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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,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“”,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,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 molL-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,一,二,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,根据数据绘制得到下图,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是( ),A.4321 B.1234 C.3412 D.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;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(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法做出正确判断。,思悟升华,方法归纳,案例探究,(1)变量控制法。 对于多变量的问题,常常采用控制变量的方法,把多变量的问题变成多个单变量的问题,而只改变其中的一个变量,从而研究这个变量对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫变量控制法。它是科学探究中的重要思想方法。 (2)实验探究。 依据变量控制法,在浓度、温度、催化剂、颗粒大小以及形成原电池等因素中保证其他条件相同,分别设计一个条件发生变化,就可以探究该条件对反应速率的影响。,
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