位时间内分子间的有效碰化学反应速

3、率与单位时间内分子间的有效碰撞次数（有效碰撞频率）有关。撞次数（有效碰撞频率）有关。 一、浓度对化学反应速率的影响一、浓度对化学反应速率的影响 实验目的实验目的探究浓度的不同对化学反应速率的影响探究浓度的不同对化学反应速率的影响实验原理实验原理 2KMnO4+5H2C2O4 +3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O实验用品实验用品试管、胶头滴管、试管、胶头滴管、0.01mol/L的的KMnO4溶液溶液、 0.1mol/L的的H2C2O4溶液溶液 、 0.2mol/L的的H2C2O4溶液溶液 实验步骤实验步骤1.取两支试管向其中各加入取两支试管向其中各加入4mL0.01mo

4、l/L的的KMnO4溶液溶液 2.向两支试管同时各向两支试管同时各加入加入2mL 0.1mol/L的的H2C2O4溶液溶液以及以及0.2mol/L的的H2C2O4溶液溶液 3.观察两支试管中的实验现象观察两支试管中的实验现象(褪色的快慢褪色的快慢)。探究实验探究实验反应物浓度增大：反应物浓度增大：即即单位体积内反应物分单位体积内反应物分子总数数增大子总数数增大单位体积内活化分单位体积内活化分子数增加子数增加有效碰撞次有效碰撞次数增多数增多反应速率加快反应速率加快1、增大反应物浓度、增大反应物浓度,可增大单位体积内活可增大单位体积内活化分子的百分数化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大从而使有效

5、碰撞次数增大判断： 原因：在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子百分数是一定的，即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数增多，活化分子数也相应的增多，反应速率也必然增大。 结论：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。注意注意 对于纯固体或纯液体，其对于纯固体或纯液体，其浓度可视为常数，因而其物质浓度可视为常数，因而其物质的量改变时不影响化学反应速的量改变时不影响化学反应速率。率。例例1、 室温下室温下,同种规格的铝片分别与下列物质混同种规格的铝片分别与下列物质混合生成氢气的化学反应速率

6、最大的是合生成氢气的化学反应速率最大的是( ) A.0.1mol/L的盐酸的盐酸15mL B.0.2mol/L的盐酸的盐酸12mL C.0.15mol/L的硫酸的硫酸10mL D.18mol/L的硫酸的硫酸15mLC注意：a、结论只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，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。 b、气体或溶液浓度的改变与反应速率的关系并不是一概如此，若随着浓度的改变，物质的本质发生了变化，那么反应速率的含义也不同了。如：硫酸与铁的反应 二、二、 压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响 增大压强增大压强，相当于，相当于增大增大反应物浓度反应物浓

7、度，反应，反应速率加快。速率加快。原因：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。结论：对于有气体参加的反应，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。讨论讨论如果反应物是固体、液体或溶液如果反应物是固体、液体或溶液时，改变压强对它们又有什么影响？时，改变压强对它们又有什么影响？适用范围：适用范围： 压强影响，只适用于讨论有气体压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应，当然并不一定全部是参加的反应，当然并不一定全部是气体。气体。 改变压强对它们的体积改变很小，因而它们改变压强对它们的体积改变很小

8、，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。应速率无关。 例2、在N2+3H2=2NH3中，当其他外界条件不变时： A、减小体系压强，该反应的速率怎么变？n 反应速率减慢反应速率减慢 B、在反应中保持体系容积不变，充入N2 ，反应的速率怎么变？n 反应速率加快反应速率加快 C、在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？n 反应速率不变反应速率不变 D、在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？n 反应速率减慢反应速率减慢注意：注意： 压强影响反应速率，必须伴随有压强改变时体积的改变现象。否则，压强的变化并没有作用

9、到反应的体系上。即压强变则体积变，实际是浓度的变化。若容器的体积不变，因为各气体的浓度没有变，则速率不变。1、恒温时、恒温时增大压强增大压强 体积缩小体积缩小 反应速率增反应速率增大大2、恒温恒容时、恒温恒容时（1）充入反应气体）充入反应气体 该物质的浓度增大该物质的浓度增大 该反应速率增大该反应速率增大（2）充入无关气体）充入无关气体 总压强增大，但反应混合总压强增大，但反应混合物各组浓度不变，速率不变物各组浓度不变，速率不变3、恒温恒压时、恒温恒压时充入无关气体充入无关气体 体积增大体积增大 反应混合物各反应混合物各组分浓度减小组分浓度减小 速率减小速率减小压强对反应速率的影响压强对反应速

10、率的影响三、温度对化学反应速率的影响三、温度对化学反应速率的影响 实验目的实验目的探究温度的不同对化学反应速率的影响探究温度的不同对化学反应速率的影响实验原理实验原理Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S +H2O实验用品实验用品试管、胶头滴管、试管、胶头滴管、0.1mol/L的的H2SO4 溶液、溶液、 0.1mol/LNa2S2O3溶液溶液 实验步骤实验步骤1.取两支试管各加入取两支试管各加入5mL0.1mol/L的的H2SO4 ；另取；另取 两支试管各加入两支试管各加入5mL0.1mol/LNa2S2O3； 2.将四支试管分成两组（各有一支盛有将四支试管分成两组（各有一支盛

11、有H2SO4和和 Na2S2O3的试管），将其中一组浸入到热水中，的试管），将其中一组浸入到热水中， 将另一组试管浸入到冷水中；将另一组试管浸入到冷水中； 3.经过一段时间后，分别混合并搅拌，观察现象。经过一段时间后，分别混合并搅拌，观察现象。探究实验探究实验升高温度升高温度活化分子的百分比增活化分子的百分比增大大(分子运动速率加快，分子运动速率加快，碰撞频率增加碰撞频率增加)有效碰撞次数有效碰撞次数增多增多反应速率加快反应速率加快 原因原因：(1)浓度一定时，升高温度，分子的能量增加，从而增加了活化分子的数量，反应速率增大。 (2)温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间的碰撞

12、次数增加，反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。 结论结论：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率。 例3、把除去氧化膜的 Mg 条，投入到盛有稀盐酸的试管中，发现 H2 的产生速率（v）与时间（t）的变化情况如下图所示，n t1 t2 速率变化的主要原因是: _ ; n t2 t3 速率变化的主要原因是:_解：解：a、反应是放热反应，t1 t2时间段温度起主导作用；b、随着反应的进行，盐酸浓度降低，t2 t3时间段浓度起主导作用注意注意:（）温度对反应速率的影响规律，对（）温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，而且不吸热反应、放热反应都适用，

13、而且不受反应物状态的影响。受反应物状态的影响。（）在一般情况下，温度每升高（）在一般情况下，温度每升高10，化学反应速率增大到化学反应速率增大到24倍。倍。4.下图为将下图为将Zn投入一定浓度一定体积的投入一定浓度一定体积的H2SO4中，中，解释图象的成因。（纵坐标为解释图象的成因。（纵坐标为H2的生成速率）的生成速率） 由图象可知氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由由图象可知氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。反应体系中硫酸所提供的氢离子浓度是由大到小，若快到慢。反应体系中硫酸所提供的氢离子浓度是由大到小，若氢气的生成速率由其决定速率的变化趋势也应由快到慢，反应氢气的生成速率

14、由其决定速率的变化趋势也应由快到慢，反应前半程的原因只能是温度所致，锌与硫酸反应时放热，体系温前半程的原因只能是温度所致，锌与硫酸反应时放热，体系温度逐渐升高，温度对反应速率的影响占主导地位，一定时间后度逐渐升高，温度对反应速率的影响占主导地位，一定时间后，硫酸的浓度下降占据主导地位，因而氢气的生成速率随时间，硫酸的浓度下降占据主导地位，因而氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。先由慢到快，然后又由快到慢。结论：催化剂能加快化学反应速率。结论：催化剂能加快化学反应速率。 2H2O + O2 2H2O2 解释：当温度和反应物浓度一定时，使用解释：当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使

15、反应途径发生改变，从而降低了催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。增大，故化学反应速率加大。四、催化剂对化学反应速率的影响四、催化剂对化学反应速率的影响4下列关于催化剂的说法，正确的是 A催化剂能使不起反应的物质发生反应B催化剂在化学反应前后，化学性质和质量 都不变C催化剂能改变化学反应速率 D任何化学反应，都需要催化剂BC小结：影响化学反应速率的外因 影响外因 单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数活化

16、分子百分数增大反应物浓度增大压强升高温度使用催化剂增加增加增加增加不变不变增加增加加快加快增加增加增加增加不变不变增加增加加快加快不变不变增加增加增加增加增加增加加快加快不变不变增加增加增加增加增加增加加快加快 决定因素：参加化学反应的物质的性质决定因素：参加化学反应的物质的性质n影响因素：影响因素：当其它条件不变时当其它条件不变时n1.1.浓度的影响：浓度的影响：增加增加反应物的浓度反应物的浓度可以加快化学反应速可以加快化学反应速率；降低率；降低反应物的浓度反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。，可以减慢化学反应速率。n2.2.压强的影响：压强的影响：（仅适用于有气体参加的反应仅适用于有气体参

17、加的反应）增加体）增加体系的压强，可以加快化学反应速率；降低体系的压强，系的压强，可以加快化学反应速率；降低体系的压强，可以减慢化学反应速率可以减慢化学反应速率n3.3.温度的影响：温度的影响：升高体系的温度可以加快化学反应速率；升高体系的温度可以加快化学反应速率；降低体系的温度，可以减慢化学反应速率。降低体系的温度，可以减慢化学反应速率。本节课小结本节课小结1、决定化学反应速率的主要因素是、决定化学反应速率的主要因素是 A反应物的浓度反应物的浓度 B反应温度反应温度 C使用催化剂使用催化剂 D反应物的性质反应物的性质请同学们注意，化学反应速率的决定请同学们注意，化学反应速率的决定性因素在于化

18、学物质本身！性因素在于化学物质本身！练习练习 2、反应、反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可变在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是反应速率几乎无影响的是( )A.增加增加C的量的量B.将容器的体积缩小一半将容器的体积缩小一半C.保持体积不变，充入保持体积不变，充入He使体系压强增大使体系压强增大D.保持压强不变，充入保持压强不变，充入He使容器体积变大使容器体积变大AC3、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施、用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气的生成速率加快的是不能使氢气的生成速率加快的是A 加热加热 B 不用稀硫酸，改用不用稀硫酸，改用98.3%的浓硫酸的浓硫酸C 滴加少量滴加少量CuSO4溶液溶液 D 不用铁片，改用铁粉不用铁片，改用铁粉 4用用3克块状大理石与克块状大理石与30毫升毫升3摩摩/升盐酸反应制