江苏省南京市东山外语国际学校高三化学《化学反应速率及影响因素》复习课件

一：化学反应速率1、定义：单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加2、单位：mol/（L.min）或者mol/（L.s）3：表达式：v = v = c/c/t t4：速率之比等于系数之比等于个物质的量变化之比5：速率大小的比较6:根据速率书写化学方程式速度指单位时间内某种物理量的变化值。速度指单位时间内某种物理量的变化值。如：米如：米/ /秒，千米秒，千米/ /小时。小时。 化学反应速率通常用单位时间内反应化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。浓度常用单位浓度常用单位 mol/Lmol/L时间常用单位时间常用单位 s s 或或 minmin化学反应速率常用单位化学反应速率常用单位 mol/Lmol/Ls s 或或 mol/Lmol/Lminmin表达式：表达式： v = v = c/c/t t1 1、化学反应速率的表示、化学反应速率的表示【例题】在【例题】在2L2L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入1mol N1mol N2 2和和3mol H3mol H2 2，发生，发生 N N2 2 + 3H + 3H2 2 = 2NH= 2NH3 3 ，在，在2s2s末时，末时，测得容器中含有测得容器中含有0.4mol0.4mol的的NHNH3 3，求该反应的化，求该反应的化学反应速率。学反应速率。 N N2 2 + 3H + 3H2 2 = 2 NH= 2 NH3 3起始浓度起始浓度0.5 1.5 00.5 1.5 02s2s末浓度末浓度 0.20.21.21.20.40.4v(Nv(N2 2)= (0.5-0.4)/2=0.05mol/L)= (0.5-0.4)/2=0.05mol/Ls sv(Hv(H2 2)= (1.5-1.2)/2=0.15 mol/L)= (1.5-1.2)/2=0.15 mol/Ls sv(NHv(NH3 3)= (0.2-0)/2=0.1mol/L)= (0.2-0)/2=0.1mol/Ls s转化浓度转化浓度 0.1 0.3 0.2 同一个反应，用不同的物质来表示反应同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。种物质表示的。 同一反应中，各物质的速率之比等于他同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。们在化学方程式中的化学计量数之比。如在如在N N2 2 + 3H + 3H2 2 = 2NH= 2NH3 3 中，中， v(Nv(N2 2):v(H):v(H2 2):v(NH):v(NH3 3)=1:3:2)=1:3:2 我们得到的速率是指什么时候的速率？我们得到的速率是指什么时候的速率？结论结论2 2、我们所说的速率是指在整个过程中、我们所说的速率是指在整个过程中的平均速率。且均为正值的平均速率。且均为正值. .2 2、比较反应速率的大小、比较反应速率的大小例、反应例、反应A + 3B = 2C + 2DA + 3B = 2C + 2D在四种不同情况在四种不同情况下的反应速率分别为下的反应速率分别为V VA A = 0.15mol = 0.15molL L-1-1s s-1-1 V VB B = 0.6mol = 0.6molL L-1-1s s-1-1 VcVc = 0.4mol = 0.4molL L-1-1s s-1-1 V VD D = 0.45mol = 0.45molL L-1-1s s-1-1 则该反应在不同条件则该反应在不同条件下速率快慢顺序是下速率快慢顺序是 = = 结论结论3 3、在同一反应中，反应速率的大小不能、在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大小，所以反应速率的大小不单纯地看数值大小，所以反应速率的大小不能单纯地看数值大小能单纯地看数值大小. .习题习题1 1、把、把0.6molX0.6molX气体和气体和0.4molY0.4molY气体混气体混合于合于2L2L容器中，发生反应：容器中，发生反应：3X(g) + Y(g) 3X(g) + Y(g) = n Z ( g) + 2W(g) .5min= n Z ( g) + 2W(g) .5min末已生成末已生成0.2molW0.2molW，若测知以，若测知以Z Z浓度的变化来表示浓度的变化来表示平均速率为平均速率为0.01mol/(L0.01mol/(Lmin),min),则则 (1) (1) 上述反应上述反应Z Z气体的计量系数气体的计量系数n n的值的值是是_ (2) (2) 上述反应在上述反应在5min5min末时，已用去的末时，已用去的Y Y占原来物质的质量分数是占原来物质的质量分数是_ 1 125%25%习题习题2 2：一定温度下，向一个容积为：一定温度下，向一个容积为2L2L的事的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入先装入催化剂的真空密闭容器中通入1mol1mol氮气和氮气和3mol3mol氢气，氢气，3min3min后测得容器内的压后测得容器内的压强是起始时压强的强是起始时压强的0.90.9倍，在此时间内，用倍，在此时间内，用氢气的量的变化来表示的该反应的平均反氢气的量的变化来表示的该反应的平均反应速率应速率v(Hv(H2 2) )是：是：A A、0.2mol/(L0.2mol/(Lmin) Bmin) B、 0.6mol/(L0.6mol/(Lmin) min) C C、0.1mol/(L0.1mol/(Lmin) Dmin) D、 0.3mol/(L0.3mol/(Lmin)min) C C有有 效效 碰碰 撞撞1、什么是什么是有效碰撞？有效碰撞？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分子间的分子间的碰撞碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的必要条件必要条件而而有效碰撞有效碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的充分条件充分条件某一化学反应的速率大小与某一化学反应的速率大小与单位时间内单位时间内有效碰撞的次数有效碰撞的次数有关有关那么影响化学反应的速率是什么？没合适的取向没合适的取向没足够的能量没足够的能量足够的能量足够的能量合适的取向合适的取向类比法：类比法：借鉴投篮借鉴投篮获得灵感获得灵感 +活活 化化 分分 子子2、什么是什么是活化分子？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子，活化分子，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。有效碰撞次数的有效碰撞次数的多少多少与与单位体积内反应物中单位体积内反应物中活化分子活化分子的多少的多少有关。有关。能量能量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出的能量出的能量该反应是该反应是吸热反吸热反应应还是还是放热放热反应反应?活化能与反活化能与反应热有关吗应热有关吗?反应热反应热活活 化化 能能3、什么是什么是活化能？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，的部分，可以理解为普通分子转化成活化分子所需可以理解为普通分子转化成活化分子所需的能量。的能量。活化分子的活化分子的多少多少与该反应的活化能的与该反应的活化能的大小大小有关有关，活化能的活化能的大小大小是由反应物分子的是由反应物分子的性质决定性质决定，内因内因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快。越快。活化能的大小虽然意味着一般分子成活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何学反应前后的能量变化并不产生任何影响影响注意：注意：怎样改变反应的活化能为来加快反应的速率？怎样改变反应的活化能为来加快反应的速率？是何措施？下面我们来学习影响化学反应速是何措施？下面我们来学习影响化学反应速率的因素。率的因素。反应物本身性质反应物本身性质、反应物的浓度、反应物的浓度、温度、压强、催化剂等等温度、压强、催化剂等等 二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素 影响反应速率的因素影响反应速率的因素（2）外因：）外因：（1）内因（主要因素）内因（主要因素） ：参加反应：参加反应物质物质的性质的性质 反应物分子中的化学键断裂、生成物分子中反应物分子中的化学键断裂、生成物分子中的化学键形成过程的化学键形成过程旧键断裂，新键生成旧键断裂，新键生成化学反应的本质：化学反应的本质：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。如果分子间能够发生化学反应：如果分子间能够发生化学反应：1、反应物分子必须相互碰撞；、反应物分子必须相互碰撞；2、分子必须具有一定的能量、分子必须具有一定的能量3、活化分子碰撞时，必须有合适的取向、活化分子碰撞时，必须有合适的取向碰撞理论解释各外界因素对速率的影响碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质反应速率理论本质分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足够能量足够能量活化分子活化分子有合适的取向有合适的取向有效碰撞有效碰撞化学反应化学反应 碰撞理论碰撞理论 1 1、浓度、浓度n活活=n总总活活%浓度增大浓度增大单位体积内单位体积内n总总T不变，不变，活活%不变不变n活活增大增大有效碰撞有效碰撞V应用应用1 1：一定条件下，在一定条件下，在CaCO3（块状）（块状）+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 反应反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：A、增加、增加HCl的浓度的浓度 B、加水、加水 C、增加同浓度盐酸的量、增加同浓度盐酸的量 D、改加、改加CaCO3粉末粉末 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两个针桶中，一个气体分别放在等容积的两个针桶中，一个保持体积不变，另一个压缩为原来的保持体积不变，另一个压缩为原来的1/2。其它条件不变，则。其它条件不变，则HI的分解反应速率谁快？的分解反应速率谁快？在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率反应速率 。应用应用3：如反应：如反应：3KSCN+FeCl3 =Fe(SCN)3+3KCl若在上述反应体系中加入若在上述反应体系中加入KCl晶体，不会影响化学反应速率？晶体，不会影响化学反应速率？因为反应实质为：因为反应实质为：Fe3+3SCN- = Fe(SCN)3如果分子间能够发生化学反应：如果分子间能够发生化学反应：1、反应物分子必须相互碰撞；、反应物分子必须相互碰撞；2、分子必须具有一定的能量、分子必须具有一定的能量3、活化分子碰撞时，必须有合适的取向、活化分子碰撞时，必须有合适的取向碰撞理论解释各外界因素对速率的影响碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质探讨反应速率理论本质探讨分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足够能量足够能量活化分子活化分子有合适的取向有合适的取向有效碰撞有效碰撞化学反应化学反应 碰撞理论碰撞理论 n活活=n总总活活%2 2、压强、压强压强增大压强增大 体积减小体积减小 其他条件不变其他条件不变VC增大增大 压强对于反应速率的影响是压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响通过对浓度的影响实现的实现的 P增大增大C成比例成比例增大，增大，P减小减小C成比例成比例减小减小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？压强只对于有气体参加的反应的速率有影响压强只对于有气体参加的反应的速率有影响（紧扣对（紧扣对C的影响）的影响）其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，反应速率加快。增大，反应速率加快。例例2、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？ 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N2 ，反应的速率怎，反应的速率怎么变？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He，反应的速率怎么，反应的速率怎么变？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He，反应的速率怎么，反应的速率怎么变？变？压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响例例3、对于反应、对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下在密闭容器中进行，下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（列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DE碰撞理论解释各外界因素对速率的影响碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质探讨反应速率理论本质探讨分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足够能量足够能量活化分子活化分子有合适的取向有合适的取向有效碰撞有效碰撞化学反应化学反应 碰撞理论碰撞理论 n活活=n总总活活% 一般一般说来，温度每升高说来，温度每升高10，速率增加，速率增加2-4倍。倍。T 普通分子变为活化分子普通分子变为活化分子 活活% n活活 V3 3、温度、温度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 其他条件不变，温度升高，反应速率加快其他条件不变，温度升高，反应速率加快友情提醒友情提醒： 温度对任何反应的反应速率皆温度对任何反应的反应速率皆有影响，但对于吸热或放热反应影响的程度不有影响，但对于吸热或放热反应影响的程度不同，对吸热反应影响程度较大。同，对吸热反应影响程度较大。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，反应速率增加为原来的反应速率增加为原来的3倍。在倍。在10时完成反应的时完成反应的10%需要需要54min，将温度提高到，将温度提高到40完成反应的完成反应的10%需要的时间为需要的时间为( ) A.2min B.3min C.6min D.9minV倍数值倍数值（t2-t1)/10 = 变化后的反应速率变化后的反应速率碰撞理论解释各外界因素对速率的影响碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质探讨反应速率理论本质探讨分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足够能量足够能量活化分子活化分子有合适的取向有合适的取向有效碰撞有效碰撞化学反应化学反应 碰撞理论碰撞理论 n活活=n总总活活%正催化剂正催化剂 降低反应的活化能降低反应的活化能V4 4、催化剂、催化剂 n活活改变反应的途径改变反应的途径活活%n总总不变不变钻隧道钻隧道生成物平均能量生成物平均能量活化分子具有能量活化分子具有能量反应物平均能量反应物平均能量能量能量无催化无催化剂剂活化分子能活化分子能量量反应物平均能量反应物平均能量生成物平均能量生成物平均能量有催化剂有催化剂友情提醒：友情提醒： 使用催化剂同等程度的增大（减慢）、正逆反应速率，从而改使用催化剂同等程度的增大（减慢）、正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间变反应到达平衡所需时间。 没特别指明一般指没特别指明一般指正正催化剂催化剂 催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用 催化剂一定的具有选择性催化剂一定的具有选择性生成物平均能量生成物平均能量活化分子具有能量活化分子具有能量反应物平均能量反应物平均能量能量能量活化分子活化分子能量能量反应物平均能量反应物平均能量生成物平均能量生成物平均能量 取取2g干燥干燥Al粉和粉和3g碘粉小心混匀，分四堆，碘粉小心混匀，分四堆，往混合物上分别加往混合物上分别加0.5g水、水、1g胆矾、胆矾、1g无水无水CuSO4。首先首先加水那堆冒火花，发生剧烈反应；加水那堆冒火花，发生剧烈反应；其次其次是加胆矾的；是加胆矾的；最难最难反应的是加无水反应的是加无水CuSO4的那堆。的那堆。1）铝和碘反应的方程式：）铝和碘反应的方程式：_2）铝和碘反应还可以看到）铝和碘反应还可以看到_3）三堆混合物发生反应的先后顺序说明）三堆混合物发生反应的先后顺序说明_催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响小结：影响化学反应速率的因素小结：影响化学反应速率的因素 内因：物质本身的性质内因：物质本身的性质 外因：见表。外因：见表。对反应速率的对反应速率的影响：一般是影响：一般是: :催化剂催化剂 温度温度 浓度。浓度。(正正)增增.(负负)减。减。减减增增减减增增减减增增反应速率反应速率改变活化能改变活化能使用催化剂使用催化剂活化分子百分数活化分子百分数降低降低温度温度活化分子百分数活化分子百分数升高升高温度温度活化分子总数活化分子总数减小减小压强（气体）压强（气体）活化分子总数活化分子总数增大增大压强（气体）压强（气体）活化分子总数活化分子总数减小减小反应物浓度反应物浓度活化分子总数活化分子总数增大增大反应物浓度反应物浓度原因原因条件条件 影响影响 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使反应速率加快的主要原因是（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外在条件对外在条件对反应速率的影响反应速率的影响综合综合理论分析类理论分析类1、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其、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，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粉末代替粉末代替外在条件对外在条件对反应速率的影响反应速率的影响综合综合实践应用类实践应用类BG2、硫代硫酸钠（、硫代硫酸钠（ Na2S2O3）与稀硫酸发生如下）与稀硫酸发生如下反应：反应：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O外在条件对外在条件对反应速率的影响反应速率的影响综合综合实践应用类实践应用类 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：（）（1）10时时0.1 mol /L Na2S2O3和和0.1 mol /L H2SO4各各 5 mL（2）10时时0.1 mol /L Na2S2O3和和0.1 mol /L H2SO4 各各5 mL，加水，加水10mL（3） 20 时时0.1 mol /L Na2S2O3和和0.1 mol /L H2SO4各各 5 mL（4） 20 时时0.2mol /L Na2S2O3和和0.1 mol /L H2SO4各各5 mL，加水，加水10 mLC影响化学反应影响化学反应速率的速率的因素因素浓度温度 催化剂 压强 我知道啦！我知道啦！颗粒大小、光辐射、超声波、电弧、颗粒大小、光辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨强磁场、高速研磨小结小结有关有关“活化分子活化分子” 定义：定义：具有一定的能量，在碰撞过程中足以令旧化学键断裂，而具有一定的能量，在碰撞过程中足以令旧化学键断裂，而发生反应（即发生发生反应（即发生“有效碰撞有效碰撞”）的分子称为活化分子。）的分子称为活化分子。 特点：特点：有比反应物分子平均动能高的能量有比反应物分子平均动能高的能量 图形表示图形表示“爬山坡爬山坡”能量能量生成物平均能量生成物平均能量活化分子具有的活化分子具有的最低最低能量能量反应物平均能量反应物平均能量v单位体积内活化分子数越单位体积内活化分子数越多，反应速率越快多，反应速率越快单位体积内活化分子数单位体积内活化分子数(n活活) 反应物分子总数反应物分子总数(n总总) = 活化分子百分数活化分子百分数(活活%) 解析：本题是一道化学与数学、物理解析：本题是一道化学与数学、物理学科间知识渗透试题，它主要考查学生学科间知识渗透试题，它主要考查学生“将化学问题抽象成数学问题，利用数学将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具通过计算和推理解决化学问题工具通过计算和推理解决化学问题”的能的能力。因每升高力。因每升高10反应速率增加为原来反应速率增加为原来3倍，倍，如升高的温度为如升高的温度为t，则反应速率增加为原，则反应速率增加为原来的来的3 倍，反应由倍，反应由10升至升至40，反应速，反应速率增加为原来的率增加为原来的3 =33倍，完成反应的倍，完成反应的10%所需时间为所需时间为54min/33=2min。10t101040设设10时反应速度为时反应速度为v，则由题意，则由题意40时时反应速率为反应速率为27v，故，故 v54min=27vt t=2min