高中化学 2.1.2 影响化学反应速率的因素课件 鲁科版选修4.ppt

第2课时影响化学反应速率的因素 一 有效碰撞理论1 有效碰撞 足够高的能量 一定的方向 单位时间内反应物分子间 的碰撞次数 2 活化能和活化分子 1 活化分子 能量较高 有可能发生 的分子 2 活化能 碰撞理论认为活化分子的平均能量与所有分子的平均能量的差为反应的活化能 有效碰撞 过渡态理论认为过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能 正反应的活化能为 逆反应的活化能为 Ea Ea 二 影响化学反应速率的因素1 内因 反应物的性质 影响化学反应速率的主要因素是 例如 金属钠与冷水剧烈反应 而镁和沸水仅能微弱反应 反应物的性质 2 外因 外界条件 1 浓度 规律 当其他条件不变时 增大反应物的浓度 反应速率 减小反应物的浓度 反应速率 解释 反应物浓度增大 单位体积内反应物的活化分子数 单位体积内有效碰撞次数 反应速率 反之 反应物浓度减小 反应速率 增大 减小 增多 增多 加快 减小 2 压强 对于有气体参加的反应 规律 当其他条件不变时 增大压强 反应速率 减小压强 反应速率 解释 压强增大 气体体积减小 反应物浓度 反应速率 反之 压强减小 反应速率 增大 减小 增大 增大 减小 3 温度 规律 当其他条件不变时 升高温度 反应速率 降低温度 反应速率 解释 反之 降低温度 反应速率 增多 增加 增大 加剧 增大 减小 减小 4 催化剂 规律 当其他条件不变时 使用催化剂 若不特别说明 催化剂就是正催化剂 可以加快化学反应速率 解释 催化剂 改变反应的路径 降低反应所需活化能 提高活化分子百分数 有效碰撞几率提高 反应速率加快 5 其他因素 如光 电磁波 超声波 增大反应物间接触面积等 均会对化学反应速率产生影响 1 辨析下列说法的正误 1 向锌粒和稀硫酸反应的体系中 再加入少量锌粒 反应速率加快 2 增大压强 一定可以加快反应速率 3 催化剂可以使不能发生的反应发生 4 对于吸热反应 升高温度后正反应速率加快 逆反应速率减慢 答案解析 1 分析 锌粒是固体 其浓度为常数 因此加入锌粒不改变反应物浓度 反应速率不变 2 分析 对于没有气体参加的反应 压强对反应速率无影响 3 分析 催化剂只能改变反应的速率 不能使不能发生的反应发生 4 分析 温度对正 逆反应速率的影响相同 即升高温度正 逆反应速率都加快 但影响程度不同 2 下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是 A Cu能与浓硝酸反应 而不与浓盐酸反应B Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快C N2与O2在常温 常压下不反应 放电时可反应D Cu与浓硫酸反应 而不与稀硫酸反应 解析 选A B D两项是浓度不同所致 C项为反应条件不同所致 3 下列关于催化剂的说法 正确的是 A 催化剂能使不反应的物质发生反应B 催化剂在化学反应前后 化学性质会改变C 催化剂能改变化学反应速率D 电解水时 往水中加少量NaOH 可使电解速率明显加快 所以NaOH是这个反应的催化剂 解析 选C 催化剂可以改变化学反应速率 但其化学性质和质量都不变 在电解水时加入少量NaOH 因增大水中的离子浓度 加快了离子的移动速率 反应速率加快 故NaOH不是催化剂 4 10mL1mol L 1盐酸与一小块大理石的化学反应 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 下列措施能使化学反应速率提高的是 A 加入一定量的CaCl2B 加入5mL1 5mol L 1盐酸C 加入15mL0 5mol L 1盐酸D 加入5mLH2O 解析 选B 增大反应物浓度可使反应速率增大 CaCl2是产物 C D两项会减小反应物浓度 5 下列有关化学反应速率的说法中正确的是 A 氢气与氮气能够缓慢地反应生成氨气 使用合适的催化剂可以提高化学反应速率B 等质量的锌粉和锌片与相同体积 相同浓度的盐酸反应 反应速率相等C 用铁片与硫酸制备氢气时 浓硫酸可以加快产生氢气的速率D 增大反应CO2 g H2 g CO g H2O g 的压强 反应速率不变 解析 选A 锌粉与盐酸的接触面积大 所以锌粉与盐酸反应产生氢气的速率比锌片快 B错误 浓硫酸能够使铁钝化 形成的氧化膜隔绝了硫酸与铁的接触 反应停止 C错误 尽管反应前后气体的物质的量不变 但增大压强 反应体系中的有关气体的浓度增大 反应速率增大 D错误 一 外界因素对化学反应速率的影响1 浓度 固态或纯液态物质的浓度是常数 则有 1 增加其用量时 化学反应速率不变 2 增大其表面积或将其溶于溶剂中时 化学反应速率增大 2 温度 温度对吸热反应影响显著 则有 1 升高温度 吸热反应 放热反应的化学反应速率都增大 但吸热反应增大得多 2 降低温度 吸热反应 放热反应的化学反应速率都减小 但吸热反应减小得多 3 催化剂 催化剂同等程度地增大正 逆反应的化学反应速率 4 压强 压强改变 物质浓度改变反应速率改变物质浓度不变反应速率不变 1 恒温 增加压强体积缩小浓度增大反应速率加快 2 恒容 充入气体反应物浓度增大总压增大反应速率加快 充入 惰气 总压增大 但各气体的分压不变 即各气体的浓度不变 反应速率不变 3 恒压 充入 惰气 体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢 5 从微观上看外界条件对反应速率的影响 点拨 影响反应速率因素的几种特殊情况 1 纯液体 固体浓度视为常数 故加入纯液体 固体不改变反应速率 判断影响因素时 一定要注意物质的状态 2 压强对有气体参加的反应有影响 反应中无气体 可认为压强的改变对反应速率无影响 3 向容器内充入惰性气体时 若恒压 则反应速率减小 若恒容 则反应速率不变 微思考 1 反应FeCl3 3KSCNFe 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 提示 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 使反应速率加快 加入KCl固体 对反应组分的浓度无影响 不影响反应速率 2 对于可逆反应N2 3H22NH3 增大N2的浓度 正反应速率如何变化 逆反应速率如何变化 提示 增大反应物浓度 正反应速率瞬时增大 后逐渐减小 逆反应速率瞬时不变 后逐渐增大 过关题组 1 2014 泉州高二检测 已知2A g 2B g C g H 0 在未用催化剂的条件下已达平衡 现要使正反应速率降低 c B 减小 应采取的措施是 A 升温B 增大反应器的体积C 增大c A D 降温 解题指南 解答本题应注意以下两点 1 升高温度 增大压强 增大浓度 使用催化剂可加快反应速率 2 降低温度 减小压强 减小浓度可减慢反应速率 解析 选B 升温 反应速率加快 A错误 增大反应器的体积 相当于减压 而减压 反应速率降低 平衡正向移动 n B 增大 但c B 减小 B正确 增大c A 正反应速率加快 平衡正向移动 c B 增大 C错误 降温 平衡正向移动 c B 增大 D错误 2 2014 盐城高二检测 NO和CO都是汽车尾气中的有害物质 它们能缓慢地起反应 生成N2和CO2 为加快此反应的速率 下列说法中正确的是 A 使用催化剂不能加快反应速率B 冬天温度低 反应速率小 对人体危害小C 升高温度能加快反应速率D 改变压强对反应速率无影响 解析 选C 根据题目信息写出反应方程式 2NO 2CO N2 2CO2 该反应是有气体参加的反应 增大压强能加快其反应速率 加入催化剂 升高温度反应速率增大 冬天温度低 化学反应速率小 有毒的CO和NO气体不能很好转化 对人体毒性更大 方法规律 影响反应速率因素的注意点 1 温度 催化剂一定会影响反应速率 二者是通过改变活化分子百分数来影响反应速率的 2 浓度 压强两种因素要注意题中条件 是否为固体或纯液体 是否有气体参加 3 充入惰性气体时要注意题中条件是恒容 还是恒压 4 影响反应速率的强弱顺序为催化剂 温度 浓度 变式训练 对于密闭容器中进行的反应N2 O22NO 下列条件能加快其反应速率的是 A 增大体积使压强减小B 体积不变 充入气体N2使压强增大C 体积不变 充入气体He使压强增大D 压强不变 充入气体Ne 解析 选B 对于有气体参加的化学反应而言 压强对化学反应速率影响的实质是浓度的影响 A D两项中反应物浓度减小 减慢了该反应的反应速率 C项中反应物浓度未变化 反应速率不变 B项中反应物气体N2的浓度增大 加快了反应速率 二 化学反应速率的图像分析1 解答图像题的方法 2 实例 化学反应 2H2S g SO2 g 3S s 2H2O g 1 其他条件一定 增大气态反应物的压强 缩小气体容器的容积 反应速率随着压强的增大而增大 如图A 2 其他条件一定 减小气态反应物的压强 扩大气体容器的容积 反应速率随着压强的减小而减小 如图B 3 温度 气体容器的容积都一定 随着时间的增加 SO2 H2S物质的量逐渐减小 气体的压强逐渐减小 反应速率逐渐减小 如图C 4 分别在较低温度T1和较高温度T2下反应 气态反应物的压强都是逐渐增大 缩小容器容积 的 反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大 如图D 点拨 化学反应速率 时间图像的特点若达到平衡时 反应速率图像中有断点 则一定是压强或温度或催化剂的改变引起的 若反应速率图像中没有断点 则一定是浓度变化引起的 微思考 1 对于气体体积增大的放热反应A g B g 3C g H 0 其v t图像如图所示 则在t1 t2时刻改变的条件可能是什么 提示 t1时刻速率都增大 且v 逆 v 正 改变的条件可能是增大压强或升高温度 t2时刻速率都减小 且v 正 v 逆 改变的条件可能是减小压强或降低温度 2 根据下图能否判断出反应物和生成物 计算平均速率 写出化学方程式 提示 能 由题中图像知 A的浓度减小 B C的浓度增加 且比值为3 1 3 故反应的化学方程式为3A B 3C v A 2 4mol L 1 1 2mol L 1 2min 0 6mol L 1 min 1 则v C 0 6mol L 1 min 1 v B 0 2mol L 1 min 1 过关题组 1 一定条件下进行反应2X g Y g Z s 3W g H 0 达到平衡后 t1时刻改变某一条件所得v t图像如图 则改变的条件为 A 增大压强B 升高温度C 加催化剂D 增大生成物浓度 解题指南 解答本题应注意以下3点 1 图像t1时刻正 逆反应速率的变化特点 2 反应特点 反应前后气体体积不变 3 各外界因素对反应速率的影响 解析 选B 图像特点 t1时刻正 逆反应速率都增大 但逆反应速率增大得多 因为该反应正反应是放热反应 故升高温度时 正 逆反应速率都增大 但逆反应速率增大得多 B项正确 该反应是气体体积不变的反应 故增大压强时 正 逆反应速率都增大 且增大的程度相同 A错误 加入催化剂 正 逆反应速率都增大 且增大的程度相同 C错误 增大生成物浓度 逆反应速率瞬间增大 但正反应速率在这一瞬间不变 故D错误 2 2014 合肥高二检测 某校化学研究性学习小组学习了化学反应与能量的内容后 对CaCO3与稀盐酸的反应进行了相关探究 他们在室温条件下 将CaCO3块状固体放入1L1mol L 1稀盐酸中 记录下了随反应时间的变化生成CO2气体的物质的量情况 绘制成如图曲线 假设溶液的体积变化忽略不计 请分析以下问题 1 若想加快该反应的速率 可以采取的措施是 答两种 2 0 2min内 用HCl浓度变化表示的平均反应速率为 比较0 2min 2 4min 4 6min三个时间段 反应速率最大的是 3 根据定量的数据 定性地描述0 6min内该反应的化学反应速率的变化情况 呈现这种变化的原因是 4 根据图像中曲线的变化趋势 第8min时 该反应的反应速率为 解析 1 根据反应特点 提高温度 增大盐酸浓度 将碳酸钙碾成粉末等都可加快反应速率 2 2min内 生成了0 1molCO2气体 消耗了0 2molHCl 故盐酸的浓度变化为0 2mol L 1 反应速率为0 1mol L 1 min 1 从图像上可以看出 2 4min内 产生的CO2气体最多 故反应速率最快 3 反应速率这样变化的原因是刚开始时温度低 反应放热 随着温度升高 反应速率增大 随着反应的进行 盐酸浓度下降 反应速率降低 4 根据图像 6min后 CO2气体体积不再变化 即反应结束 故8min时反应速率为0 答案 1 升高温度 将块状固体碾成粉末 适当增加盐酸浓度等 答两种即可 2 0 1mol L 1 min 12 4min 3 反应在0 2min内较慢 2 4min内加快 4 6min内又变慢0 2min内温度较低 反应慢 随着反应进行 放出的热量使反应体系温度升高 2 4min内加快 之后 盐酸浓度下降 4 6min内又变慢 4 0 互动探究 1 结合题1分析 试画出题1中A C两项的图像 提示 该反应前后气体总物质的量不变 增大压强 正 逆反应速率同等程度地增大 使用催化剂也是同等程度地增大正逆反应速率 故A C项的图像相似 A C的图像为 2 题2中 忽略溶液体积变化 反应后剩余盐酸的浓度是多少 提示 0 2mol L 1 变式训练 1 2014 保定高二检测 等质量的两份锌粉a和b 分别加入过量的稀硫酸中 a中同时加入少量CuSO4溶液 下列各图中表示其产生氢气总体积 V 与时间 t 的关系正确的是 解析 选A 加入少量CuSO4溶液 Zn可与CuSO4反应生成Cu 则Zn Cu 稀硫酸构成原电池加快反应速率 故a反应快 同时因为有部分Zn可与CuSO4反应 故生成的H2减少 2 将ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应 反应物消耗的质量随时间的变化曲线如下图实线所示 在相同的条件下 bg a b 粉末状碳酸钙与同浓度的足量盐酸反应 则相应的曲线 图中虚线所示 正确的是 解析 选C 粉末状CaCO3的表面积比块状CaCO3的表面积大 故在相同条件下 与相同浓度的盐酸反应时化学反应速率快 即单位时间内消耗的CaCO3的质量大 可排除A B两项 由于a b 且粉末状碳酸钙的反应速率大于块状碳酸钙 故当粉末状CaCO3完全消耗时 块状CaCO3尚有剩余 继续反应 提分必备关键点 1 反应物浓度越大 反应速率越快 浓度越小 反应速率越慢 2 升高温度 反应速率加快 降低温度 反应速率减慢 3 增大压强 反应速率加快 减小压强 反应速率减慢 4 加入催化剂 反应速率加快 5 增大接触面积 反应速率加快 影响反应速率的因素探究 真题判断 在括号内打 或 1 2013 山东高考 对于反应CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 升高温度 反应速率加快 分析 升高温度 活化分子百分数增加 反应速率加快 2 2012 上海高考 向锌和稀硫酸反应的体系中 加入水 氢气的生成速率减慢 分析 溶液中加水后硫酸浓度减小 反应速率减慢 3 2012 福建高考 不同酸性条件下 催化剂对R的降解反应影响如图 则溶液酸性越强 R的降解速率越小 分析 由图可知 pH 2时反应速率最大 即酸性越强 R的降解速率越大 案例探究 碘钟 实验中 的反应速率可用淀粉溶液显蓝色的时间t来度量 某探究性学习小组在20 条件下进行实验 得到的数据如下表 请思考回答下列问题 1 编号 的实验中 反应速率最大的是哪一个 提示 根据 表格中的数据可知 反应时间越短的 反应速率越快 因此 中反应速率最快的为 2 温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律 若要使编号 对应浓度的实验显色时间小于22 0s 应如何控制温度 提示 中对应浓度的实验显色时间为22 0s 要想使显色时间小于22 0s 则需要加快反应速率 温度对反应速率的影响是 温度越高 反应速率越快 所以应该升高反应温度 3 该学习小组进行的实验的目的是什么 提示 通过表格中的数据可知 该实验研究的是反应物I 和的浓度对反应速率的影响 4 通过分析比较上表数据 得到什么结论 提示 从表中数据可以看出 在浓度不变时 随着I 浓度的增加 反应速率增大 当I 浓度不变时 随着浓度的增大 反应速率增大 所以反应速率与I 和的浓度成正比 因为反应所需时间与反应速率成反比 所以也可以说显色时间与反应物起始浓度乘积成反比 5 试推断编号 的显色时间是多少 提示 将 与 相比较 因为反应速率与I 浓度成正比 中I 浓度是 中I 浓度的 如果浓度不变 反应速率成为原来的 中的浓度是 中浓度的4倍 如果I 浓度不变 反应速率成为原来的4倍 结合I 和的浓度变化可知 的反应速率成为 的4 2倍 则反应时间为 的 所用时间为88 0s 2 44 0s 探究归纳 对照性实验数据的分析影响反应速率的因素在考查时 常采用对照性实验方式 以探究不同因素对反应速率的影响 该类题目设置的思路是控制变量 即控制其他因素不变 只改变一个因素 因此分析时注意以下几点 1 找出基准实验 通常第一组实验是基准实验 2 其他组与基准组对照 找出变量与不变量 从而得出改变的因素对实验结果的影响 3 也可以用相邻两组或多组对照 确定变量与不变量后 得出改变的因素对实验结果的影响 探究体验 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据 分析上述数据 回答下列问题 1 实验4和5表明 对反应速率有影响 反应速率越快 能表明同一规律的实验还有 填实验序号 2 仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 填实验序号 3 本实验中影响反应速率的其他因素还有 其实验序号是 4 实验中的所有反应 反应前后溶液的温度变化值 约15 相近 推测其原因 解析 试题从多角度考查了学生的实验能力 着重考查学生观察能力 分析能力和文字表达能力等科学素养 考查了数据信息的分析处理能力 能引导学生关注课本 关注课堂的双基训练 避开无谓的难题 怪题 1 4和5中酸的浓度 反应温度都相等 而金属的状态不同 金属消失的时间不同 所以影响反应速率的因素是固体反应物的表面积 分析其余实验可知 1和2也是一样 再分析实验数据 2 3 问也不难得出 4 金属的质量相等 如果完全反应 则放出相同的热量 所以 反应前后溶液的温度变化值相近 可能是因为酸过量 金属全反应 使等体积的溶液升高温度相近 答案 1 固体反应物的表面积表面积越大1和2 2 1 3 4 6 8 或2 5 3 反应温度6和7 8和9 4 可能是硫酸过量 金属全反应 放出的热量相等 使等体积溶液的温度升高值相近 巩固训练 硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 SO2 S H2O 下列各组实验中最先出现浑浊的是 解析 选D 先看温度 C D两项较高 故C D两项反应速率比A B两项大 C D两项中 溶液混合后总体积相同 但D项中反应物的物质的量较大 故反应物浓度较大 D项的反应速率大