影响化学反应速率的因素-PPT.ppt

教学目标教学目标1.1.理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。学反应速率的影响。2.2.使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。剂等条件对化学反应速率的影响。3.3.掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法；比较反应速率大小的方法；4.4.通过识别有关化学反应速度与压强、温度或通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像，提高识图析图能力，培养从浓度等的图像，提高识图析图能力，培养从图像中挖掘化学信息的能力。图像中挖掘化学信息的能力。先回顾学过的化学反应速率的含义先回顾学过的化学反应速率的含义(1)(1)化学反应速率是用来衡量化学反应的快慢的尺度化学反应速率是用来衡量化学反应的快慢的尺度,它与时间和浓度变化有关它与时间和浓度变化有关.(2)(2)在同一反应中用不同物质来表示时在同一反应中用不同物质来表示时,其数值可以其数值可以不同不同,但都表示同一个反应的速率但都表示同一个反应的速率.因此因此,表示化学表示化学反应的速率时反应的速率时,必须说明反应物中哪种物质做标准必须说明反应物中哪种物质做标准.不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比应的化学计量数之比.(3)(3)一般来说一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢慢.因此因此,某一段时间内的反应速率某一段时间内的反应速率,是平均速率是平均速率,而不是指瞬时速率而不是指瞬时速率.(4)(4)化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。1 1、影响化学反应速率因素、影响化学反应速率因素参加反应的物质自身的结构和性质，参加反应的物质自身的结构和性质，这是决定化学反应速率的根本因素这是决定化学反应速率的根本因素思考：其他因素能引起化学反应速率的变化吗？思考：其他因素能引起化学反应速率的变化吗？化学反应速率不仅与其自身的结构和性质有关，化学反应速率不仅与其自身的结构和性质有关，其他外界条件的改变也会引起化学反应速率的其他外界条件的改变也会引起化学反应速率的变化。变化。温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等 内因：内因：2、化学反应的碰撞理论：、化学反应的碰撞理论：、化学反应的实质是：、化学反应的实质是：旧的化学键断裂，旧的化学键断裂，新的化学键形成新的化学键形成、化学反应发生的先决条件：、化学反应发生的先决条件：反应物分子相互接触和碰撞反应物分子相互接触和碰撞注意：反应物分子之间的碰撞次数很多，但并不是注意：反应物分子之间的碰撞次数很多，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。每一次碰撞均可发生化学反应。在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞；在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞；不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞；不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞；有效碰撞次数越多，反应速率越快。有效碰撞次数越多，反应速率越快。思考：反应物分子要具有什么条件思考：反应物分子要具有什么条件才能发生有效碰撞？才能发生有效碰撞？、有足够的能量使旧键断裂、有足够的能量使旧键断裂、碰撞时要有合理的取向、碰撞时要有合理的取向力量不够力量不够取向不好取向不好好球！有效好球！有效碰撞碰撞、在化学上，把能够发生有效碰撞的分子、在化学上，把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子，特点是：叫活化分子，特点是：、活化分子具有较高的能量，能量不足的分子、活化分子具有较高的能量，能量不足的分子获取能量后才能变成活化分子获取能量后才能变成活化分子、在温度不变时，对某一个反应来说，活化分子在、在温度不变时，对某一个反应来说，活化分子在反应物中所占的百分数是恒定的，且与温度呈正比。反应物中所占的百分数是恒定的，且与温度呈正比。活化分子数活化分子数 反应物分子总数反应物分子总数活化分子百分数活化分子百分数3 3、外因：引起活化分子百分数以及反应物分子总数变化的条件、外因：引起活化分子百分数以及反应物分子总数变化的条件主要包括：浓度、压强、温度和催化剂等主要包括：浓度、压强、温度和催化剂等A+B-C ABC A-B+C 活化络合物活化络合物快快慢慢活化能：活化活化能：活化络合物与反应物的络合物与反应物的势能之差称为反应势能之差称为反应的活化能。的活化能。A B C E E正正A+BCH E逆逆AB+CH 0，放热反应，放热反应普通普通分子分子活化活化能能活化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量一个反应经历的过程一个反应经历的过程小结小结探究实验4、浓度对化学反应速率的影响、浓度对化学反应速率的影响0.01mol/L的的KMnO4 溶液溶液0.1mol/LH2C2O4溶液溶液0.2mol/LH2C2O4溶液溶液探究实验浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响0.01mol/L的的KMnO4 溶液溶液0.1mol/LH2C2O4溶液溶液0.2mol/LH2C2O4溶液溶液快快慢慢2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O 结结 论论其它条件相同时，增加其它条件相同时，增加反应物的浓度，反应速反应物的浓度，反应速率加快；反之，降低反率加快；反之，降低反应物的浓度，反应速率应物的浓度，反应速率减慢。减慢。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思考：怎样从理论上解释上述结论？思考：怎样从理论上解释上述结论？在其他条件不变时，活化分子在反应物分子中所占的百在其他条件不变时，活化分子在反应物分子中所占的百分比不变分比不变所以，单位体积内活化分子的数目与与单位体积内反应所以，单位体积内活化分子的数目与与单位体积内反应物分子总数呈正比，也就是和反应物浓度呈正比物分子总数呈正比，也就是和反应物浓度呈正比当反应物浓度增大时，单位体积内的反应物分子数增多，当反应物浓度增大时，单位体积内的反应物分子数增多，活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率增大。活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率增大。注意：注意：、此规律只适用于气体反应或溶液中进行的反应、此规律只适用于气体反应或溶液中进行的反应、对于纯固体和纯液体来说，其浓度为一般常数，、对于纯固体和纯液体来说，其浓度为一般常数，其用量的改变不会引起化学反应速率的改变其用量的改变不会引起化学反应速率的改变、固体反应物表面积越大，接触面积越大，反应速率、固体反应物表面积越大，接触面积越大，反应速率越大，表面积越小，接触面积越小，反应速率越小越大，表面积越小，接触面积越小，反应速率越小、纯水作为反应物时，用量的改变不会引起反应速率的改、纯水作为反应物时，用量的改变不会引起反应速率的改变变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 5 5、压强对反应速率的影响、压强对反应速率的影响思考：其他条件不变时，改变压强，气、液、固体体积怎样变化？思考：其他条件不变时，改变压强，气、液、固体体积怎样变化？由实验可知：其他条件不变时，压强增大，气由实验可知：其他条件不变时，压强增大，气体体积减小，压强减小，气体体积增大体体积减小，压强减小，气体体积增大压强的改变对液体和固体的体积影响不大压强的改变对液体和固体的体积影响不大对于有气体参加的反应，增大压强，气体的体积对于有气体参加的反应，增大压强，气体的体积，反应物的浓度，反应物的浓度，单位体积的活化分子数，单位体积的活化分子数，单位时间内的有效碰撞次数，单位时间内的有效碰撞次数，化学反应速，化学反应速率率。减小减小增大增大增多增多增多增多增大增大结论：结论：对于有气体参加的反应对于有气体参加的反应，当其他条件不变时当其他条件不变时，增大压强增大压强，化学反应速率增大化学反应速率增大，减小压强减小压强，化学反应速率减小化学反应速率减小注意：注意：、压强的变化只影响、压强的变化只影响有气体参加有气体参加的反应的反应速率的反应的反应速率、压强改变时，必须引起浓度的改变，、压强改变时，必须引起浓度的改变，化学反应速率才能改变化学反应速率才能改变、压强的改变对固体和液体物质的体积影响不大，、压强的改变对固体和液体物质的体积影响不大，所以，压强的改变不影响固体和液体物质的反应速率所以，压强的改变不影响固体和液体物质的反应速率反反应速率无速率无变化！化！例题例题1 1 恒容条件下，反应恒容条件下，反应N2+3H2 2NH3中充入中充入He气，反应速率如何改变？气，反应速率如何改变？He分子分子讨讨论论 对于压强的改变，只有对于压强的改变，只有引起反应体系中反应物浓度引起反应体系中反应物浓度的变化，才对反应速率产生的变化，才对反应速率产生影响。改变压强，其实是改影响。改变压强，其实是改变了反应物的浓度。变了反应物的浓度。注意！注意！思考思考恒压条件下，反应恒压条件下，反应N2+3H2 2NH3中充入中充入He气，反应速率如何改变？气，反应速率如何改变？减慢减慢注意注意 恒容时加入稀有气体使压强增大，反应物和生成恒容时加入稀有气体使压强增大，反应物和生成物的浓度都没有变化，所以化学反应速率不变。物的浓度都没有变化，所以化学反应速率不变。恒压时加入稀有气体使体积增大，反应物和生成恒压时加入稀有气体使体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，所以化学反应速率减小。物的浓度都减小，所以化学反应速率减小。压强的压强的“真变真变”与与“假变假变”压强对速率的影响是通过改变气体的浓度压强对速率的影响是通过改变气体的浓度来改变的；若压强变化之后，气体的浓度未来改变的；若压强变化之后，气体的浓度未变，其化学反应速率不变。变，其化学反应速率不变。探究实验6、温度对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响5mL0.1mol/L的的H2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3热水热水冷水冷水探究实验温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响5mL0.1mol/L的的H2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3热水热水冷水冷水快快慢慢Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O 结结 论论其它条件相同时，升高其它条件相同时，升高温度，反应速率加快；温度，反应速率加快；反之，降低温度，反应反之，降低温度，反应速率减慢。速率减慢。讨论：为什么升高温度会加快化学反应速率？讨论：为什么升高温度会加快化学反应速率？解释：解释：浓度一定时，升高温度，反应物分子将获得能量，浓度一定时，升高温度，反应物分子将获得能量，使一部分原来能量低的分子变成高能分子，使一部分原来能量低的分子变成高能分子，活化分子的百分数增加，活化分子的百分数增加，使单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，使单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。化学反应速率加快。由于反应温度升高，分子运动加快，单位时间内反应物由于反应温度升高，分子运动加快，单位时间内反应物分子碰撞次数增多，反应也会相应加快。分子碰撞次数增多，反应也会相应加快。实验表明，实验表明，温度每升高温度每升高1010，化学反应速率通常化学反应速率通常增加到原来的增加到原来的2 2至至4 4倍倍。气体、液体、固体反应物温度同时升高气体、液体、固体反应物温度同时升高结论：结论：温度对反应速率的影响与反应物状态无关温度对反应速率的影响与反应物状态无关思考：思考：反应体系温度升高对不同状态的反应物温度有何影响？反应体系温度升高对不同状态的反应物温度有何影响？7 7、催化剂对化学反应速率的影响：、催化剂对化学反应速率的影响：【实验实验2 24 4】结论：结论：催化剂催化剂(MnO(MnO2 2)能够明显的加快化学反应速率能够明显的加快化学反应速率讨论：催化剂是怎样改变化学反应速率的？讨论：催化剂是怎样改变化学反应速率的？使用催化剂，能够降低反应所需要的能量，使反应体系中使用催化剂，能够降低反应所需要的能量，使反应体系中更多的反应物分子变成活化分子，大大增加了单位体积内更多的反应物分子变成活化分子，大大增加了单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，使化学反应速率加快。反应物分子中活化分子所占的百分数，使化学反应速率加快。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中学阶段若无特殊说明，只讨论正催化剂中学阶段若无特殊说明，只讨论正催化剂规律：催化剂能改变化学反应速率，能够加快化规律：催化剂能改变化学反应速率，能够加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂；能够减慢化学反应速率的催化剂叫做正催化剂；能够减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂学反应速率的催化剂叫负催化剂注意：催化剂在化学反应中参与了化学反应，只不过在注意：催化剂在化学反应中参与了化学反应，只不过在反应前期消耗多少，在反应后期则生成多少，催化剂在反应前期消耗多少，在反应后期则生成多少，催化剂在反应前后的质量未发生变化，但某些物理性质发生改变反应前后的质量未发生变化，但某些物理性质发生改变结论：催化剂能明显改变化学反应速率，自结论：催化剂能明显改变化学反应速率，自身化学性质和质量不变身化学性质和质量不变探究实验催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响2H2O2 2H2O+O2MnO2探究实验催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响2H2O2 2H2O+O2MnO2【结论结论】其它条件不变时，选用适当的催化剂可以改变其它条件不变时，选用适当的催化剂可以改变反应速率；正催化剂使反应速率加快，负催化剂使反应反应速率；正催化剂使反应速率加快，负催化剂使反应速率减慢。速率减慢。科学探究探究探究1设计实验比较在设计实验比较在2mL 5%的的H2O2中加入中加入FeCl3和和CuSO4溶液各溶液各1mL，比较二者分解速率？，比较二者分解速率？加入试剂加入试剂0.1mol/LFeCl3 0.1mol/L CuSO4 产生气泡快慢产生气泡快慢结结 论论快快慢慢FeCl3对该反应的催化效果更好对该反应的催化效果更好 科学探究探究探究2设计实验比较在设计实验比较在4mL 0.01mol/L KMnO4和和2mL 0.1mol/L H2C2O4，加不加，加不加MnSO4对反应对反应速率有否影响？速率有否影响？加入试剂加入试剂0.01mol/LKMnO4 0.1mol/LH2C2O40.01mol/L KMnO4 0.1mol/LH2C2O4MnSO4溶液褪色时间褪色时间结结 论论快快慢慢MnSO4对该反应有催化作用对该反应有催化作用 科学探究探究探究3现有现有5mL 淀粉溶液、碘水、淀粉溶液、碘水、2mol/L硫酸溶液。硫酸溶液。设计实验比较唾液、稀硫酸对反应速率影响效果如何？设计实验比较唾液、稀硫酸对反应速率影响效果如何？加入试剂加入试剂硫酸溶液、淀粉溶液、碘水唾液、淀粉溶液碘水反应现象反应现象结结 论论蓝色很快褪去蓝色很快褪去蓝色很难褪去蓝色很难褪去唾液对该反应的催化效果更好唾液对该反应的催化效果更好 催化剂是有选择性的催化剂是有选择性的除了上述因素外，光、声、电、反应物颗粒大小、除了上述因素外，光、声、电、反应物颗粒大小、溶剂性质、紫外线、超声波、磁场等也会明显的溶剂性质、紫外线、超声波、磁场等也会明显的改变化学反应速率改变化学反应速率8 8、其他因素的影响：、其他因素的影响：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）影响因影响因素素分子总分子总数数活化分子活化分子百分数百分数活化分活化分子总数子总数活化分子浓度活化分子浓度（单位体积活化分（单位体积活化分子数）子数）增大浓增大浓度度增大压增大压强强升高温升高温度度正催化正催化剂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 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、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子 的总数的总数 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：1、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其、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：1909年年W.奥斯特瓦尔德（德国人）奥斯特瓦尔德（德国人）从事催化作用、化学平衡以及反应速度的研究从事催化作用、化学平衡以及反应速度的研究 1929年年A.哈登（英国人），哈登（英国人），冯冯奥伊勒奥伊勒 歇尔平（瑞典人）歇尔平（瑞典人）阐明了糖发酵过程和酶的作用阐明了糖发酵过程和酶的作用 1963年年K.齐格勒（德国人）、齐格勒（德国人）、G.纳塔（意大利人）纳塔（意大利人）发现了利用新型催化剂进行聚合的方法，并从事这发现了利用新型催化剂进行聚合的方法，并从事这方面的基础研究方面的基础研究与化学反应速率相关的诺贝尔化学奖与化学反应速率相关的诺贝尔化学奖 1967年年R.G.W.诺里会、诺里会、G.波特（英国人）波特（英国人）M.艾根（德国人）艾根（德国人）发明了测定快速发明了测定快速 化学反应的技术化学反应的技术 1997年年P.B.博耶（美国人）、博耶（美国人）、J.E.沃克尔（英国人）、沃克尔（英国人）、J.C.斯科（丹麦人）斯科（丹麦人）发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输酶发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输酶 2001年威廉年威廉诺尔斯、巴里诺尔斯、巴里夏普莱斯夏普莱斯(美国人美国人)、野依良治野依良治(日本人日本人)在在“手性催化氢化反应手性催化氢化反应”领域取得成就领域取得成就与化学反应速率相关的诺贝尔化学奖与化学反应速率相关的诺贝尔化学奖