《時 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》參考課件

第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡2019人教版選擇性必修1第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率第二課時影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素定義化學(xué)反應(yīng)速率控制化學(xué)反應(yīng)速率測算化學(xué)反應(yīng)速率本著對生產(chǎn)生活最有利的原則，我們總是想加快有利的化學(xué)反應(yīng)速率，減慢有害的化學(xué)反應(yīng)的速率。任務(wù)一探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響【實驗原理】【實驗用品】0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、20℃水、70℃熱水、試管、燒杯等。Na2S2O3(硫代硫酸鈉)溶液與H2SO4溶液反應(yīng)如下：Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑

+S↓+H2O【實驗】編號水浴溫度/℃0.1mol/LNa2S2O3溶液的體積/mL0.1mol/LH2SO4溶液的體積/mL出現(xiàn)渾濁的時間/s①2022②8022任務(wù)一探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響任務(wù)一探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響【實驗】編號水浴溫度/℃0.1mol/LNa2S2O3溶液的體積/mL0.1mol/LH2SO4溶液的體積/mL出現(xiàn)渾濁的時間/s①2022②8022任務(wù)一探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響當(dāng)其他條件相同時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大，降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小。728②反應(yīng)若是可逆反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都加快，只是加快的程度不一樣注意：③實驗測定，溫度每升高10K,化學(xué)反應(yīng)速率通常增大到原來2~4倍任務(wù)一探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響①無論吸熱反應(yīng)、還是放熱反應(yīng)，升高溫度，速率都加快，只是加快的程度不一樣

1918年，路易斯提出了化學(xué)反應(yīng)速率的簡單碰撞理論。該理論認(rèn)為，反應(yīng)物分子間的碰撞是化學(xué)反應(yīng)的先決條件。反應(yīng)物分子間有效碰撞的頻率越高，化學(xué)反應(yīng)速率越大。簡單碰撞理論思考:如何解釋溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響呢？

基元反應(yīng)：通過碰撞一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。例如：NO2+CONO+

CO2基元反應(yīng)

更多的化學(xué)反應(yīng)過程分為多步進(jìn)行例如：

2HIH2+I2

第一步：2HI→2I?+H2

第二步：2I?→I2

反應(yīng)歷程（反應(yīng)機(jī)理）每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)，這兩個先后進(jìn)行的基元反應(yīng)反映了2HI=H2+I2的反應(yīng)歷程。反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機(jī)理基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞。

以氣體的反應(yīng)為例，任何氣體中分子間的碰撞次數(shù)都是非常巨大的。通常情況下，當(dāng)氣體的濃度為1mol/L時，在每立方厘米、每秒內(nèi)反應(yīng)物分子的碰撞可達(dá)到1028次。如果反應(yīng)物分子間的任何一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)的話，反應(yīng)只需10-5就可以完成。任何氣體的反應(yīng)均可瞬間完成。但實際并非如此。這就說明并不是反應(yīng)物分子的每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)。我們把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞。有效碰撞有足夠的能量和合適的取向有效碰撞碰撞時取向不合適碰撞時能量不足任務(wù)二:簡單碰撞理論解釋溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多其他條件相同時，升高溫度單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)增多單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率增大

活化分子E2反應(yīng)過程

ΔHE1E生成物E反應(yīng)物O發(fā)生有效碰撞的分子必須具有足夠的能量，這種分子叫做活化分子。E2表示活化分子變成生成物分子放出的能量活化能和活化分子活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差，叫做反應(yīng)的活化能。E反應(yīng)物:反應(yīng)物分子的平均能量E生成物:生成物分子的平均能量E1表示反應(yīng)的活化能E1-E2表示反應(yīng)熱ΔH【實驗?zāi)康摹刻骄恳欢l件下反應(yīng)物濃度對Na2S2O3與硫酸化學(xué)反應(yīng)速率的影響?！緦嶒炘怼縉a2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2+S↓+H2O任務(wù)三探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響變量控制測定化學(xué)反應(yīng)速率的方法【方案設(shè)計】變量：Na2S2O3或H2SO4濃度控制變量：其他組分濃度、溫度等選取觀測量：溶液達(dá)到相同渾濁度的過程中，渾濁度隨時間的變化任務(wù)三探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗編號Na2S2O3溶液H2SO4溶液蒸餾水c/(mol·L-1)V/mLc/(mol·L-1)V/mLV/mL①0.110.121②0.120.120化學(xué)反應(yīng)速率：②＞①任務(wù)三探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響還可以用濁度計進(jìn)行實驗。濁度計：用于測量溶液渾濁度的變化。產(chǎn)生的沉淀越多，渾濁度（單位為NTU）值越大。任務(wù)三探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多其他條件相同時，增大反應(yīng)物濃度單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)不變單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率增大任務(wù)四簡單碰撞理論解釋濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響速率方程式中υ是反應(yīng)速率；a、b分別是反應(yīng)物A和B濃度的冪指數(shù)，它們的數(shù)值是通過化學(xué)實驗測得的，與化學(xué)方程式的計量數(shù)無關(guān)；k為速率常數(shù)，其值與溫度有關(guān)。反應(yīng)物濃度c↑增大反應(yīng)物濃度可以增大反應(yīng)速率，但是到底能增大多少呢？二者之間的關(guān)系能否用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示呢？就像y=kx對一個化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，其反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度有如下關(guān)系，稱為“速率方程”：υ=k.ca(A).cb(B)反應(yīng)速率υ↑速率方程根據(jù)下表數(shù)據(jù)，建立反應(yīng)2H2+2NO=2H2O+N2的速率方程。并討論H2濃度或NO濃度對反應(yīng)速率的影響，誰更顯著？分析：設(shè)該反應(yīng)的速率方程為:υ=k.Ca(H2).Cb(NO)根據(jù)1、2組實驗可知，僅改變H2濃度：根據(jù)3、4組實驗可知，僅改變NO濃度：υ=k.c(H2).c2(NO)相對于H2,NO濃度對反應(yīng)速率的影響更顯著速率方程催化劑對H2O2分解化學(xué)反應(yīng)速率的影響較高濃度的H2O2在避光條件下的分解速率2H2O2

2H2O+

O2↑溫度30℃50℃分解速率每年1%每年2%2H2O22H2O+

O2↑FeCl3或MnO2任務(wù)五簡單碰撞理論解釋催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響任務(wù)五簡單碰撞理論解釋催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響①沒特別指明一般指正催化劑在其它條件不變時，使用適當(dāng)催化劑可較大程度地加快反應(yīng)速率③使用催化劑同等程度的增大正逆反應(yīng)速率，從而改變反應(yīng)到達(dá)平衡所需⑤催化劑中毒：催化劑的活性因接觸少量的雜質(zhì)而明顯下降甚至遭到破壞，這種現(xiàn)象叫催化劑中毒②催化劑只能催化可能發(fā)生的反應(yīng)，對不發(fā)生的反應(yīng)無作用④催化劑具有一定的選擇性催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)活化能其他條件相同時，使用催化劑單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)增多單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率增大

問題:為什么催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率有顯著影響？任務(wù)五簡單碰撞理論解釋催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響未使用催化劑時：反應(yīng)A+B=AB的活化能為Ea使用催化劑K后：反應(yīng)分兩步（歷程改變）第一步：A+K=AK，活化能為EalK是催化劑，前后質(zhì)量不變；AK是中間產(chǎn)物第二步：AK+B=AB+K活化能為Ea2總反應(yīng)：A+B=AB這兩個分步反應(yīng)的活化能都比原來的Ea要小，因此反應(yīng)速率加快。又因為Ea1>Ea2,所以第一步是慢反應(yīng)，第二步是快反應(yīng)。而整個反應(yīng)的速率是由慢反應(yīng)決定的，也叫“決速步驟”。所以第一步的活化能Eal就是在催化劑條件下，整個反應(yīng)的活化能。催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響飛秒化學(xué)沖刺時間分辨技術(shù)飛秒激光器始態(tài)、過渡態(tài)、終態(tài)單位時間內(nèi)、單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大增大反應(yīng)物濃度升高溫度增大化學(xué)反應(yīng)速率增大氣體壓強(qiáng)催化劑單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)增大小結(jié)：簡單碰撞理論解釋反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響達(dá)標(biāo)檢測1.下列說法正確的是()

A、一定條件下，增大反應(yīng)物的量會加快化學(xué)反應(yīng)速率。

B、增大壓強(qiáng)，肯定會加快化學(xué)反應(yīng)速率。

C、活化分子間所發(fā)生的碰撞為有效碰撞。

D、能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子。D2.在500℃時，2SO2＋O22SO3正向是放熱反應(yīng)體系，只改變下列條件，請把影響結(jié)果填入下表。(填寫“增大”“減小”“不變”)

改變條件正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率（1）增大O2的濃度（2）增大SO3的濃度（3）減小SO3的濃度（4）增大壓強(qiáng)（5）升高溫度（6）加入催化劑（7）恒容，充入He瞬間不變變大瞬間不變變大瞬間不變變小變大變大變大變大變大變大不變不變達(dá)標(biāo)檢測起始反應(yīng)速率關(guān)系為Va___Vb___Vc3、如下圖所示，相同體積的a、b、c三密閉容器，其中c容器有一活塞，a、b兩容器為定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器壓強(qiáng)相等，一定條件下發(fā)生2SO2+O22SO3的反應(yīng)。問：③