高中化學(xué)選修4人教版2.2化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素課件

第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有效碰撞理論設(shè)計實驗探究速率影響因素有效碰撞理論1⑴化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是：舊化學(xué)鍵斷裂，新化學(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化學(xué)反應(yīng)的有效碰撞理論在化學(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。力量不夠取向不好好球！有效碰撞有效碰撞分子運動相互碰撞分子具有足夠能量活化分子合適的取向無效碰撞發(fā)生反應(yīng)有效碰撞反應(yīng)速率與單位時間內(nèi)分子間有效碰撞次數(shù)有關(guān)有效碰撞有效碰撞【思考】活化分子數(shù)目越多，反應(yīng)速率越快嗎？活化分子非活化分子有效碰撞單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目越多，反應(yīng)速率越快活化分子非活化分子有效碰撞單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目越多，反應(yīng)速率越快c(活化分子)n(活化分子)V=n(分子)V×活化分子百分?jǐn)?shù)分子總數(shù)增大活化分子總數(shù)增加速率加快增大反應(yīng)物濃度單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加=有效碰撞單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目越多，反應(yīng)速率越快c(活化分子)=n(活化分子)V=n(分子)V×活化分子百分?jǐn)?shù)體積減小單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加有效碰撞次數(shù)增多速率加快增大壓強(qiáng)有效碰撞單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目越多，反應(yīng)速率越快c(活化分子)=n(活化分子)V=n(分子)V×活化分子百分?jǐn)?shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增加升高溫度活化分子總數(shù)增加速率加快單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加有效碰撞單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目越多，反應(yīng)速率越快c(活化分子)=n(活化分子)V=n(分子)V×活化分子百分?jǐn)?shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增加加催化劑活化分子總數(shù)增加速率加快單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加影響因素分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)活化分子總數(shù)氣體體積單位體積活化分子數(shù)增大濃度增大壓強(qiáng)升高溫度催化劑增加不變增加不變增加不變不變不變減小增加不變增加增加不變增加不變增加增加不變增加c(活化分子)=n(活化分子)V=n(分子)V×活化分子百分?jǐn)?shù)實驗探究條件影響速率2思考如何設(shè)計實驗探究以上各因素對反應(yīng)速率的影響?如果有多個因素對實驗結(jié)果存在影響，往往控制其他因素保持不變，而僅對其中的一個因素進(jìn)行改變，并通過對比實驗來明確該因素是否會產(chǎn)生影響以及如何影響。控制變量法控制變量變量因變量溫度濃度壓強(qiáng)催化劑接觸面積實驗①實驗②相同相同相同相同溫度濃度壓強(qiáng)催化劑接觸面積實驗①實驗②相同相同相同相同不同不同控制變量法01探究濃度對反應(yīng)速率的影響實驗2-2………………取兩支試管，各加入4mL0.01mol/L的KMnO4酸性溶液，然后向一支試管中加入0.1mol/LH2C2O4（草酸）溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間；向另一支試管中加入0.2mol/LH2C2O4溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間。實驗中發(fā)生了如下反應(yīng)：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O【思考】請把以上方程式改寫為離子方程式。2MnO4－+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2+8H2O實驗2-2………………取兩支試管，各加入4mL0.01mol/L的KMnO4酸性溶液，然后向一支試管中加入0.1mol/LH2C2O4（草酸）溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間；向另一支試管中加入0.2mol/LH2C2O4溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間。實驗中發(fā)生了如下反應(yīng)：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O【思考】如何比較兩組對比實驗的速率快慢？褪色所需時間短的試管中反應(yīng)速率快。實驗2-2………………取兩支試管，各加入4mL0.01mol/L的KMnO4酸性溶液，然后向一支試管中加入0.1mol/LH2C2O4（草酸）溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間；向另一支試管中加入0.2mol/LH2C2O4溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間。實驗中發(fā)生了如下反應(yīng)：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O【思考】兩組實驗中應(yīng)該用不同濃度的H2C2O4還是不同濃度的KMnO4？還是都可以呢？用不同濃度的H2C2O4和相同濃度的KMnO4反應(yīng)實驗2-2………………取兩支試管，各加入4mL0.01mol/L的KMnO4酸性溶液，然后向一支試管中加入0.1mol/LH2C2O4（草酸）溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間；向另一支試管中加入0.2mol/LH2C2O4溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間。實驗中發(fā)生了如下反應(yīng)：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O【思考】兩種反應(yīng)物所加入的量應(yīng)該是恰好完全反應(yīng)還是某一反

應(yīng)物過量呢？用過量的H2C2O4保證KMO4能夠完全反應(yīng)而褪色實驗2-2………………取兩支試管，各加入4mL0.01mol/L的KMnO4酸性溶液，然后向一支試管中加入0.1mol/LH2C2O4（草酸）溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間；向另一支試管中加入0.2mol/LH2C2O4溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間。實驗中發(fā)生了如下反應(yīng)：【思考】現(xiàn)有0.01mol/L的KMnO4和0.2mol/LH2C2O4溶液，如下

設(shè)計實驗，是否合理？實驗V(KMnO4)/mLV(H2C2O4)/mL實驗①22實驗②24實驗2-2………………取兩支試管，各加入4mL0.01mol/L的KMnO4酸性溶液，然后向一支試管中加入0.1mol/LH2C2O4（草酸）溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間；向另一支試管中加入0.2mol/LH2C2O4溶液2mL，記錄溶液褪色所需的時間。實驗中發(fā)生了如下反應(yīng)：【思考】現(xiàn)有0.01mol/L的KMnO4和0.2mol/LH2C2O4溶液，如下

設(shè)計實驗，是否合理？實驗V(KMnO4)/mLV(H2C2O4)/mLV(H2O)/mL實驗①222實驗②240【思考】如果給出的試劑有0.01mol/LKMnO4溶液、1mol/LH2SO4溶液、0.2mol/LH2C2O4溶液和蒸餾水，設(shè)計實驗探究c(H+)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。實驗V(KMnO4)/mLV(H2C2O4)/mLV(H2SO4)/mLV(H2O)/mL實驗①22實驗②22【例題】對反應(yīng)A＋BAB來說，常溫下按以下情況進(jìn)行反應(yīng)：①20mL溶液中含A、B各0.01mol

②50mL溶液中含A、B各0.05mol

③0.8mol·L－1的A、B溶液各10mL④0.6mol·L－1的A、B溶液各50mL四者反應(yīng)速率的大小關(guān)系是(

)A．②>①>③>④ B．③>④>②>①C．②>③>④>① D．①>④>③>②A02探究溫度對反應(yīng)速率的影響實驗2-3………………取兩支試管各加入5ml0.1mol/LNa2S2O3溶液；另取兩支試管各加入5m0.1mol/LH2SO4溶液；將四支試管分成兩組（各有一支盛有Na2S2O3溶液和H2SO4溶液的試管），一組放入冷水中，另一組放入熱水中，經(jīng)過一段時間后，分別混合并攪拌。記錄出現(xiàn)渾濁的時間。實驗中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O【例題】對于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改變下列條件對生成氫氣的速率有何影響？①升高溫度：______； ②增大鹽酸濃度：_______；③增大鐵的質(zhì)量：______； ④增加鹽酸體積：______；⑤把鐵片改成鐵粉：______； ⑥滴入幾滴CuSO4溶液：______；⑦加入NaCl固體：_______； ⑧加入CH3COONa固體：______；⑨加入一定體積的Na2SO4溶液：______。增大增大不變不變增大增大不變減小減小【例題】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BG03壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響N2+3H22NH3現(xiàn)縮小容器體積增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率會如何變化？為什么？反應(yīng)速率增大，因為反應(yīng)物濃度會增大。改變壓強(qiáng)是通過改變濃度來改變反應(yīng)速率的【思考】現(xiàn)保持溫度不變進(jìn)行如下反應(yīng)：Fe+2HCl==FeCl2+H2↑現(xiàn)縮小容器體積增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率會如何變化？為什么？反應(yīng)速率不變，因為反應(yīng)物濃度不變。改變壓強(qiáng)是通過改變濃度來改變反應(yīng)速率的【思考】現(xiàn)保持溫度不變進(jìn)行如下反應(yīng)：現(xiàn)保持體積不變通入Ar，反應(yīng)速率會如何變化？為什么？反應(yīng)速率不變，因為反應(yīng)物濃度不變。改變壓強(qiáng)是通過改變濃度來改變反應(yīng)速率的N2+3H22NH3【思考】現(xiàn)保持溫度不變進(jìn)行如下反應(yīng)：【思考】現(xiàn)保持溫度不變進(jìn)行如下反應(yīng)：現(xiàn)保持壓強(qiáng)不變通入Ar，反應(yīng)速率會如何變化？為什么？反應(yīng)速率減小，因為反應(yīng)物濃度減小。改變壓強(qiáng)是通過改變濃度來改變反應(yīng)速率的N2+3H22NH3【思考】現(xiàn)保持溫度不變進(jìn)行如下反應(yīng)：現(xiàn)保持體積不變通入N2，反應(yīng)速率會如何變化？為什么？反應(yīng)速率增大，因為反應(yīng)物N2的濃度增大。N2+3H22NH3改變幾種反應(yīng)物中某一種的濃度，按改變濃度分析同等程度改變所有氣體濃度，按改變壓強(qiáng)分析【練習(xí)】反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對其反應(yīng)速率幾乎無影響的是(

)保持體積不變，充入H2O使體系壓強(qiáng)增大B.將容器的體積縮小一半C.保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大D.保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大C04催化劑對反應(yīng)速率的影響分子百分?jǐn)?shù)能量EEc活化能能量反應(yīng)歷程催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，從而增大了活化分子百分?jǐn)?shù)催化劑可以同等程度的降低正逆反應(yīng)的活化能，可同等程度的增大正逆反應(yīng)的反應(yīng)速率催化劑不會改變反應(yīng)熱能量反應(yīng)歷程催化劑具有高度選擇性，某催化劑可能只能催化特定反應(yīng)。催化劑可千上萬倍的增大反應(yīng)速率某反應(yīng)可有多種催化劑，催化效率不同。酶是一種特殊的催化劑，只能在特定溫度下才起催化效果。催化劑的催化效果與溫度有關(guān)，存在催化效率最高的溫度。2MnO4－+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2+8H2O有些反應(yīng)的生成物對反應(yīng)起催化作用【練習(xí)】亞氯酸鹽（如NaClO2等）可用作漂白劑，在常溫避光條件下可保存一年，但在酸性條件性生成亞氯酸，亞氯酸進(jìn)而發(fā)生分解：5HClO2===4ClO2+H++Cl－+2H2O。若發(fā)生分解時加入稀硫酸，發(fā)現(xiàn)開始時反應(yīng)緩慢，然后突然加快，并釋放出大量ClO2，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是酸使亞氯酸的氧化性增強(qiáng)溶液中的H+起催化作用溶液中的Cl－起催化作用逸出的ClO2使生成物的濃度降低在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為①H2O2＋I(xiàn)－→H2O＋I(xiàn)O－

慢②H2O2＋I(xiàn)O－→H2O＋O2＋I(xiàn)－

快

A．反應(yīng)速率由②決定

B．I－是該反應(yīng)的催化劑C．IO－也是該反應(yīng)的催化劑D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)K2O－Al2O3助劑的鐵基催化劑催化N2和H2合成NH3【練習(xí)】據(jù)文獻(xiàn)報道：Fe(CO)5催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機(jī)理如下圖所示。下列敘述錯誤的是A．OH-參與了該催化循環(huán)B．該反應(yīng)可產(chǎn)生清潔燃料H2C．該反應(yīng)可消耗溫室氣體CO2D．該催化循環(huán)中Fe的成鍵數(shù)目發(fā)生變化總結(jié)3溫度濃度壓強(qiáng)催化劑規(guī)律：當(dāng)其它條件不變時，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。注意：溫度可以改變?nèi)魏畏磻?yīng)的反應(yīng)速率。升高溫度會使正、逆反應(yīng)速率如何變化？N2+3H22NH3【思考】現(xiàn)在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：規(guī)律：當(dāng)其它條件不變時，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減小。增大N2濃度的時刻，會使正、逆反應(yīng)速率如何變化？N2+3H22NH3【思考】現(xiàn)在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：增大NH3濃度的時刻，會使正、逆反應(yīng)速率如何變化？溫度濃度壓強(qiáng)催化劑規(guī)律