【化学】2023-2024学年鲁科版（2019）选择性必修一 外界条件对化学反应速率的影响课件.pptx

第2节第第2 2课时课时 影响化学反应速率影响化学反应速率的的因素因素第第3节节 化学反应速率化学反应速率 第第2章章 化学反应化学反应的方向、限度与的方向、限度与速率速率 第2节知识回顾知识回顾1.1.和和 决定着一个反应的反应历程，而决定着一个反应的反应历程，而反应历程的差别又造成了反应历程的差别又造成了 的不同。的不同。2.2.化学反应速率的表达式化学反应速率的表达式 ，单位，单位 。3.3.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的 之比。之比。反应物的结构反应物的结构反应反应条件条件化学反应速率化学反应速率化学计量数化学计量数molL-1s-1 molL-1min-1 2023/11/9影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素物质自身的性质物质自身的性质一、内因温度温度浓度浓度压强压强催化剂催化剂二、外因2023/11/91.浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响实验结果：加入较浓实验结果：加入较浓H2C2O4（aq）的试管溶液先褪色的试管溶液先褪色2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O2023/11/91.浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响规律：规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。反应的速率。2023/11/9讨论讨论如何应用有效碰撞理论解释外界因素对反应如何应用有效碰撞理论解释外界因素对反应速率的影响？速率的影响？反应速率加快反应速率加快有效碰撞增加有效碰撞增加单位体积内单位体积内活化分子数活化分子数增加增加2023/11/91.浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响活化分子2023/11/91.浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响活化分子2023/11/91.浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响活化分子 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞几率有效碰撞几率 化学反应速率化学反应速率活化分子百分数活化分子百分数 分子总数分子总数 活化分子数活化分子数增大浓度增大浓度不变不变增加增加增加增加增加增加增大增大2023/11/9 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，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。因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，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。因此一般反应速率也会逐渐减小。注意：注意：一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率一般来说，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。越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。1.浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响A G。B 2023/11/92.压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对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 2023/11/92.压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞几率有效碰撞几率 化学反应速率化学反应速率活化分子百分数活化分子百分数 分子总数分子总数 活化分子数活化分子数增大压强增大压强不变不变增加增加增加增加增加增加增大增大2023/11/92.压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响规律：规律：对于有气体参加的反应对于有气体参加的反应，若其他条件不变，若其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，反应速，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，反应速率加快；减小压强，反率加快；减小压强，反应应速率减慢。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浓度浓度(C)增大增大 速率速率(V)2023/11/92.压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响l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lP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l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？2023/11/92.压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响2023/11/9对于气体有下列几种情况对于气体有下列几种情况:1.恒温恒温：增大压强增大压强体积减小体积减小C增大增大反应速率增大反应速率增大2.恒容恒容：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）总压增大，总压增大，但各物质的浓度不变但各物质的浓度不变反应速率不变反应速率不变 3.恒压恒压：充入充入“无关气体无关气体”（如（如He等）等）体积增大体积增大 各反应物浓度减少各反应物浓度减少反应速率减慢。反应速率减慢。2.压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响2023/11/92.压强对化学反应速率的影响压强对化学反应速率的影响D E第2节一些化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系一些化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，这结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。说明：说明：化学反化学反应 反反应速率与参与反速率与参与反应物物质的的浓度的关系式度的关系式H2Cl2=2HCl H2I2=2HI（气体反（气体反应）v=kc(H2)c(I2)CONO2=CO2+NO v=kc2(NO2)第2节反应速率常数反应速率常数K K1.1.含义：含义：单位浓度下的化学反应速率单位浓度下的化学反应速率2.2.意义意义：反应速率常数越大，反应进行得越快。3.3.影响因素：影响因素：与浓度无关，与浓度无关，与浓度无关，与浓度无关，受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。结论：根据化学反应速率与反应物浓度的关系式，可以清楚地判断反应物浓度的改变对化学反应速率的影响。2023/11/9第二课时第二课时 温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响实验结论：温度高的溶液先出现浑浊实验结论：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2.一般来说，温度每升高一般来说，温度每升高10，速率增加，速率增加2-4倍。倍。3.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。2023/11/9-.温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞几率有效碰撞几率 化学反应速率化学反应速率活化分子百分数活化分子百分数 分子总数分子总数 活化分子数活化分子数升高温度升高温度增加增加不变不变增加增加增加增加增大增大第2节交流研讨交流研讨 温度会影响反应速率常数，从而影响化学反应速率。因此，温度会影响反应速率常数，从而影响化学反应速率。因此，可以通过研究温度对反应速率常数的影响来了解温度对化学可以通过研究温度对反应速率常数的影响来了解温度对化学反应速率的影响。反应速率的影响。一些反应在一些反应在298K 和和308K 时的反应速率常数之比时的反应速率常数之比第2节请根据表中数据与同学们交流研讨请根据表中数据与同学们交流研讨 A.温度对化学反应速率有怎样的影响温度对化学反应速率有怎样的影响?B.升高相同温度，对不同化学反应的反应速率的影响程度一样升高相同温度，对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗吗?温度对化学反应速率的影响是多种多样的。温度对化学反应速率的影响是多种多样的。对于大多数反应，温度升高化学反应速率加快，但加快的程度不同。对于大多数反应，温度升高化学反应速率加快，但加快的程度不同。不同的化学反应的不同的化学反应的活化能活化能不同，不同，所以温度对所以温度对反应速率反应速率的影响不同。的影响不同。第2节基元反应H2Cl=HClH活化能示意图过渡渡态活化能活化能H-H键断裂断裂H-Cl键形成形成活化能：活化能：过渡态的能量与反应物的能量之差过渡态的能量与反应物的能量之差不同反应活化能不同，反应速率不同不同反应活化能不同，反应速率不同不同反应活化能不同，反应速率不同不同反应活化能不同，反应速率不同活化能活化能活化能活化能越高越高越高越高，反应越，反应越，反应越，反应越困难困难困难困难。化学反应通常需要获得一定能量（活化能）化学反应通常需要获得一定能量（活化能）才能实际发生。才能实际发生。意义：意义：影响：影响：第2节 100多年来，为了正确认识活化能的科学意义，并力争从理论上进行计算，科学家一直在进行探讨，提出多年来，为了正确认识活化能的科学意义，并力争从理论上进行计算，科学家一直在进行探讨，提出了若干个化学反应速率理论。其中，最著名的是基元反应碰撞理论和基元反应过渡态理论。了若干个化学反应速率理论。其中，最著名的是基元反应碰撞理论和基元反应过渡态理论。基元反应碰撞理论认为，基元反应碰撞理论认为，化学反应之所以能发生，是反应物分子碰撞的结果，但只有能量超过某一限化学反应之所以能发生，是反应物分子碰撞的结果，但只有能量超过某一限度度Ec（相当于活化能）并满足一定方向要求的活化分子间的碰撞，才是真正发生反应的有效碰撞。（相当于活化能）并满足一定方向要求的活化分子间的碰撞，才是真正发生反应的有效碰撞。这个理这个理论解释了温度、活化能对化学反应速率的影响。例如，低温时，活化分子少，有效碰撞少，化学反应速率论解释了温度、活化能对化学反应速率的影响。例如，低温时，活化分子少，有效碰撞少，化学反应速率就低就低;高温时，活化分子多，有效碰撞多，化学反应速率就高。又如，活化能高，能量超过活化能的活化高温时，活化分子多，有效碰撞多，化学反应速率就高。又如，活化能高，能量超过活化能的活化分子少，有效碰撞少，化学反应速率就低。分子少，有效碰撞少，化学反应速率就低。基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。过渡态。ABCABCABC 反应物反应物 过渡态过渡态 产物产物过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。实验研究已证实过渡态确实存在。化能。实验研究已证实过渡态确实存在。对活化能本质的认识对活化能本质的认识追根寻源追根寻源第2节18891889年，阿伦尼乌斯在大量实验的基础上，提出了反应速率常数与温度之间关年，阿伦尼乌斯在大量实验的基础上，提出了反应速率常数与温度之间关系的经验公式系的经验公式 式中式中 k k为反应速率常数为反应速率常数;A;A为比例系数为比例系数;e;e为自然对数的底为自然对数的底;R;R为理想气体常数为理想气体常数;E;Ea a为活化能，单位为为活化能，单位为JmolJmol或或kJmol-kJmol-。该经验公式表明，该经验公式表明，当当当当E Ea a00时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率随之提高。随之提高。随之提高。随之提高。由该公式还可知，由该公式还可知，E Ea a值越大，改变温度对反应速率的影响程度就越值越大，改变温度对反应速率的影响程度就越大，这就是升高相同温度时，不同化学反应的速率提高的倍数不同的原因。大，这就是升高相同温度时，不同化学反应的速率提高的倍数不同的原因。阿伦尼乌斯公式追根寻源追根寻源第2节一些化学反应的活化一些化学反应的活化能能总结：不同化学反应活化能不同，温度对化学反应速率影响总结：不同化学反应活化能不同，温度对化学反应速率影响总结：不同化学反应活化能不同，温度对化学反应速率影响总结：不同化学反应活化能不同，温度对化学反应速率影响不同。不同。不同。不同。E Ea a值越大，改变温度对反应速率的影响程度就越大。值越大，改变温度对反应速率的影响程度就越大。值越大，改变温度对反应速率的影响程度就越大。值越大，改变温度对反应速率的影响程度就越大。第2节结论结论结论结论 、温度对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响、温度对化学反应速率的影响规律：规律：升高温度升高温度加快化学反应速率，加快化学反应速率，降低温度降低温度减慢化学反应速率。减慢化学反应速率。升高温度升高温度提高反应物分子能量提高反应物分子能量增大反应物间的碰撞频率增大反应物间的碰撞频率增大反应物形成过渡态比例增大反应物形成过渡态比例加快化学反应速率加快化学反应速率第2节交流研讨交流研讨-催化剂催化剂一些化学反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比一些化学反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比总结：使用催化剂可以降低反应的活化能，增大化学反应的总结：使用催化剂可以降低反应的活化能，增大化学反应的总结：使用催化剂可以降低反应的活化能，增大化学反应的总结：使用催化剂可以降低反应的活化能，增大化学反应的速率常数。速率常数。速率常数。速率常数。第2节臭氧分解反应的历程观察思考观察思考观察臭氧分解反应的历程，思考催化剂是如何降低反应活化能，改变反应速率常数的？平流层中的氯氟烃为什么会对臭氧层产生破坏作用?这是由于氯氟烃光解产生的氯自由基的催化作用改变了臭氧分解反应的历程，降低了反应的活化能，加快了臭氧的分解反应。第2节结论、催化剂对化学反应速率的影响结论、催化剂对化学反应速率的影响结论、催化剂对化学反应速率的影响结论、催化剂对化学反应速率的影响催化剂：催化剂：催化剂：催化剂：能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。催化原理：催化原理：催化原理：催化原理：（1）由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中）由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。（2）催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来提）催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率。高化学反应速率。2023/11/94.催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞几率有效碰撞几率 化学反应速率化学反应速率活化分子百分数活化分子百分数 分子总数分子总数 活化分子数活化分子数催化剂催化剂增加增加增加增加增加增加增大增大科学探究（科学探究（P23）不变不变2023/11/9没特别指明一般指正催化剂没特别指明一般指正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）正逆反应速的增大（减慢）正逆反应速 率，从而改变反应到达平衡所需时间。率，从而改变反应到达平衡所需时间。催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的 反应无作用反应无作用催化剂催化剂具有一定的选择性具有一定的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。4.催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响2023/11/9对比实验的过程中，一定要控制好对比实验的过程中，一定要控制好 “单一变量单一变量”。观察反应速率大小的方法：观察反应速率大小的方法：根据气泡产生的快慢、沉淀量的根据气泡产生的快慢、沉淀量的 多少、颜色变化、放热的多少等。多少、颜色变化、放热的多少等。实验给我们的启示实验给我们的启示2023/11/9 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞几率有效碰撞几率 化学反应速率化学反应速率活化分子百分数活化分子百分数 分子总数分子总数 活化分子数活化分子数增大浓度增大浓度增大压强增大压强升高温度升高温度催化剂催化剂不变不变增加增加增加增加增加增加增大增大影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素不变不变增加增加增加增加增加增加增大增大增加增加不变不变增加增加增加增加增大增大增加增加不变不变增加增加增加增加增大增大小结小结