影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素2021/5/91[教學(xué)目標(biāo)]1.理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。2.使學(xué)生能初步運(yùn)用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。3.掌握運(yùn)用濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件比較反應(yīng)速率大小的方法；4.通過識別有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速度與壓強(qiáng)、溫度或濃度等的圖像，提高識圖析圖能力，培養(yǎng)從圖像中挖掘化學(xué)信息的能力。2021/5/92

先回顧學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)速率的含義∶(1)化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢的尺度,它與時(shí)間和濃度變化有關(guān).(2)在同一反應(yīng)中用不同物質(zhì)來表示時(shí),其數(shù)值可以不同,但都表示同一個(gè)反應(yīng)的速率.因此,表示化學(xué)反應(yīng)的速率時(shí),必須說明反應(yīng)物中哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn).不同物質(zhì)的速率的比值一定等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.(3)一般來說,化學(xué)反應(yīng)速率隨反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸減慢.因此,某一段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率,是平均速率,而不是指瞬時(shí)速率.(4)化學(xué)反應(yīng)速率一般不能用固體或純液體表示。2021/5/931、影響化學(xué)反應(yīng)速率因素參加反應(yīng)的物質(zhì)自身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，這是決定化學(xué)反應(yīng)速率的根本因素思考：其他因素能引起化學(xué)反應(yīng)速率的變化嗎？化學(xué)反應(yīng)速率不僅與其自身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有關(guān)，其他外界條件的改變也會引起化學(xué)反應(yīng)速率的變化。溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑、接觸面積等內(nèi)因：2021/5/942、化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論：⑴、化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：舊的化學(xué)鍵斷裂，新的化學(xué)鍵形成⑵、化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件：反應(yīng)物分子相互接觸和碰撞注意：反應(yīng)物分子之間的碰撞次數(shù)很多，但并不是每一次碰撞均可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在化學(xué)上，把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞；不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫無效碰撞；有效碰撞次數(shù)越多，反應(yīng)速率越快。2021/5/95思考：反應(yīng)物分子要具有什么條件才能發(fā)生有效碰撞？①、有足夠的能量使舊鍵斷裂②、碰撞時(shí)要有合理的取向2021/5/96力量不夠取向不好好球！有效碰撞2021/5/97⑶、在化學(xué)上，把能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子，特點(diǎn)是：①、活化分子具有較高的能量，能量不足的分子獲取能量后才能變成活化分子②、在溫度不變時(shí)，對某一個(gè)反應(yīng)來說，活化分子在反應(yīng)物中所占的百分?jǐn)?shù)是恒定的，且與溫度呈正比?；罨肿訑?shù)＝反應(yīng)物分子總數(shù)×活化分子百分?jǐn)?shù)3、外因：引起活化分子百分?jǐn)?shù)以及反應(yīng)物分子總數(shù)變化的條件主要包括：濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等2021/5/98A+B-C[A···B···C]

A-B+C

活化絡(luò)合物快慢活化能：活化絡(luò)合物與反應(yīng)物的勢能之差稱為反應(yīng)的活化能。

[A···B···C]E

E正A+BC△H

E逆AB+C△H<0，放熱反應(yīng)2021/5/99普通分子活化能活化分子合理取向的碰撞有效碰撞新物質(zhì)能量一個(gè)反應(yīng)經(jīng)歷的過程小結(jié)2021/5/910探究實(shí)驗(yàn)4、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響0.01mol/L的KMnO4

溶液0.1mol/LH2C2O4溶液0.2mol/LH2C2O4溶液2021/5/9112021/5/912探究實(shí)驗(yàn)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響0.01mol/L的KMnO4

溶液0.1mol/LH2C2O4溶液0.2mol/LH2C2O4溶液快慢2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2

↑+8H2O

結(jié)論其它條件相同時(shí)，增加反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率加快；反之，降低反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率減慢。2021/5/913濃度對反應(yīng)速率的影響本質(zhì)原因2021/5/914思考：怎樣從理論上解釋上述結(jié)論？在其他條件不變時(shí)，活化分子在反應(yīng)物分子中所占的百分比不變所以，單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目與與單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子總數(shù)呈正比，也就是和反應(yīng)物濃度呈正比當(dāng)反應(yīng)物濃度增大時(shí)，單位體積內(nèi)的反應(yīng)物分子數(shù)增多，活化分子數(shù)增多，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。2021/5/915注意：⑴、此規(guī)律只適用于氣體反應(yīng)或溶液中進(jìn)行的反應(yīng)⑵、對于純固體和純液體來說，其濃度為一般常數(shù)，其用量的改變不會引起化學(xué)反應(yīng)速率的改變⑶、固體反應(yīng)物表面積越大，接觸面積越大，反應(yīng)速率越大，表面積越小，接觸面積越小，反應(yīng)速率越小⑷、純水作為反應(yīng)物時(shí)，用量的改變不會引起反應(yīng)速率的改變2021/5/916請?jiān)嚫鶕?jù)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響推出壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響情況2021/5/9175、壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響思考：其他條件不變時(shí)，改變壓強(qiáng)，氣、液、固體體積怎樣變化？由實(shí)驗(yàn)可知：其他條件不變時(shí)，壓強(qiáng)增大，氣體體積減小，壓強(qiáng)減小，氣體體積增大壓強(qiáng)的改變對液體和固體的體積影響不大對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，氣體的體積————，反應(yīng)物的濃度—————，單位體積的活化分子數(shù)—————，單位時(shí)間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)——————，化學(xué)反應(yīng)速率——————。減小增大增多增多增大結(jié)論：對于有氣體參加的反應(yīng)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，減小壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率減小2021/5/918注意：⑴、壓強(qiáng)的變化只影響有氣體參加的反應(yīng)的反應(yīng)速率⑵、壓強(qiáng)改變時(shí)，必須引起濃度的改變，化學(xué)反應(yīng)速率才能改變⑶、壓強(qiáng)的改變對固體和液體物質(zhì)的體積影響不大，所以，壓強(qiáng)的改變不影響固體和液體物質(zhì)的反應(yīng)速率2021/5/919反應(yīng)速率無變化！例題1恒容條件下，反應(yīng)N2+3H22NH3中充入He氣，反應(yīng)速率如何改變？He分子討論2021/5/920

對于壓強(qiáng)的改變，只有引起反應(yīng)體系中反應(yīng)物濃度的變化，才對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。改變壓強(qiáng)，其實(shí)是改變了反應(yīng)物的濃度。注意??！2021/5/921思考恒壓條件下，反應(yīng)N2+3H22NH3中充入He氣，反應(yīng)速率如何改變？減慢2021/5/922注意

恒容時(shí)加入稀有氣體使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都沒有變化，所以化學(xué)反應(yīng)速率不變。

恒壓時(shí)加入稀有氣體使體積增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都減小，所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。壓強(qiáng)的“真變”與“假變”

壓強(qiáng)對速率的影響是通過改變氣體的濃度來改變的；若壓強(qiáng)變化之后，氣體的濃度未變，其化學(xué)反應(yīng)速率不變。2021/5/923探究實(shí)驗(yàn)6、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響5mL0.1mol/L的H2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3熱水冷水2021/5/9242021/5/925探究實(shí)驗(yàn)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響5mL0.1mol/L的H2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3熱水冷水快慢Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O

結(jié)論其它條件相同時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率加快；反之，降低溫度，反應(yīng)速率減慢。2021/5/9262021/5/927討論：為什么升高溫度會加快化學(xué)反應(yīng)速率？解釋：⑴濃度一定時(shí)，升高溫度，反應(yīng)物分子將獲得能量，使一部分原來能量低的分子變成高能分子，活化分子的百分?jǐn)?shù)增加，使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加，有效碰撞次數(shù)增多，化學(xué)反應(yīng)速率加快。⑵由于反應(yīng)溫度升高，分子運(yùn)動加快，單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物分子碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)也會相應(yīng)加快。實(shí)驗(yàn)表明，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增加到原來的2至4倍。2021/5/928氣體、液體、固體反應(yīng)物溫度同時(shí)升高結(jié)論：溫度對反應(yīng)速率的影響與反應(yīng)物狀態(tài)無關(guān)思考：反應(yīng)體系溫度升高對不同狀態(tài)的反應(yīng)物溫度有何影響？2021/5/9297、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：【實(shí)驗(yàn)2－4】結(jié)論：催化劑(MnO2)能夠明顯的加快化學(xué)反應(yīng)速率討論：催化劑是怎樣改變化學(xué)反應(yīng)速率的？使用催化劑，能夠降低反應(yīng)所需要的能量，使反應(yīng)體系中更多的反應(yīng)物分子變成活化分子，大大增加了單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子所占的百分?jǐn)?shù)，使化學(xué)反應(yīng)速率加快。2021/5/930能量反應(yīng)過程E1E2反應(yīng)物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量反應(yīng)熱沒加催化劑加了催化劑2021/5/931中學(xué)階段若無特殊說明，只討論正催化劑規(guī)律：催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，能夠加快化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫做正催化劑；能夠減慢化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫負(fù)催化劑注意：催化劑在化學(xué)反應(yīng)中參與了化學(xué)反應(yīng)，只不過在反應(yīng)前期消耗多少，在反應(yīng)后期則生成多少，催化劑在反應(yīng)前后的質(zhì)量未發(fā)生變化，但某些物理性質(zhì)發(fā)生改變結(jié)論：催化劑能明顯改變化學(xué)反應(yīng)速率，自身化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不變2021/5/932探究實(shí)驗(yàn)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響2H2O22H2O+O2↑MnO22021/5/9332021/5/934探究實(shí)驗(yàn)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響2H2O22H2O+O2↑MnO2【結(jié)論】其它條件不變時(shí)，選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢愿淖兎磻?yīng)速率；正催化劑使反應(yīng)速率加快，負(fù)催化劑使反應(yīng)速率減慢。2021/5/935科學(xué)探究〖探究1〗設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較在2mL5%的H2O2中加入FeCl3和CuSO4溶液各1mL，比較二者分解速率？快慢FeCl3對該反應(yīng)的催化效果更好2021/5/936科學(xué)探究〖探究2〗設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較在4mL0.01mol/LKMnO4和2mL0.1mol/LH2C2O4，加不加MnSO4對反應(yīng)速率有否影響？快慢MnSO4對該反應(yīng)有催化作用2021/5/937科學(xué)探究〖探究3〗現(xiàn)有5mL淀粉溶液、碘水、2mol/L硫酸溶液。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較唾液、稀硫酸對反應(yīng)速率影響效果如何？藍(lán)色很快褪去藍(lán)色很難褪去唾液對該反應(yīng)的催化效果更好催化劑是有選擇性的2021/5/938除了上述因素外，光、聲、電、反應(yīng)物顆粒大小、溶劑性質(zhì)、紫外線、超聲波、磁場等也會明顯的改變化學(xué)反應(yīng)速率8、其他因素的影響：2021/5/939外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響（總結(jié)）增加不變不變不變不變不變增加增加增加增加增加增加增加增加增加不變2021/5/940

增大反應(yīng)物的濃度使反應(yīng)速率加快的主要原因（）對于氣體參與體系增大壓強(qiáng)使反應(yīng)速率加快的主要原因是（）升高溫度使反應(yīng)速率加快的主要原因是（）使用催化劑使反應(yīng)速率加快的主要原因是（）A、活化分子百分?jǐn)?shù)不變，但提高單位體積內(nèi)活化分子的總數(shù)B、增大分子的運(yùn)動速率而使有效碰撞增加C、升高反應(yīng)物分子的能量，使活化分子的百分?jǐn)?shù)增加

D、降低反應(yīng)所需的能量，使活化分子百分?jǐn)?shù)增加AAC

D練習(xí)：2021/5/9411、將一定濃度的鹽酸倒入碳酸鈣中，若作如下改變的情況，其中能使最初的化學(xué)反應(yīng)速率增大的是（）A、鹽酸的濃度不變，而使鹽酸的用量一倍B、鹽酸的濃度增大一倍，而使鹽酸的用量減少到原來的一半C、鹽酸的濃度和用量都不變，增加碳酸鈣的量D、鹽酸和碳酸鈣不變，增大壓強(qiáng)一倍E、加入CaCl2溶液F、加入CaCl2固體G、將CaCO3用CaCO3粉末代替BG練習(xí)：2021/5/9421909年W.奧斯特瓦爾德（德國人）

從事催化作用、化學(xué)平衡以及反應(yīng)速度的研究

1929年A.哈登（英國人），馮·奧伊勒–

歇爾平（瑞典人）

闡明了糖發(fā)酵過程和酶的作用

1963年K.齊格勒（德國人）、

G.納塔（意大利人）

發(fā)現(xiàn)了利用新型催化劑進(jìn)行聚合的方法，并從事這方面的基礎(chǔ)研究與化學(xué)反應(yīng)速率相關(guān)的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)2021/5/9