化学：第二章第二节《影响化学反应速率的因素课件》(新人教版选修4).ppt

一、简化的有效碰撞理论一、简化的有效碰撞理论(绪言部分绪言部分)1有效碰撞有效碰撞分子之间的碰撞能够引发分子之间的碰撞能够引发 ，这样的碰撞叫有，这样的碰撞叫有效碰撞效碰撞化学反应化学反应2活化分子和活化能活化分子和活化能(1)活化分子活化分子能够发生能够发生 的分子活化分子之间之所以能的分子活化分子之间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们的能量高，发生碰撞够发生有效碰撞，是由于它们的能量高，发生碰撞时，能够克服相撞分子之间的排斥力，破坏分子内时，能够克服相撞分子之间的排斥力，破坏分子内部原子之间的部原子之间的“结合力结合力”，从而使反应物分子被破坏，从而使反应物分子被破坏，重新组合成生成物分子，发生化学反应重新组合成生成物分子，发生化学反应有效碰撞有效碰撞(2)活化能活化能概念：概念：活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子即活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子即普通分子活化能普通分子活化能 活化分子活化能的大活化分子活化能的大小虽然表示一般分子成为活化分子的难易程度，但小虽然表示一般分子成为活化分子的难易程度，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响影响活化分子比普通分子所高出的能量活化分子比普通分子所高出的能量(3)活化能与化学反应速率活化能与化学反应速率在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的活化分子的百分数越大，单位体积内的活化分的活化分子的百分数越大，单位体积内的活化分子数子数 ，单位时间内有效碰撞的次数，单位时间内有效碰撞的次数 ，化学反应速率就化学反应速率就 越多越多越多越多越大越大二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素1内因内因参加反应的物质的性质和反应的历程是决定化学反参加反应的物质的性质和反应的历程是决定化学反应速率的主要因素应速率的主要因素2外因外因(1)浓度浓度影响影响其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率 ；减小反应物浓度，反应速率减小反应物浓度，反应速率 原因原因其他条件不变时，增大反应物的浓度其他条件不变时，增大反应物的浓度单位体积内单位体积内 增多增多 几率增大几率增大反应速反应速率率 增大增大减小减小活化分子数活化分子数有效碰撞有效碰撞增大增大(2)压强压强影响影响对于气体反应，相同温度下，增大压强对于气体反应，相同温度下，增大压强(减小容器体减小容器体积积)，反应速率，反应速率 ；减小压强；减小压强(增大容器体积增大容器体积)，反，反应速率应速率 原因原因对于气体反应，在相同温度下，增大压强对于气体反应，在相同温度下，增大压强 增大增大反应速率反应速率 增大增大减小减小反应物浓度反应物浓度增大增大(3)温度温度影响影响其他条件不变，升高温度，反应速率其他条件不变，升高温度，反应速率 ；降低温；降低温度，反应速率度，反应速率 原因原因其他条件不变，升高温度其他条件不变，升高温度 增大增大 几率增大几率增大化学反应速率化学反应速率 增大增大减小减小有效碰撞有效碰撞活化分子百分数活化分子百分数增大增大(4)催化剂催化剂影响影响使用催化剂可加快反应速率使用催化剂可加快反应速率原因原因使用催化剂使用催化剂改变反应的改变反应的 ，降低反应所需，降低反应所需 增大增大 几几率增大率增大化学反应速率化学反应速率 历程历程活化能活化能增大增大活化分子百分数活化分子百分数有效碰撞有效碰撞(5)其他对化学反应速率产生影响的因素其他对化学反应速率产生影响的因素如光辐照、放线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速如光辐照、放线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等研磨等以以Zn和稀和稀H2SO4反应制取反应制取H2为例讨论，影响该反应的速为例讨论，影响该反应的速率除以上因素外还有哪些率除以上因素外还有哪些提示：提示：固体表面积：相同质量的固体，颗粒越小，表面固体表面积：相同质量的固体，颗粒越小，表面积越大，把积越大，把Zn粒改为粒改为Zn粉，反应速率加大粉，反应速率加大.1活化能越大，反应速率越大，活化能越小，反应速活化能越大，反应速率越大，活化能越小，反应速率越小率越小 ()提示：提示：错误因为活化能越大，普通分子变成活化错误因为活化能越大，普通分子变成活化分子越难，反应速率越小分子越难，反应速率越小2升高温度，反应加快，是因为增加了分子动能，使升高温度，反应加快，是因为增加了分子动能，使更多的普通分子变成了活化分子，活化分子百分数更多的普通分子变成了活化分子，活化分子百分数增加，从而使反应加快增加，从而使反应加快 ()提示：提示：正确正确3使用催化剂，反应速率加快，是因为降低了反应的使用催化剂，反应速率加快，是因为降低了反应的活化能，使活化分子百分数增加，从而加快了反应活化能，使活化分子百分数增加，从而加快了反应()提示：提示：正确催化剂降低了反应的活化能，使部分正确催化剂降低了反应的活化能，使部分普通分子也变成了活化分子，从而加快了反应普通分子也变成了活化分子，从而加快了反应4增大体系的压强，反应速率一定加快增大体系的压强，反应速率一定加快 ()提示：提示：错误增大压强的因素有多种情况关键看错误增大压强的因素有多种情况关键看气体的浓度是否增大，若增大气体浓度，反应加快，气体的浓度是否增大，若增大气体浓度，反应加快，否则不能加快，如否则不能加快，如N2、H2浓度并没增大，有效碰撞浓度并没增大，有效碰撞次数不增加，反应仍不能加快次数不增加，反应仍不能加快一、从活化分子角度解释外界条件对反应速率的影响一、从活化分子角度解释外界条件对反应速率的影响活化能单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大浓度不变增加增加不变增加增大增大压强不变增加增加不变增加增大升高温度不变不变增加增加增加增大加催化剂减小不变增加增加增加增大特别关注特别关注(1)活化分子数发生变化，活化分子百分数不一定变化活化分子数发生变化，活化分子百分数不一定变化(2)影响有效碰撞次数的是单位体积内的活化分子数，故影响有效碰撞次数的是单位体积内的活化分子数，故影响化学反应速率的是单位体积内的活化分子数影响化学反应速率的是单位体积内的活化分子数二、理解外界因素对化学反应速率影响的注意事项二、理解外界因素对化学反应速率影响的注意事项1浓度浓度(1)对于固体反应物或纯液体，其浓度是常数，因此增对于固体反应物或纯液体，其浓度是常数，因此增 加或减少其物质的量，反应速率不变加或减少其物质的量，反应速率不变(2)固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率越大表面积越大，反应速率越大2压强压强(1)对于固体或液体，压强的变化，基本不影响浓度，也对于固体或液体，压强的变化，基本不影响浓度，也不影响其反应速率如反应不影响其反应速率如反应CuOH2SO4=CuSO4H2O，增大压强，化学反应速率不变，增大压强，化学反应速率不变(2)恒容时充入恒容时充入“惰气惰气”，容器总压强增大，但各反应物的，容器总压强增大，但各反应物的浓度不变浓度不变反应速率不变反应速率不变(3)恒压时充入恒压时充入“惰气惰气”，容器总压强不变，引起体积增大，容器总压强不变，引起体积增大各反应物浓度减小各反应物浓度减小反应速率减慢反应速率减慢3温度温度(1)经验规则：温度每升高经验规则：温度每升高10，反应速率通常增大到，反应速率通常增大到 原来的原来的24倍倍(2)温度对反应速率的影响，既适用于放热反应，也适温度对反应速率的影响，既适用于放热反应，也适 用于吸热反应用于吸热反应4催化剂催化剂(1)有的反应需要催化剂，有的反应不需要催化剂，有的催有的反应需要催化剂，有的反应不需要催化剂，有的催化剂对多个反应有催化作用，有的催化剂只对一个反应化剂对多个反应有催化作用，有的催化剂只对一个反应有催化作用，使用催化剂能同等程度地改变化学反应速率有催化作用，使用催化剂能同等程度地改变化学反应速率(2)有的催化剂能增大反应速率，叫正催化剂；有的催化剂能有的催化剂能增大反应速率，叫正催化剂；有的催化剂能 减小反应速率，叫负催化剂减小反应速率，叫负催化剂(3)催化剂只有在一定温度下才能最大限度地显示其催化作用催化剂只有在一定温度下才能最大限度地显示其催化作用三、化学反应速率的图像三、化学反应速率的图像对于反应物和生成物均为气态的反应，其速率与条件对于反应物和生成物均为气态的反应，其速率与条件的图像为：的图像为：1其他条件一定，增大气态反应物的压强其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小气体容器缩小气体容器的容积的容积)，反应速率随着压强的增大而增大，如图，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其他条件一定，减小气态反应物的压强(扩大气体容器扩大气体容器的容积的容积)，反应速率随着压强的减少而减小，如图，反应速率随着压强的减少而减小，如图B.3温度、气体容器的容积都一定，随着时间的延长，温度、气体容器的容积都一定，随着时间的延长，SO2、H2S物质的量逐渐减少，气体的压强逐渐减少，反应速率物质的量逐渐减少，气体的压强逐渐减少，反应速率逐渐减小，如图逐渐减小，如图C.4分别在较低温度分别在较低温度T1和较高温度和较高温度T2下反应，使气态反应下反应，使气态反应物的压强都逐渐增大物的压强都逐渐增大(缩小容器的容积缩小容器的容积)，反应速率随着压，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，如图强的增大而增大及随着温度的升高而增大，如图D.考查点一影响化学反应速率的因素考查点一影响化学反应速率的因素例例1把下列四种把下列四种X溶液分别加入四个盛有溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L 盐酸的烧杯中，均加水稀释到盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL.此时，此时，X和盐和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是 ()A10 20 mL 3 mol/L的的X溶液溶液B20 30 mL 2 mol/L的的X溶液溶液C10 10 mL 4 mol/L的的X溶液溶液D10 10 mL 2 mol/L的的X溶液溶液解析解析分析本题，在其他条件不变的情况下，比较速率分析本题，在其他条件不变的情况下，比较速率大小，先比较浓度的大小此时，浓度必须是混合后的浓大小，先比较浓度的大小此时，浓度必须是混合后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸浓度相等，所以只要求出度，由于混合后各烧杯中盐酸浓度相等，所以只要求出X的浓度是最大者反应最快，然后比较温度的高低的浓度是最大者反应最快，然后比较温度的高低答案答案 B由此可见，混合后由此可见，混合后A、B选项中选项中X的浓度最大，但是二的浓度最大，但是二者温度不同者温度不同A项中为项中为10，B项中为项中为20，故选项，故选项B中反应速率最大中反应速率最大1已知反应已知反应CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，下，下列措施中可使生成列措施中可使生成CO2的速率加快的是的速率加快的是(不考虑不考虑CaCO3与与HCl接触面积改变的影响接触面积改变的影响)()A加大加大CaCO3的量的量B加大盐酸的浓度加大盐酸的浓度C加大盐酸的量加大盐酸的量 D减小减小CaCl2的浓度的浓度解析：解析：加大反应物的量不影响化学反应速率，改变浓度加大反应物的量不影响化学反应速率，改变浓度才影响化学反应速率，由于给定的反应是不可逆反应，才影响化学反应速率，由于给定的反应是不可逆反应，因此，此化学反应的速率和生成物的浓度无关因此，此化学反应的速率和生成物的浓度无关答案：答案：B考查点二影响化学反应速率因素的理论原因考查点二影响化学反应速率因素的理论原因例例2下列说法正确的是下列说法正确的是()A增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞的次数增加分数，从而使有效碰撞的次数增加B对于有气体参加的化学反应，若增大压强对于有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反即缩小反应容器的体积应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大反应速率增大C升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增大升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增大了反应物分子中活化分子的百分数了反应物分子中活化分子的百分数D催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千成万倍地增大化学反应速率成千成万倍地增大化学反应速率答案答案CD解析解析增大反应物浓度、增大气体反应物的压强都会增大反应物浓度、增大气体反应物的压强都会使单位体积内活化分子数增加，但由于反应物分子的平使单位体积内活化分子数增加，但由于反应物分子的平均能量和发生反应所需能量均能量和发生反应所需能量(即活化能即活化能)都未发生变化，都未发生变化，活化分子百分数并未改变升高温度可以增大反应物分活化分子百分数并未改变升高温度可以增大反应物分子的能量，催化剂可以减小反应发生所需能量，两种方子的能量，催化剂可以减小反应发生所需能量，两种方法都能使一部分能量较低的分子变成活化分子，从而使法都能使一部分能量较低的分子变成活化分子，从而使活化分子百分数增大活化分子百分数增大2在气体反应中，改变条件：在气体反应中，改变条件：增大反应物的浓度，增大反应物的浓度，升高温度，升高温度，增大压强，增大压强，移动生成物，移动生成物，加入催化加入催化剂能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时剂能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是增大的方法是()A BC D解析：解析：升高温度，反应物分子的能量升高，使更多的分升高温度，反应物分子的能量升高，使更多的分子转变为活化分子，增加了活化分子的百分含量；使用子转变为活化分子，增加了活化分子的百分含量；使用催化剂是降低了化学反应的活化能，使更多的分子在自催化剂是降低了化学反应的活化能，使更多的分子在自身能量不变的前提下成为活化分子，增大了活化分子的身能量不变的前提下成为活化分子，增大了活化分子的百分含量百分含量答案：答案：C考查点三有关化学反应速率的图像考查点三有关化学反应速率的图像例例3将将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中实线所示，在相同的条件质量随时间的变化曲线如图中实线所示，在相同的条件下，下，b g(ab)粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应，则相粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应，则相应的曲线应的曲线(图中虚线所示图中虚线所示)正确的是正确的是 ()答案答案C解析解析粉末状碳酸钙的表面积比块状碳酸钙的表面积粉末状碳酸钙的表面积比块状碳酸钙的表面积大，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大，即单位时间内损失的碳酸钙的质量大，可排应速率大，即单位时间内损失的碳酸钙的质量大，可排除除A、B.由于由于ab，粉末状碳酸钙的消耗量小于块状碳，粉末状碳酸钙的消耗量小于块状碳酸钙，故当粉末状碳酸钙完全消耗时，块状碳酸钙尚有酸钙，故当粉末状碳酸钙完全消耗时，块状碳酸钙尚有剩余，此后，单位时间内块状碳酸钙的损失量又大于粉剩余，此后，单位时间内块状碳酸钙的损失量又大于粉末状碳酸钙的损失量末状碳酸钙的损失量关键一点关键一点 解答有关化学反应速率图像题时，应注意分析以解答有关化学反应速率图像题时，应注意分析以下几点：下几点：(1)分析起点：分清是反应物还是生成物，浓度或分析起点：分清是反应物还是生成物，浓度或物质的量减小的是反应物，浓度或物质的量增大的是物质的量减小的是反应物，浓度或物质的量增大的是生成物反应物以高于原点为起点，生成物多以原点生成物反应物以高于原点为起点，生成物多以原点为起点为起点 (2)分析变化趋势：如升温或降温，加压或减压等，分析变化趋势：如升温或降温，加压或减压等，注意浓度、温度、压强的改变等对化学反应速率的影响注意浓度、温度、压强的改变等对化学反应速率的影响 (3)分析终点：确定反应物减少的浓度或生成物增大分析终点：确定反应物减少的浓度或生成物增大的浓度的浓度 (4)分析时间：如图像中的拐点、突变点等注意分分析时间：如图像中的拐点、突变点等注意分析曲线的连续或跳跃所代表的含义析曲线的连续或跳跃所代表的含义3.(2010信阳高二检测信阳高二检测)把除去氧化膜的把除去氧化膜的 镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试 管中，发现管中，发现H2的生成速率的生成速率v随时间随时间t的的 变化关系如图所示其中变化关系如图所示其中Ot1段速率变化的主要因素段速率变化的主要因素 是是_；t1t2段速率变化的主要因素是段速率变化的主要因素是_答案：答案：温度盐酸的浓度温度盐酸的浓度解析：解析：根据影响化学反应速率的因素，镁与盐酸反应，根据影响化学反应速率的因素，镁与盐酸反应，反应物的性质已定，应从外因考虑，又知压强不变且无反应物的性质已定，应从外因考虑，又知压强不变且无催化剂，因而，影响此反应速率的主要因素是盐酸的浓催化剂，因而，影响此反应速率的主要因素是盐酸的浓度和反应的温度度和反应的温度