《化学反应速率影响因素》2014

1、 在化学实验和日常生活中，我们经常观察到在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的进行得快，有的进行得慢。这样的现象：有的进行得快，有的进行得慢。 有效碰撞有效碰撞活化分子活化分子活化能活化能没足够的能量足够的能量合适的取向借鉴投篮获得灵感没合适的取向碰撞过轻碰撞过轻没有合适的取向没有合适的取向有效碰撞有效碰撞化学反应的本质化学反应的本质: 旧键的断裂和新键的生成旧键的断裂和新键的生成如何实现如何实现?化学反应的先决条件化学反应的先决条件: 反应物分子间的反应物分子间的相互碰撞相互碰撞有效碰撞有效碰撞化学反应的发生化学反应的发生活化分子活化分子: 能够发生有效碰撞的分子能够发生有效

2、碰撞的分子碰撞过轻碰撞过轻取向不好取向不好在其他条件不变时在其他条件不变时, ,对某一反应来说对某一反应来说, ,活化分子所占的百活化分子所占的百分数是一定的分数是一定的有效碰撞理论有效碰撞理论引起分子间的化学反应的碰撞。引起分子间的化学反应的碰撞。活化分子和活化能理论活化分子和活化能理论活化分子活化分子具有具有较高能量较高能量，能够，能够发生有效碰撞发生有效碰撞的分子的分子 发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子一定是一定是活化分活化分 子，子，但活化分子的碰撞但活化分子的碰撞不一定是不一定是有效碰撞。有效碰撞。活化能活化能活化分子高出活化分子高出反应物分子平均能量反应物分子平均能量的部分的部

3、分E1为反应物的活化能为反应物的活化能活化能活化能越小越小 则一般分子成为活化分子则一般分子成为活化分子越容易越容易，则活化分子则活化分子越多越多，则单位时间内有效碰撞则单位时间内有效碰撞越多越多，则反应速率则反应速率越大。越大。举例：举例：在在N N2 2+3H+3H2 22NH2NH3 3中，当其他外界条件不变中，当其他外界条件不变时：时： 减小体系压强，该反应的速率怎么变？减小体系压强，该反应的速率怎么变？ 在反应中保持体系容积不变，充入在反应中保持体系容积不变，充入N N2 2 ，反应，反应的速率怎么变？的速率怎么变？在反应中保持体系容积不变，充入在反应中保持体系容积不变，充入HeHe

4、，反应，反应的速率怎么变？的速率怎么变？在反应中保持体系压强不变，充入在反应中保持体系压强不变，充入HeHe，反应，反应的速率怎么变？的速率怎么变？减慢减慢加快加快不变不变减慢减慢交流与思考交流与思考将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其中将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其中 能使最初的化学反应速率增大的是能使最初的化学反应速率增大的是 （ ）A、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量增大一倍、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量增大一倍B、盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半、盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半C、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳

5、酸钙的量、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量D、盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍、盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍 E、加入、加入CaCl2溶液溶液 F、加入、加入CaCl2固体固体G、将、将CaCO3用用Na2CO3粉末代替粉末代替应用应用1 1：增加增加增加增加增加增加增大增大1、浓度对化学反应速率的影响。、浓度对化学反应速率的影响。 原因：原因：在其他条件不变时，对某一反应在其他条件不变时，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。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

6、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。应速率也必然增大。 规律：规律：其他条件不变时，增大反应物的其他条件不变时，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。度，可以减小化学反应的速率。增加增加增加增加增加增加增大增大碰撞理论解释碰撞理论解释2、压强对反应速率的影响。、压强对反应速率的影响。原因：原因：对气体来说，若其他条件不变，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增大压强，就是增加单位体积的反应物的

7、物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。大化学反应的速率。规律：规律：对于有气体参加的反应，若其他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；减小条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反压强，反应应速率减慢。速率减慢。不变不变增加增加增加增加增大增大碰撞理论解释碰撞理论解释 3、温度对化学反应速率的影响。、温度对化学反应速率的影响。原因原因：(1)浓度一定时，升高温度，分子的能浓度一定时，升高温度，分子的能量增加，从而增加了活化分子的数量，反应量增加，从而增加了活化分子的数量，反应速率增大。速率增大。 (2)温度升

8、高，使分子运动的速度加快，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次数增加，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。 规律：规律：其他条件不变时，升高温度，可其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率。速率。 不变不变增加增加增大增大增加增加4、催化剂对化学反应速率的影响。、催化剂对化学反应速率的影响。 原因：原因：在其他条件不变时，使用催化剂在其他条件不变时，使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量，会使更多可以大大降低反应所需要的

9、能量，会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子百分数，因而使反应速率加快。分子百分数，因而使反应速率加快。 规律：规律：催化剂可以改变化学反应的速率催化剂可以改变化学反应的速率。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。 负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。 如不特意说明，指正催化剂。如不特意说明，指正催化剂。注意：注意：a、凡是能改变反应速率而自身在化、凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。物质叫催化

10、剂。 b、同一催化剂能同等程度的改变化、同一催化剂能同等程度的改变化学反应的速率。学反应的速率。 c、催化剂中毒：催化剂的活性因接、催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。种现象叫催化剂中毒。5、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、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。学反应的速率产生影响。练习：练习：对于在溶液间进行的反应，对反应对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（速率影响最小的因素是（ ） A、温度、

11、温度 B、浓度、浓度 C、压强、压强 D、催化剂、催化剂练习：练习：下列条件的变化，是因为降低反应所下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（子百分数致使反应速率加快的是（ ） A、增大浓度、增大浓度 B、增大压强、增大压强 C、升高温度、升高温度 D、使用催化剂、使用催化剂考纲研读考纲研读1了解化学反应速率的概念及其定量了解化学反应速率的概念及其定量表示方法；表示方法；2理解浓度、温度、压强和催化剂等理解浓度、温度、压强和催化剂等条件对化学反应速率的影响；条件对化学反应速率的影响；3知道活化能的含

12、义及其对化学反应知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响；速率的影响；考情透析考情透析化学反应速率主要与化学平衡结合在一起化学反应速率主要与化学平衡结合在一起进行考查。化学平衡问题在高考中主要考查进行考查。化学平衡问题在高考中主要考查对基础知识的理解。对基础知识的理解。从考查内容上看，主要集中在：化学反应从考查内容上看，主要集中在：化学反应速率的定量计算以及速率大小的比较和外界速率的定量计算以及速率大小的比较和外界条件对化学反应速率的影响；条件对化学反应速率的影响；1.碰撞理论反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应，但不是每次碰撞都能发生反应，能发生反应的碰撞称为有效碰撞，有效碰撞必须满足两

13、个条件：一是发生碰撞的分子具有 ；二是分子在一定的 发生碰撞。在化学反应中，能量较高，有可能发生有效碰撞的分子称为 。足够的能量足够的能量方向上方向上活化分子活化分子注意：a.活化分子的碰撞不一定都是有效碰撞。b活化分子数越多，有效碰撞次数就越多，反应速率就越快，单位体积内活化分子数与单位体积内反应物分子总数成正比。c活化能是指活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量的差值。2影响化学反应速率的外界条件影响化学反应速率的外界条件(1)浓度：对气体参加的反应或在浓度：对气体参加的反应或在 中进行的中进行的 产生影响，在其他条件产生影响，在其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速不变时，增

14、大反应物的浓度，化学反应速率率，与反应物的总量，与反应物的总量 。(2)压强：对有压强：对有 参加的化学反应参加的化学反应而言，在温度一定时，对一定量气体，增而言，在温度一定时，对一定量气体，增大压强就会使大压强就会使 缩小，使气体缩小，使气体增多，化学反应速率增多，化学反应速率 。若减小压强，气体体积扩大，。若减小压强，气体体积扩大，气体反应物浓度就减小，化学反应速率也气体反应物浓度就减小，化学反应速率也减小。减小。溶液溶液离子反应离子反应加快加快无关无关气体气体气体体积气体体积单位体积内活化分子个数单位体积内活化分子个数加快加快(3)温度：温度升高，化学反应速率温度：温度升高，化学反应速率

15、 ，一般地说，温度每升高，一般地说，温度每升高10，反应速率增大到原来的反应速率增大到原来的 倍。升高温倍。升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，速率度，无论是吸热反应还是放热反应，速率。(4)催化剂：催化剂催化剂：催化剂化学反应速率，但不能使本来不会发生的化学反应速率，但不能使本来不会发生的反应变为可能。催化剂反应变为可能。催化剂反应过程，只是反应过程，只是反应前后质量与组成反应前后质量与组成。(5)其他：光、超声波、激光、放射线、电磁波、反其他：光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等因素也都能对某些化学应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等因素也都能对某些化学反应的反应

16、速率产生一定的影响，例如氯水经光照能加速反应的反应速率产生一定的影响，例如氯水经光照能加速次氯酸分解，加快次氯酸分解，加快Cl2与水的反应。形成原电池也是增大与水的反应。形成原电池也是增大反应速率的一种途径。反应速率的一种途径。加快加快24均加快均加快能同等程度地改变能同等程度地改变参与参与均不变均不变要从以下几个方面准确理解外界条件对要从以下几个方面准确理解外界条件对化学反应速率的影响化学反应速率的影响(1)固体、纯液体的浓度视为定值(在一定温度下)，不因其量的增减而影响反应速率，但因表面积(接触面)的变化而改变反应速率。将硫铁矿粉碎、将液体以雾状喷出，均是为了增大接触面，加快反应速率。(2

17、)升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率一般都要加快，只不过增加的程度不同。不可以认为v(吸)加快而v(放)减慢。(3)改变压强改变压强对化学反应速率产生影响的对化学反应速率产生影响的根本原因是引起根本原因是引起浓度的改变浓度的改变。所以在讨论。所以在讨论压强对反应速率的影响时，应分析引起压压强对反应速率的影响时，应分析引起压强改变的原因及这种改变对反应体系的浓强改变的原因及这种改变对反应体系的浓度产生何种影响。度产生何种影响。对于气体反应体系，有以下几种情况：对于气体反应体系，有以下几种情况：例例1、对于反应、对于反应M+NP，如果温度每升高，如果温度每升高10，

18、化学反应速率，化学反应速率增加增加3倍，在倍，在10时，完成反应时，完成反应10%需要需要81分钟，将温度提高到分钟，将温度提高到30时，完成反应时，完成反应10%需要需要_分钟。分钟。2、把除去氧化膜的、把除去氧化膜的 Mg 条，投入到盛有条，投入到盛有稀盐酸的试管中，发现稀盐酸的试管中，发现 H2 的产生速率（的产生速率（v）与时间（与时间（t）的变化情况如右图所示，）的变化情况如右图所示， t1 t2 速率变化的主要原因是速率变化的主要原因是: _ ; t2 t3 速率变化的主要原因是速率变化的主要原因是:_。vt1 t2 t3 t 不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是不同的化学反

19、应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。往需要定量地描述一个反应的快慢。什么是什么是定性定性？什么是？什么是定量定量？例如：我们学过物理都知道：例如：我们学过物理都知道：（1 1）光的传播速度是很快的；）光的传播速度是很快的；（2 2）光在空气中的传播速度是）光在空气中的传播速度是3 310108 8 m/sm/s定量定量描述描述定性定性描述描述化学反应速率的表示方法化学反应速率的表示方法(定量描述定量描述

20、)通常是用单位时间内反应物浓度的减小通常是用单位时间内反应物浓度的减小或或生成物浓度的增加来表示。生成物浓度的增加来表示。其数学表达式为：其数学表达式为： 反应速率单位：反应速率单位：mol(Ls)或或mol(Ls)-mol (Lmin)或或mol(Lmin)-1 tcV=例如：反应例如：反应3A(g) 2B(g)3A(g) 2B(g)在在1L1L的密闭容器的密闭容器中进行中进行,2,2分钟内分钟内,A,A的物质的量减小了的物质的量减小了3mol3mol，则用则用A A表示该反应在表示该反应在2 2分钟内的平均速率为分钟内的平均速率为_mol_molL L-1-1minmin-1-1，由上述方

21、程式可知，由上述方程式可知，B B在在2 2分钟内分钟内_(_(填填“增加增加”或或“减少减少”) )了了_mol_mol；则用则用B B表示该反应在表示该反应在2 2分钟内的平均速率为分钟内的平均速率为_ _mol_molL L-1-1minmin-1-1; ;V(A): V(B)=_1.5增加增加21对于反应对于反应: aA(g) + bB(g) = cC(g) + dD(g) , 在在t秒钟内秒钟内用用A、B、C、D浓度的变化分别来表示该反应的速率为浓度的变化分别来表示该反应的速率为:则则v(A) : v (B) : v (C) : v (D) = c(A): c(B): c(C): c

22、(D)= a : b : c : d= n(A): n (B) : n (C) : n (D)V(A)=c(A) tV(B)=c(B) tV(C)=c(C) tV(D)=c(D) t=c(A) tc(B)c(C)c(D): t t t规律规律:化学反应中各物质的反应速率化学反应中各物质的反应速率之比之比等于等于化学方程式中各物质化学方程式中各物质的的计量系数之比计量系数之比.对于反应对于反应: aA(g) + bB(g) = cC(g) + dD(g) , 在相同时间内在相同时间内则则v(A) : v (B) : v (C) : v (D) = a : b : c : d例例1 1、( (20

23、002000年全国高考试题年全国高考试题1616) )已知反应已知反应 A+3B=2C+DA+3B=2C+D在某阶段时间内以在某阶段时间内以A A的浓度的浓度变化表示的化学反应速率为变化表示的化学反应速率为1mol1molL L-1-1minmin-1-1, ,则此段则此段时间内以时间内以C C的浓度变化表示的化学反应速率为的浓度变化表示的化学反应速率为 A. 0.5molA. 0.5molL L-1-1minmin-1-1 B. 1mol B. 1molL L-1-1minmin-1-1C. 3molC. 3molL L-1-1minmin-1-1 D. 2mol D. 2molL L-1-

24、1minmin-1-1 例例3 3、(1999(1999年全国高考试题年全国高考试题10)10)反应反应4NH4NH3(g)3(g)+5O+5O2(g)2(g) 4NO 4NO(g)(g)+6H+6H2 2O O(g)(g)在在10L10L的密闭的密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气增加了容器中进行，半分钟后，水蒸气增加了0.45mol0.45mol，则此反应的平均速率则此反应的平均速率V V(X)(X)可表示为可表示为 A.VA.V(NH(NH3 3) )= =0.010mol0.010molL L-1-1S S-1-1 B.V B.V(O(O2 2) )= =0.0010mol0.0010mo

25、lL L-1-1S S-1-1 C.VC.V(NO)(NO)= =0.0010mol0.0010molL L-1-1S S-1-1 D.V D.V(H(H2 2O)O)= =0.045mol0.045molL L-1-1S S-1-1 例例4、反应、反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下在四种不同情况下 的的反应速率分别为反应速率分别为:v(A)=0.15mol/(Ls) v(B)=0.6mol/(Ls)v(C)=0.4mol/(Ls) v(D)=0.45mol/(Ls) 该反应进行的快慢顺序为该反应进行的快慢顺序为 _(填序号填序号). = 方法小结：方法小结：将不同物质的速率转化为同一种物质速率进行比较。将不同物质的速率转化为同一种物质速率进行比较。 注意注意：1、在同一反应体系中用不同的物在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值是可以不同质来表示反应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示同一个反应速率。的，但是这些数值都表示同一个反应速率。因此因此化学反应速率的表示必须说明用哪种化学反应速率的表示必须说明用哪种物质来做标准物质来做标准。 2、一般来