《影响化学反应速率的因素》ppt课件.ppt

第二章 化学反应速率和化学平衡第二节 影响化学反应速率的因素为什么有的碰撞可以发生反应，为什么有的碰撞可以发生反应，而有的不能发生反应而有的不能发生反应?与哪些因与哪些因素有关系？素有关系？问题：问题：有有 效效 碰碰 撞撞1、什么是什么是有效碰撞？有效碰撞？能引起分子间的化学反应的碰撞能引起分子间的化学反应的碰撞结论：结论：分子间的分子间的碰撞碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的必要条件必要条件而而有效碰撞有效碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的充分条件充分条件推论：推论：某一化学反应的速率大小与某一化学反应的速率大小与单位时间内单位时间内有效碰撞的次数有有效碰撞的次数有关关没合适的取向没合适的取向没足够的能量没足够的能量足够的能量足够的能量+合适的取向合适的取向类比法：类比法：借鉴投篮借鉴投篮 碰碰 撞撞 理理 论论 活化分子活化分子2、什么是什么是活化分子活化分子活化分子高出活化分子高出反应物分子平均能量反应物分子平均能量的部分的部分看图：看图：能够发生有效碰撞的分子叫活化分子能够发生有效碰撞的分子叫活化分子3、什么是活化能？、什么是活化能？能能量量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出的能量出的能量该反应是该反应是吸热吸热反反应应还是还是放热放热反应反应?活化能与反活化能与反应热有关吗应热有关吗?反应热反应热n n活活=n n总总活活%活化分子百分数：活化分子百分数：（活化分子数（活化分子数/反应物分子总数）反应物分子总数）100%100%化学反应速率主要取决于：化学反应速率主要取决于：所有所有能够改变内能能够改变内能,运动速率运动速率,以及碰撞几率以及碰撞几率的方的方法，法，都可以用来改变、控制反应的速率都可以用来改变、控制反应的速率。一个反应经历的过程一个反应经历的过程普通普通分子分子活化能活化能活化活化分子分子合理合理取向取向碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量有效碰撞的几率有效碰撞的几率对于对于“活化能的大小虽然意味着一般活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响不产生任何影响”这一句话如何理解？这一句话如何理解？问题问题1：活化能为活化能为“0”的例子是怎么回事？的例子是怎么回事？问题问题2、1 1、在通常情况下，在通常情况下，NaNa与水的反应和与水的反应和MgMg与水与水的反应哪个剧烈的反应哪个剧烈(反应速率快反应速率快)？为什么？为什么？2 2、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中，产生体积等浓度的盐酸中，产生COCO2 2的速率哪个较快的速率哪个较快？为什么？为什么？3 3、石油的形成要多少年？炸药的爆炸呢？、石油的形成要多少年？炸药的爆炸呢？以上说明化学反应速率的决定因素是什么以上说明化学反应速率的决定因素是什么？决定化学反应速率的主要因素决定化学反应速率的主要因素 决定化学反应速率的因素是参加反应决定化学反应速率的因素是参加反应的物质的物质本身的化学性质本身的化学性质。影响反应速率的因素影响反应速率的因素（2 2）外部因素）外部因素（1 1）内部因素（主要因素）内部因素（主要因素）：参加反应参加反应物质的性质物质的性质一、浓度对反应速率的影响一、浓度对反应速率的影响浓度增大浓度增大 单位体积内单位体积内n n总总T T不变，不变，活活%不变不变n n活活增大增大有效碰撞有效碰撞VV1 1、在其他条件不变时，、在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增增大反应物浓度，可以增大反应速率大反应速率实验实验2-22-2结论：浓度大的结论：浓度大的H H2 2C C2 2O O4 4（aqaq）先褪色先褪色2KMnO2KMnO4 4+5H+5H2 2C C2 2O O4 4+3H+3H2 2SOSO4 4=K=K2 2SOSO4 4+2MnSO+2MnSO4 4+10CO+10CO2 2+8H+8H2 2O O规律：规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。率。浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响本本质质原原因因反应物浓度增大，单位体积内反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增活化分子数增多多，有效碰撞的频率增加，反应速率增大。，有效碰撞的频率增加，反应速率增大。a a、此规律、此规律只适用于气体或溶液的反应只适用于气体或溶液的反应，对于纯，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。c c、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。注意：注意：应用应用1 1：一定条件下，在一定条件下，在CaCOCaCO3 3(块状块状)+2HCl=CaCl)+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2 反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行()()A A、增加、增加HClHCl的浓度的浓度 B B、加水、加水 C C、增加同浓度盐酸的量、增加同浓度盐酸的量 D D、改加、改加CaCOCaCO3 3粉末粉末 b b、一般来说，固体反应物表面积越大，反应速、一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。率越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。AD请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况化学反应速率的影响情况 二、压强对反应速率的影响二、压强对反应速率的影响增大压强，反应物浓度增大，反应速率加快。增大压强，反应物浓度增大，反应速率加快。注意注意：1 1、压强对反应速率的影响适用于有气、压强对反应速率的影响适用于有气体参加的反应。体参加的反应。2 2、由于固体、液体粒子间的空隙很小，、由于固体、液体粒子间的空隙很小，增大压强几乎不能改变它们的浓度，因此对增大压强几乎不能改变它们的浓度，因此对只只有有固体或液体参加的反应，压强的变化对于反固体或液体参加的反应，压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。应速率的影响可以忽略不计。结论结论：其它条件不变时，有气体参加的：其它条件不变时，有气体参加的反应中，增大压强，反应速率加快；减反应中，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。小压强，反应速率减慢。原因：原因：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。度，因而可以增大化学反应的速率。2、压强对反应速率的影响。、压强对反应速率的影响。请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况强对化学反应速率的影响情况 规律：规律：对于有气体参加的反应对于有气体参加的反应，若其他条件，若其他条件不变，增大压强，不变，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，气体体积缩小，浓度增大，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。压强增大压强增大 体积减小体积减小 其他条件不变其他条件不变VC增大增大 压强对于反应速率的影响是压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响通过对浓度的影响实现的实现的 P增大增大C成比例成比例增大，增大，P减小减小C成比例成比例减小减小压强只对于压强只对于有气体参加的反应有气体参加的反应的速率有影响的速率有影响发散思考发散思考：压强对于任意化学反应的速率都有影响吗？压强对于任意化学反应的速率都有影响吗？思考思考:在在N2+3H 2 2NH3中，当其他外界条件不变时：中，当其他外界条件不变时：减小体系压强，该反应的速率怎么变？减小体系压强，该反应的速率怎么变？在反应中保持体系容积不变，充入在反应中保持体系容积不变，充入N2，速率怎么变？，速率怎么变？在反应中保持体系容积不变，充入在反应中保持体系容积不变，充入He，速率怎么变？，速率怎么变？在反应中保持体系压强不变，充入在反应中保持体系压强不变，充入He，速率怎么变？，速率怎么变？压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响 压强影响反应速率，压强影响反应速率，必须伴随有压强改变时体积必须伴随有压强改变时体积的改变现象的改变现象。否则，压强的变化并没有作用到反应。否则，压强的变化并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变，实际是浓度的变化。的体系上。即压强变则体积变，实际是浓度的变化。若容器的体积不变，因为各气体的浓度没有变，则若容器的体积不变，因为各气体的浓度没有变，则速率不变。速率不变。如在密闭容器中通入惰性气体。如在密闭容器中通入惰性气体。注意：注意：对于气体有下列几种情况对于气体有下列几种情况:1、恒温时：、恒温时：增大压强增大压强体积减少体积减少C增大增大反应速率增大反应速率增大2、恒容时：、恒容时：A、充入气体反应物、充入气体反应物反应物浓度增大反应物浓度增大总压增大总压增大反应速率增大反应速率增大；B、充入、充入“无关气体无关气体”（如（如He、N2等）等）引起总压增大，但各反应物的分压不变，各引起总压增大，但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变物质的浓度不变反应速率不变反应速率不变3、恒压时：、恒压时：充入充入“无关气体无关气体”（如（如He等）等）引起体积增大，引起体积增大，各反应物浓度减少各反应物浓度减少反应速反应速率减慢。率减慢。例例：对于反应：对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下列条在密闭容器中进行，下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（件哪些不能加快该反应的化学反应速率（）A、缩小体积使压强增大、缩小体积使压强增大 B、体积不变充入、体积不变充入 N2 使压强增大使压强增大C、体积不变充入、体积不变充入 O2使压强增大使压强增大 D、使体积增大到原来的、使体积增大到原来的2倍倍E、体积不变充入氦气使压强增大、体积不变充入氦气使压强增大压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响DE三、温度对反应速率的影响三、温度对反应速率的影响实验实验2-3结论：温度高的溶液先出现浑浊结论：温度高的溶液先出现浑浊Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O1、其他条件不变，温度升高，反应速率加快、其他条件不变，温度升高，反应速率加快T普通分子变为活化分子普通分子变为活化分子 活活%n活活 V2、一般说来，温度每升高、一般说来，温度每升高10，速率增加，速率增加2-4倍。倍。V倍数值倍数值（t2-t1)/10 =变化后的反应速率变化后的反应速率3、温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热、温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。反应都适用。4、反应若是可逆反应，、反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率升高温度，正、逆反应速率都加快，都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小。降低温度，正、逆反应速率都减小。温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响本本质质原原因因升高温度，一部分非活化分子吸收能量转化为升高温度，一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子，使得活化分子，使得活化分子百分数提高活化分子百分数提高，活化分，活化分子间的有效碰撞频率变大，故反应速率增大。子间的有效碰撞频率变大，故反应速率增大。科学探究：科学探究：P21KI、H2SO4和淀粉溶液反应受温度的影响和淀粉溶液反应受温度的影响试剂种类及用量试剂种类及用量实验温度实验温度试剂加入顺序试剂加入顺序及理由及理由实验现象实验现象结论结论冰箱延长食物保鲜期冰箱延长食物保鲜期你能举出生活中利你能举出生活中利用改变温度改变反用改变温度改变反应速率的例子吗应速率的例子吗？四、催化剂对反应速率的影响四、催化剂对反应速率的影响实验实验2-4结论：加入催化剂可以加快反应的速率结论：加入催化剂可以加快反应的速率使用催化剂，能够降低反应所需的能量，这样会使更多的反应物的分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。因而使反应速率加快。催化剂催化剂：能改变化学反应速率而自身的化学组能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变成和质量在反应前后保持不变催催化化剂剂正催化剂正催化剂负催化剂负催化剂加快加快化学反应速率化学反应速率减慢减慢化学反应速率化学反应速率注：不说明指正催化剂注：不说明指正催化剂四、催化剂对反应速率的影响四、催化剂对反应速率的影响能能量量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出的能量出的能量反应热反应热没加催没加催化剂化剂加了催化剂加了催化剂 凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。使用催化剂使用催化剂同等程度同等程度的增大（减慢）正、逆反应的增大（减慢）正、逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。速率，从而改变反应到达平衡所需时间。没特别指明一般指正催化剂没特别指明一般指正催化剂 催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用应无作用 催化剂具有一定的催化剂具有一定的选择性选择性 催化剂中毒催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。注意：注意：科学探究科学探究P23完成各实验，总结结论完成各实验，总结结论结论：不同的催化剂对同一反应的催化效果不同；结论：不同的催化剂对同一反应的催化效果不同；在有的反应中，生成物对反应有催化作用，酶也在有的反应中，生成物对反应有催化作用，酶也是一种催化剂，具有温和、高效、专一的催化效果。是一种催化剂，具有温和、高效、专一的催化效果。v、滴加、滴加0.1mol/L三氯化铁溶液到过氧化氢中比滴三氯化铁溶液到过氧化氢中比滴加加0.1mol/L硫酸铜溶液到过氧化氢中，使过氧化氢硫酸铜溶液到过氧化氢中，使过氧化氢的分解速率快很多，因此过氧化氢分解用三氯化铁的分解速率快很多，因此过氧化氢分解用三氯化铁作催化剂比用硫酸铜好得多；作催化剂比用硫酸铜好得多；v、高锰酸钾溶液（紫红色）加入草酸溶液，紫红、高锰酸钾溶液（紫红色）加入草酸溶液，紫红色褪色，如果同时再加硫酸锰则褪色色褪色，如果同时再加硫酸锰则褪色快快些。些。v、硫酸溶液比唾液对淀粉水解的催化效果差。、硫酸溶液比唾液对淀粉水解的催化效果差。五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、放射线照射、强磁场、电磁波、超声波、放射线照射、强磁场、高速研磨、溶剂的性质等，也会对化学反高速研磨、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。应的速率产生影响。各条件对速率的影响大小是：各条件对速率的影响大小是：催化剂催化剂 温度温度浓度浓度=压强压强(体积变化引起的体积变化引起的)各种影响都有其局限性，要针对具体反应各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。具体分析。总结:外界条件对化学反应速率的影响（总结）外界条件对化学反应速率的影响（总结）影响因素分子总数活化分子百分数活化分子总数活化分子浓度（单位体积活化分子数）增大浓度增大压强升高温度正催化剂增加增加不变不变不变不变不变不变不变不变不变不变增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加不变不变练习练习1：对于在溶液间进行的反应，对反应对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（速率影响最小的因素是（）A.温度温度 B.浓度浓度 C.压强压强 D.催化剂催化剂练习练习2：下列条件的变化，是因为降低反应下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（分子百分数致使反应速率加快的是（）A.增大浓度增大浓度 B.增大压强增大压强 C.升高温度升高温度 D.使用催化剂使用催化剂练习练习3：设设NO+CO2 2CO(正反应吸热正反应吸热)反应速率为反应速率为v1；N2+3H2 2NH3(正反应放正反应放热热)反应速率为反应速率为v2。对于前述反应，当温度。对于前述反应，当温度升高时，升高时，v1和和v2变化情况为（变化情况为（）A.同时增大同时增大 B.同时减小同时减小 C.v1减少，减少，v2增大增大 D.v1增大，增大，v2减小减小练习练习4：在密闭容器里，通入在密闭容器里，通入x mol H2和和y mol2()，改变下列条件，改变下列条件，反应速率将如何改变反应速率将如何改变?(1)升高温度升高温度 ；(2)加入催化剂加入催化剂 ；(3)充入更多的充入更多的H2 ；(4)扩大容器的体积扩大容器的体积 ；(5)容器容积不变，通入氖气容器容积不变，通入氖气 。练习练习5：KClO3和和NaHSO3间反应生成间反应生成Cl-和和H+、SO42-离子的速度与时间关系如图所示，离子的速度与时间关系如图所示，已知反应速率随已知反应速率随c(H+)的增加而加快，试说的增加而加快，试说明：明：(1)为什么反应开始时，反应速率增大为什么反应开始时，反应速率增大？(2)反应后期速率降低的主要原因是什反应后期速率降低的主要原因是什么？么？反反应应速速率率时间时间 增大反应物的浓度增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（使反应速率加快的主要原因（）对于气体参与体系对于气体参与体系增大压强增大压强使反应速率加快的主要原因使反应速率加快的主要原因是（是（）升高温度升高温度使反应速率加快的主要原因是（使反应速率加快的主要原因是（）使用催化剂使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（使反应速率加快的主要原因是（）A.活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数数B.增大分子的运动速率而使有效碰撞增加增大分子的运动速率而使有效碰撞增加C.升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加 D.降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加AAC D练习练习6：将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其中能使最初的化学反应速率增大的是其中能使最初的化学反应速率增大的是（）A.盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量一倍盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量一倍B.盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半C.盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量D.盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍 E.加入加入CaCl2溶液溶液 F.加入加入CaCl2固体固体G.将将CaCO3用用CaCO3粉末代替粉末代替BG练习练习7：硫代硫酸钠硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应：与稀硫酸发生如下反应：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O 下列四种情况中最早出现浑浊的是：（）下列四种情况中最早出现浑浊的是：（）A.10时时0.1 mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4各各 5 mL B.10时时0.1 mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4 各各5 mL，加水，加水10mL C.20时时0.1 mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4各各 5 mL D.20 时时0.2mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4各各5 mL，加水，加水10 mLC练习练习8：