影响化学反应速率的因素(最终).ppt
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1、第二章 化学反应速率和化学平衡第二节第二节 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素 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与水的与水的反应哪个剧烈反应哪个剧烈(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
2、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的物质决定化学反应速率的因素是参加反应的物质本身的化学性质。本身的化学性质。碳酸氢钠碳酸氢钠,其只需要结合一个氢,而碳酸根需结合两个氢。其只需要结合一个氢,而碳酸根需结合两个氢。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浓度:浓度:压强:压强:温度:温度:催化剂:催化剂:其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。思考:思考:浓度、压强、温度、催化剂的变化浓度、压强、温度、催化剂的变化怎样
3、影响反应速率?怎样影响反应速率?不同化学反应的速率不同化学反应的速率反应物本身的性质反应物本身的性质(内因内因)决定于决定于同一化学反应的速率同一化学反应的速率反应条件(反应条件(外因外因)决定于决定于与化学反应的碰撞理论有关与化学反应的碰撞理论有关、化学反应的实质是:、化学反应的实质是:旧的化学键断裂,新的化学键形成旧的化学键断裂,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:注意:反应物分子之间的碰撞次数很大,但并反应物分子之间的碰撞次数很大,但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。不是每一次碰撞均可发生化学反应。在化学
4、上,把能够发生化学反应的碰撞叫在化学上,把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞;有效碰撞;不能发生化学反应的碰撞叫不能发生化学反应的碰撞叫无效碰无效碰撞;有效碰撞次数越多,反应速率越快。撞;有效碰撞次数越多,反应速率越快。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 力量不够力量不够取向不好取向不好好球!有效碰撞好球!有效碰撞反应物分子要具有什么条件才能发生有效碰撞?反应物分子要具有什么条件才能发生有效碰撞?答:答:、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
5、要有合理的取向。2 HI =H2 +I2、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,其特点是:叫活化分子,其特点是:、活化分子具有较高的能量,能量不足的分子获、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。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,、在温度不变时,对某一个反应来说,活化活化分子百分数分子百分数是恒定的,且与温度呈正比。是恒定的,且与温度呈正比。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)X100%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
6、化分子百分数 能够发生化学反应的碰撞。能够发生化学反应的碰撞。有可能发生有效碰撞的分子。有可能发生有效碰撞的分子。活化分子所多出普通分子的那部分能量活化分子所多出普通分子的那部分能量E1。活化能越低,单位体积内活化分子数越多,化活化能越低,单位体积内活化分子数越多,化 学反应速率就会越快。学反应速率就会越快。有效碰撞:有效碰撞:活化分子:活化分子:活化能活化能:活化能和反应速率的关系活化能和反应速率的关系:图中,图中,E E1 1为活化能为活化能 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活化能:活化能:活化分子活化分子E2-E1=H 反应断裂所吸收的能量反应断裂
7、所吸收的能量分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞具有足够能具有足够能量的分子量的分子有合适的取向有合适的取向有效碰撞有效碰撞化学反应化学反应活化分子活化分子有效碰撞理论有效碰撞理论:化学反应速率化学反应速率与单位时间、单位体积内与单位时间、单位体积内 分子间的有效碰撞次数成正比。分子间的有效碰撞次数成正比。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/反应物分子数)反应物分子数)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
8、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有效碰撞频率有效碰撞频率一、浓度对反应速率的影响一、浓度对反应速率的影响1 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;减小反应物的浓度,可以减小化学;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。反应的速率。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
9、2C C2 2O O4 4+3H+3H2 2SOSO4 4=K=K2 2SOSO4 4+2MnSO+2MnSO4 4+10CO+10CO2 2+8H+8H2 2O O 浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响反应物浓度增大:反应物浓度增大:即单位体即单位体积内反应物分子总数数增大积内反应物分子总数数增大单位体积内活化分子数增加单位体积内活化分子数增加有效碰撞次数增多有效碰撞次数增多反应速率加快反应速率加快增增大大浓浓度度单位体积内反单位体积内反应物分子总数应物分子总数 单位体积内单位体积内活化分子数活化分子数=活化分子百分数活化分子百分数 a a、此规律、此规律只适用于气体或溶液的反应只适用于
10、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: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。练练1:一定条件下,在一定条件下,在CaCO3(块状
11、块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 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、增加、增加HCl的浓度的浓度 B、加水、加水 C、增加同浓度盐酸的量、增加同浓度盐酸的量 D、改加、改加CaCO3粉末粉末 练练2 2:若将物质的量相等的若将物质的量相等的HI气体分别放在等容积的两个针桶气体分别放在等容积的两个针桶中,一个保持体积不变,另一个压缩为原来的中,一个保持体积不变,另一个压缩为原来的1/2。其它。其它条件不变,则条件不变,则HI的分解反应速率谁快?的分解反应速率谁快?压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响结论:增大压强,相当
12、于结论:增大压强,相当于增大增大反应物浓度,反应速率加快。反应物浓度,反应速率加快。增增大大压压强强压强增大压强增大 体积减小体积减小 其他条件不变其他条件不变VC增大增大结论:其它条件不变时,有气体参加的结论: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。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,因此增大压强几乎不能改变它们的浓
13、度,因此对对只有只有固体或液体参加的反应,压强的变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。化对于反应速率的影响可以忽略不计。2、压强对反应速率的影响、压强对反应速率的影响:规律:规律:对于对于有气体有气体参加的反应,若其他条件不变,参加的反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢增大压强,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。注意:注意:2、对于有、对于有气体气体参加的可逆反应,增大压强,正参加的可逆反应,增大压强,正反应速率、逆反应速率反应速率、逆反应速率都增大都增大;减小压强,正反;减小压强,正反应速率、逆反应速率应速率、逆反应速率都减小都
14、减小。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(紧扣对(紧扣对C的影响)的影响)思考思考:在在N2+3H2 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,反应的速率怎么变?,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H
15、e,反应的速率怎么变?,反应的速率怎么变?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,反应的速率怎么变?,反应的速率怎么变?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
16、中通入惰性气体。注意:注意:P16 名师名师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、冲入、冲入“无关气体无关气体”(如(如He、Ar等)等)引起总压增大,但各反应物的分压不变,引起总压增大,但各反应物的分压不变,各物质的浓度不变各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:冲入冲入“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
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