优秀教案-影响化学反应速率的因素-课件

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第一课时第一课时2020/12/21回忆回忆：化学反应的碰撞理论：化学反应的碰撞理论：1 1、化学反应发生的前提条件：、化学反应发生的前提条件：反应物分子相互接触和碰撞反应物分子相互接触和碰撞 在化学上，把能够发生化学反应的在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞碰撞叫有效碰撞2 2、有效碰撞有效碰撞：3 3、活化分子活化分子具有具有较高能量较高能量，有可能，有可能发生有效碰撞发生有效碰撞的分子的分子4 4、活化能活化能：活化分子所多出普通分子的那部分能量活化分子所多出普通分子的那部分能量E1。2020/12/22精品资料2020/12/23你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”2020/12/24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2020/12/25 影响反应速率的因素影响反应速率的因素（2 2）外部因素：）外部因素：（1 1）内部因素（主要因素）内部因素（主要因素）：反应物本身反应物本身的性质的性质浓度：浓度：压强：压强：温度：温度：催化剂：催化剂：其他因素：光、颗粒大小、溶剂等。其他因素：光、颗粒大小、溶剂等。2020/12/26A.A.化学反应速率与单位时间内分子间的化学反应速率与单位时间内分子间的 次数有关。次数有关。B.B.有效碰撞次数与单位体积内有效碰撞次数与单位体积内 的的 多少有关。多少有关。有效碰撞有效碰撞活化分子数活化分子数lC.C.单位体积内的活化分子数与单位体积内的活化分子数与 有关有关活化能活化能lD.D.活化能的大小取决于活化能的大小取决于 。反应物本身的性质反应物本身的性质活化分子百分数：活化分子百分数：（活化分子数（活化分子数/反应物分子数）反应物分子数）100%100%2020/12/27一、浓度对反应速率的影响一、浓度对反应速率的影响实验序号实验序号实验序号实验序号实验药品实验药品实验药品实验药品0.1mol/L0.1mol/L0.1mol/L0.1mol/L酸性酸性酸性酸性KMnOKMnOKMnOKMnO4 4 4 4溶液溶液溶液溶液0.1mol/L H0.1mol/L H0.1mol/L H0.1mol/L H2 2 2 2C C C C2 2 2 2O O O O4 4 4 4溶液溶液溶液溶液0.1mol/L0.1mol/L0.1mol/L0.1mol/L酸性酸性酸性酸性KMnOKMnOKMnOKMnO4 4 4 4溶溶溶溶液液液液0.2mol/L H0.2mol/L H0.2mol/L H0.2mol/L H2 2 2 2C C C C2 2 2 2O O O O4 4 4 4溶溶溶溶液液液液实验现象实验现象实验现象实验现象褪色时间褪色时间褪色时间褪色时间实验结论实验结论实验结论实验结论实验实验2-2溶液由紫色变为无色溶液由紫色变为无色溶液由紫色变为无色溶液由紫色变为无色溶液由紫色变为无色溶液由紫色变为无色溶液由紫色变为无色溶液由紫色变为无色浓度大的浓度大的H2C2O4，溶液先褪色溶液先褪色2020/12/28为什么浓度会影响化学反应为什么浓度会影响化学反应速率呢，尝试从碰撞理论的速率呢，尝试从碰撞理论的角度进行解释？角度进行解释？2 2、结论：、结论：在其他条件不变时，增加反应物的在其他条件不变时，增加反应物的浓度，反应速率加快；反之，降低反应物的浓度，反应速率加快；反之，降低反应物的浓度，反应速率减慢。浓度，反应速率减慢。1 1、本实验涉及的化学方程式为本实验涉及的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4 +10CO2+8H2O 2020/12/29浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响反应物浓度增大：反应物浓度增大：即单位体积内反应即单位体积内反应物分子总数增大物分子总数增大单位体积内活化单位体积内活化分子数增加分子数增加有效碰撞有效碰撞次数增多次数增多反应速率加快反应速率加快本本质质原原因因2020/12/2103 3、原因原因：反应物浓度增大，单位体积内反应物浓度增大，单位体积内的的活化活化分子数增加，分子数增加，有效碰撞的几率增加，从而有效碰撞的几率增加，从而反应速反应速率增大。率增大。（但活化分子百分数不变）（但活化分子百分数不变）4 4、注意注意：a.适用范围：气体、溶液（固体或纯液体的浓度适用范围：气体、溶液（固体或纯液体的浓度视为常数）。视为常数）。b.一般来说，固体反应物表面积越大，反应速一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大率越大。c、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此反应速率也会逐渐减小。渐减小，因此反应速率也会逐渐减小。2020/12/211应用应用1 1：一定条件下，在一定条件下，在CaCOCaCO3 3(块状块状)+2HCl=CaCl)+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：A A、增加、增加HClHCl的浓度的浓度 B B、加水、加水 C C、增加同浓度盐酸的量、增加同浓度盐酸的量 D D、改加、改加CaCOCaCO3 3粉末粉末 AD2020/12/212 应用应用2 2：若将物质的量相等的若将物质的量相等的HI气体分别放在等容积的气体分别放在等容积的两个针桶中，一个保持体积不变，另一个压缩为两个针桶中，一个保持体积不变，另一个压缩为原来的原来的1/2。其它条件不变，则。其它条件不变，则HI的分解反应速的分解反应速率谁快？率谁快？2020/12/213请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况化学反应速率的影响情况 二、压强对反应速率的影响二、压强对反应速率的影响压强增大压强增大浓度增大浓度增大单位体积内单位体积内n 有效碰撞有效碰撞有效碰撞有效碰撞 2020/12/2141、结论：、结论：其它条件不变时，有气体参加的其它条件不变时，有气体参加的反应中，增大压强（减小容器的溶积），反反应中，增大压强（减小容器的溶积），反应速率加快；减小压强（增大容器的容积），应速率加快；减小压强（增大容器的容积），反应速率减慢。反应速率减慢。3、注意：、注意：1)压强对反应速率的影响适用于压强对反应速率的影响适用于有气体参加有气体参加的反应。的反应。2)压强对反应的影响本质上是压强对反应的影响本质上是浓度浓度的影响。的影响。2、原因原因：压强增大，体积减小，压强增大，体积减小，气体浓度增大气体浓度增大，单位体积内单位体积内的的活化分子数增加，有效碰撞次数增活化分子数增加，有效碰撞次数增多，反应速率增大。多，反应速率增大。(但活化分子百分数不变但活化分子百分数不变)思考：思考：压强对于任意化学反应的速率都有影响吗？压强对于任意化学反应的速率都有影响吗？2020/12/215在在N2+3H2 2NH3中，当其他外界条件不变时：中，当其他外界条件不变时：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？反应中保持体系容积不变，充入反应中保持体系容积不变，充入N2，反应的速率怎么变？，反应的速率怎么变？反应中保持体系容积不变，充入反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？，反应的速率怎么变？反应中保持体系压强不变，充入反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？，反应的速率怎么变？压强对反应速率的影响 压强影响反应速率，压强影响反应速率，必须伴随有压强改变时必须伴随有压强改变时体积改变的现象体积改变的现象。否则，压强的变化并没有作用。否则，压强的变化并没有作用到反应体系上。即压强变则体积变，实际是浓度到反应体系上。即压强变则体积变，实际是浓度的变化。若容器的体积不变，各气体的浓度不变，的变化。若容器的体积不变，各气体的浓度不变，则速率不变。则速率不变。如在密闭容器中通入惰性气体。如在密闭容器中通入惰性气体。分析：分析：2020/12/216对于气体有下列几种情况对于气体有下列几种情况:恒温时：恒温时：增大压强增大压强C增大增大反应速率增大反应速率增大 恒容时：恒容时：A、充入气体反应物、充入气体反应物反应物浓度增大反应物浓度增大总压增大总压增大反应速率增大反应速率增大；B、充入、充入“无关气体无关气体”（如（如He等）等）引引起总压增大，但各反应物的分压不变，各物起总压增大，但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变质的浓度不变反应速率不变反应速率不变 恒压时：恒压时：充入充入“无关气体无关气体”（如（如He等）等）引引起体积增大，起体积增大，各反应物浓度减少各反应物浓度减少反应速率反应速率减慢。减慢。2020/12/217例例1：对于反应：对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下列在密闭容器中进行，下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（）A、缩小体积使压强增大、缩小体积使压强增大 B、体积不变充入、体积不变充入 N2 使压强增大使压强增大C、体积不变充入、体积不变充入 O2使压强增大使压强增大 D、使体积增大到原来的、使体积增大到原来的2倍倍E、体积不变充入氦气使压强增大、体积不变充入氦气使压强增大压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响DE2020/12/218例例2.2.反应反应C(s)+HC(s)+H2 2O(g)=CO(g)+HO(g)=CO(g)+H2 2(g)(g)在一可变容在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其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.A.增加增加C C的量的量B.B.将容器的体积缩小一半将容器的体积缩小一半C.C.保持体积不变，充入保持体积不变，充入N N2 2使体系压强增大使体系压强增大D.D.保持压强不变，充入保持压强不变，充入N N2 2使容器体积变大使容器体积变大E.E.保持压强不变，充入保持压强不变，充入COCO使容器体积变大使容器体积变大AC2020/12/219例例3.3.对于反应对于反应N N2 2+O+O2 2 2NO 2NO，在密闭容器中进行，下列条件能加快在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是反应速率的是 （）A A、缩小体积使压强增大；、缩小体积使压强增大；B B、体积不变充入氮气使压强增大；、体积不变充入氮气使压强增大；C C、体积不变充入惰性气体；、体积不变充入惰性气体；D D、使总压强不变，充入惰性气体。、使总压强不变，充入惰性气体。AB2020/12/220例例4.在一密闭容器中，加入在一密闭容器中，加入SO2和和O2发生发生2SO2+O2=2SO3，试分析下列情况对反应速率的影响。试分析下列情况对反应速率的影响。1、容器体积变为原来的、容器体积变为原来的2/3气体反应物浓度增大气体反应物浓度增大反应速率反应速率增大增大2、容器体积不变，加入、容器体积不变，加入SO2，（，（O2）气体反应物浓度增大气体反应物浓度增大化学反应速率化学反应速率增大增大3、恒温、恒压时，充入惰性气体、恒温、恒压时，充入惰性气体要保持压强不变要保持压强不变要保持压强不变要保持压强不变体积增大体积增大体积增大体积增大浓度减小浓度减小浓度减小浓度减小速率速率速率速率减慢减慢减慢减慢4、恒温、恒容时，充入惰性气体、恒温、恒容时，充入惰性气体体积不变体积不变浓度不变浓度不变反应速率反应速率不变不变2020/12/221三、温度对反应速率的影响三、温度对反应速率的影响Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O实验实验2-32-3：1.结论结论：其它条件不变，升高温度，化学反应速率其它条件不变，升高温度，化学反应速率 增大，降低温度，化学反应速率减小。增大，降低温度，化学反应速率减小。适用范围：适用范围：温度对反应速率影响的规律，对吸温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。热反应，放热反应都适用。2020/12/222温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响本质原因升高温度，一部分非活化分子吸收能量转化为升高温度，一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子，使得活化分子，使得活化分子百分数提高活化分子百分数提高，活化分，活化分子间的有效碰撞频率变大，故反应速率增大。子间的有效碰撞频率变大，故反应速率增大。2020/12/223 （1）反应若是可逆反应，）反应若是可逆反应，升高温度，正、升高温度，正、逆反应速率都加快逆反应速率都加快，降低温度，正、逆，降低温度，正、逆 反应速率都减小。反应速率都减小。2.原因原因:温度升高温度升高 （1）分子热运动加快，碰撞频率提高。）分子热运动加快，碰撞频率提高。（2）分子获得能量，）分子获得能量，活化分子百分数提高活化分子百分数提高。3.注意注意:（2）一般，温度每升高）一般，温度每升高10，化学反应，化学反应速率增大速率增大24倍倍2020/12/224例例1：在：在10时某化学反应速率为时某化学反应速率为0.1molL-1s-1，若温度每升高若温度每升高10，反应速率增加到原来的，反应速率增加到原来的2倍，倍，为了把该反应速率提高到为了把该反应速率提高到1.6moll-1S-1则该反应则该反应需在什么温度下进行需在什么温度下进行()A 30 B 40 C 50 D 60C2020/12/225四、催化剂对反应速率的影响四、催化剂对反应速率的影响实验实验2-4结论：加入催化剂可以加快反应的速率结论：加入催化剂可以加快反应的速率2020/12/226能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子活化能活化分子变成生成物分子放出的能量反应热没加催化剂加了催化剂2020/12/227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使用催化剂使用催化剂降低活化能降低活化能活化分子的活化分子的百分数百分数增大增大更多的反应更多的反应物的分子成物的分子成为活化分子为活化分子有效碰撞有效碰撞次数增多次数增多化学反应化学反应速率加快速率加快2020/12/228注意事项注意事项1 1）同一催化剂能同等程度的改变化学反应的同一催化剂能同等程度的改变化学反应的速率。速率。2 2）催化剂只能改变反应速率，催化剂只能改变反应速率，不能不能将将不反应不反应变成变成反应反应3 3）催化剂有一定的选择性和活化温度：催化剂有一定的选择性和活化温度：4 4）催化剂中毒催化剂中毒：催化剂的活性往往因接触少：催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降，甚至遭到破坏，这种量杂质而明显下降，甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。催化剂中毒会严重影现象叫催化剂中毒。催化剂中毒会严重影响反应的顺利进行。工业上为了防止催化响反应的顺利进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把原料进行净化除去毒物。剂中毒，要把原料进行净化除去毒物。2020/12/229、滴加、滴加0.1mol/L0.1mol/L三氯化铁溶液到过氧化氢中三氯化铁溶液到过氧化氢中比滴加比滴加0.1mol/L0.1mol/L硫酸铜溶液到过氧化氢中，使硫酸铜溶液到过氧化氢中，使过氧化氢的分解速率快很多，因此过氧化氢分过氧化氢的分解速率快很多，因此过氧化氢分解用三氯化铁作催化剂比用硫酸铜好得多；解用三氯化铁作催化剂比用硫酸铜好得多；、高锰酸钾溶液（紫红色）加入草酸溶液，、高锰酸钾溶液（紫红色）加入草酸溶液，紫红色褪色，如果同时再加硫酸锰则褪色快。紫红色褪色，如果同时再加硫酸锰则褪色快。、硫酸溶液比唾液对淀粉水解的催化效果差。、硫酸溶液比唾液对淀粉水解的催化效果差。2020/12/230催化剂的应用催化剂的应用从以上三个实验（科学探究）中可以看到，从以上三个实验（科学探究）中可以看到，催化剂不同，化学反应的速率有着显著的催化剂不同，化学反应的速率有着显著的区别，因此区别，因此催化剂具有选择性催化剂具有选择性。目前，催。目前，催化作用的研究一直是受到高度重视的高科化作用的研究一直是受到高度重视的高科技领域。技领域。2020/12/231五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、五、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。各条件对速率的影响大小是：各条件对速率的影响大小是：催化剂催化剂 温度温度 浓度浓度=压强压强(体积变体积变化引起的化引起的)。各种影响都有其局限性，要针对具各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。体反应具体分析。总结总结:2020/12/232外界条件对化学反应速率的影响（总结）影响因素影响因素分子总分子总数数活化分子活化分子百分数百分数活化分活化分子总数子总数活化分子浓度活化分子浓度（单位体积活（单位体积活化分子数）化分子数）增大浓度增大浓度增大压强增大压强升高温度升高温度正催化剂正催化剂增加增加不变不变不变不变不变不变不变不变不变不变增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加不变不变2020/12/233练习练习1：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、温度 B、浓度、浓度 C、压强、压强 D、催化剂、催化剂练习练习2：下列条件的变化，是因为降低反应下列条件的变化，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所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（分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2020/12/234练习练习3：下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A、一定条件下，增大反应物的量会加快化学、一定条件下，增大反应物的量会加快化学反应速率。反应速率。B B、增大压强，肯定会加快化学反应速率。、增大压强，肯定会加快化学反应速率。C C、活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞。、活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞。D D、能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。、能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。D2020/12/235练习练习4：设设NO+CO2 2CO(正反应吸热正反应吸热)反应速率为反应速率为v1；N2+3H2 2NH3(正反应放正反应放热热)反应速率为反应速率为v2。对于前述反应，当温度。对于前述反应，当温度升高时，升高时，v1和和v2变化情况为（变化情况为（）A、同时增大、同时增大 B、同时减小同时减小 C、v1减少，减少，v2增大增大 D、v1增大，增大，v2减小减小2020/12/236练习练习5：在密闭容器里，通入在密闭容器里，通入x mol H2和和y mol2()，改变下列条件，改变下列条件，反应速率将如何改变反应速率将如何改变?(1)升高温度升高温度 ；(2)加入催化剂加入催化剂 ；(3)充入更多的充入更多的H2 ；(4)扩大容器的体积扩大容器的体积 ；(5)容器容积不变，通入氖气容器容积不变，通入氖气 。2020/12/237 6、对于反应、对于反应 N2+O2 2NO，在密闭容，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是器中进行，下列条件能加快反应速率的是 （）A、缩小体积使压强增大；、缩小体积使压强增大；B、体积不变充入氮气使压强增大；、体积不变充入氮气使压强增大；C、体积不变充入惰性气体；、体积不变充入惰性气体；D、使总压强不变，充入惰性气体。、使总压强不变，充入惰性气体。AB2020/12/238 在在C(C(固固)+CO)+CO2 2(气气)=2CO()=2CO(气气)的反应中。的反应中。现采取下列措施：现采取下列措施：（1 1）增大压强）增大压强 ；（；（2 2）增加碳的量）增加碳的量（3 3）通入）通入COCO2 2；（4 4）恒容下充入）恒容下充入N N2 2；（5 5）恒压下充入）恒压下充入N N2 2 哪些措施能够使反应速率增大？为什么？哪些措施能够使反应速率增大？为什么？答案答案：（：（1 1）（）（3 3）练习练习7：2020/12/239 增大反应物的浓度增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（使反应速率加快的主要原因（）对于气体参与体系对于气体参与体系增大压强增大压强使反应速率加快的主要原因是使反应速率加快的主要原因是（）升高温度升高温度使反应速率加快的主要原因是（使反应速率加快的主要原因是（）使用催化剂使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（使反应速率加快的主要原因是（）A、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数总数B、增大分子的运动速率而使有效碰撞增加增大分子的运动速率而使有效碰撞增加C、升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加 D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加AAC D练习练习8：2020/12/240 将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，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其中能使最初的化学反应速率增大的是（）A、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量一倍、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量一倍B、盐酸的浓度增大一倍，使盐酸的用量减少到原来的一半、盐酸的浓度增大一倍，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CaCO3粉末代替粉末代替BG练习练习9：2020/12/241硫代硫酸钠硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应：与稀硫酸发生如下反应：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O 下列四种情况中最早出现浑浊的是：（）下列四种情况中最早出现浑浊的是：（）A、10时时0.1 mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4各各 5 mLB、10时时0.1 mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4 各各5 mL，加水，加水10mLC、20时时0.1 mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4各各 5 mLD、20 时时0.2mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4各各5 mL，加水，加水10 mLC练习练习8：2020/12/242