人教版高中化学 影响化学反应速率的因素课件 新人教选修4.ppt

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1、 第二节第二节 影响影响化学反应化学反应速率的因素速率的因素 “合抱之木，生于毫末；九层之台，起于垒土。合抱之木，生于毫末；九层之台，起于垒土。”生活是时间的积累，知识是学习的积累，人生生活是时间的积累，知识是学习的积累，人生是经验的积累。生活中一切都要靠我们去积累。是经验的积累。生活中一切都要靠我们去积累。2021/8/9 星期一1复习提问：l1.什么叫反应速率？l化学反应进行的快慢程度l2.用什么物理量的变化来描述化学反应速率？l单位时间反应物或生成物物质的量浓度的减少或增加来描述化学反应速率l3.反应速率的单位是什么？lmol/(lh)mol/(lmin)mol/(ls)2021/8/9

2、 星期一2 影响反应速率的因素影响反应速率的因素（2）外因：）外因：（1）内因（主要因素）内因（主要因素）：参加反应：参加反应物质物质的性质的性质 反应物分子中的化学键断裂、生成物分子中反应物分子中的化学键断裂、生成物分子中的化学键形成过程的化学键形成过程旧键断裂，新键生成旧键断裂，新键生成化学反应的本质：化学反应的本质：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。2021/8/9 星期一3如果分子间能够发生化学反应：如果分子间能够发生化学反应：1、反应物分子必须相互碰撞；、反应物分子必须相互碰撞；2、分子必须具有一定的能

3、量、分子必须具有一定的能量3、活化分子碰撞时，必须有合适的取向、活化分子碰撞时，必须有合适的取向碰撞理论解释各外界因素对速率的影响碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质反应速率理论本质分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足够能量足够能量活化分子活化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 碰撞理论碰撞理论 1 1、浓度、浓度n活活=n总总活活%浓度增大浓度增大单位体积内单位体积内n总总T不变，不变，活活%不变不变n活活增大增大有效碰撞有效碰撞V应用应用1 1：一定条件下，在一定条件下，在CaCO3（块状）（块状）+2HCl=CaCl2+H2O+CO2

4、 反应中，反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：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 应用应用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中，一个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保持体积不变，另一个压缩为原来的1/2。其它条件不变，则。其它条件不变，则HI的的分解反应速率谁快？分解反应速率谁快？在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率应速率

5、。2021/8/9 星期一4如果分子间能够发生化学反应：如果分子间能够发生化学反应：1、反应物分子必须相互碰撞；、反应物分子必须相互碰撞；2、分子必须具有一定的能量、分子必须具有一定的能量3、活化分子碰撞时，必须有合适的取向、活化分子碰撞时，必须有合适的取向碰撞理论解释各外界因素对速率的影响碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质探讨反应速率理论本质探讨分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足够能量足够能量活化分子活化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 碰撞理论碰撞理论 n活活=n总总活活%2 2、压强、压强压强增大压强增大 体积减小体积减小 其他

6、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？压强只对于有气体参加的反应的速率有影响压强只对于有气体参加的反应的速率有影响（紧扣对（紧扣对C的影响）的影响）其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度增其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，反应速率加快。大，反应速率加快。2021/8/9 星期一5例、例、在在N2+3H2=2NH3中，当其他外界条

7、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，反应的速率怎么变？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，反应的速率怎么，反应的速率怎么变？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，反应的速率怎么变？变？压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响2021/8/9 星期一6注意注意 恒容时恒容时加入稀有气体使压强增大，反应物和生成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

8、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。恒压时恒压时加入稀有气体使体积增大，反应物和生成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”压强压强对速率的影响是对速率的影响是通过改变气体的浓度通过改变气体的浓度来来改变改变的；若压强变化之后，气体的的；若压强变化之后，气体的浓度未浓度未变变，其化学反应，其化学反应速率不变速率不变。2021/8/9 星期一7 在在C(C(固固)+CO)+CO2 2(气气)=2CO()=2CO(气气)的反应中。的反应中。现采取下列措施：现采取下

9、列措施：（1 1）增大压强）增大压强 ；（；（2 2）增加碳的量）增加碳的量（3 3）通入）通入COCO2 2；（4 4）恒容下充入）恒容下充入N N2 2；（5 5）恒压下充入）恒压下充入N N2 2 哪些措施能够使反应速率增大？为什么？哪些措施能够使反应速率增大？为什么？答案答案：（：（1 1）（）（3 3）巩固练习巩固练习2021/8/9 星期一8碰撞理论解释各外界因素对速率的影响碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质探讨反应速率理论本质探讨分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足够能量足够能量活化分子活化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

10、 碰撞理论碰撞理论 n活活=n总总活活%一般一般说来，温度每升高说来，温度每升高10，速率增加，速率增加2-4倍。倍。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V3 3、温度、温度2、把除去氧化膜的、把除去氧化膜的 Mg 条，投入到盛有稀条，投入到盛有稀盐酸的试管中，发现盐酸的试管中，发现 H2 的产生速率（的产生速率（v）与时间（与时间（t）的变化情况如右图所示，）的变化情况如右图所示，t1 t2 速率变化的主要原因是速率变化的主要原因是:_;t2 t3 速率变化的主要原因是速率变化的主要原因是:_。vt1 t2 t3 t 其他条件不变，温度升高，反应速率加快其他条件不变，温

11、度升高，反应速率加快友情提醒友情提醒：温度对任何反应的反应速率皆温度对任何反应的反应速率皆有影响，但对于吸热或放热反应影响的程度不有影响，但对于吸热或放热反应影响的程度不同，对吸热反应影响程度较大。同，对吸热反应影响程度较大。例例1、对于反应、对于反应M+NP，如果温度每升高，如果温度每升高10，反，反应速率增加为原来的应速率增加为原来的3倍。在倍。在10时完成反应的时完成反应的10%需要需要54min，将温度提高到，将温度提高到40完成反应的完成反应的10%需要的时间为需要的时间为()A.2min B.3min C.6min D.9minV倍数值倍数值（t2-t1)/10 =变化后的反应速率

12、变化后的反应速率2021/8/9 星期一9碰撞理论解释各外界因素对速率的影响碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质探讨反应速率理论本质探讨分子分子运动运动相互相互碰撞碰撞分子具有分子具有足够能量足够能量活化分子活化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 碰撞理论碰撞理论 n活活=n总总活活%正催化剂正催化剂 降低反应的活化能降低反应的活化能V4 4、催化剂、催化剂 n活活改变反应的途径改变反应的途径活活%n总总不变不变钻钻隧隧道道生成物平均能量生成物平均能量活化分子具有能量活化分子具有能量反应物平均能量反应物平均能量能量能量无催化剂无催化剂活化分子能活化分子能

13、量量反应物平均能量反应物平均能量生成物平均能量生成物平均能量有催化剂有催化剂2021/8/9 星期一10友情提醒：友情提醒：使用催化剂同等程度的增大（减慢）、正逆反应速率，从而改变使用催化剂同等程度的增大（减慢）、正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。反应到达平衡所需时间。没特别指明一般指没特别指明一般指正正催化剂催化剂 催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用 催化剂具有一定的选择性催化剂具有一定的选择性生成物平均能量生成物平均能量活化分子具有能量活化分子具有能量反应物平均能量反应物平均能量能量能量活化分子活化分子能量能量反应

14、物平均能量反应物平均能量生成物平均能量生成物平均能量 解释：解释：“对可逆反应而言，催化剂对可逆反应而言，催化剂既能既能催化正反应催化正反应又能又能催化逆反应催化逆反应”试利用如图原理加以解释？试利用如图原理加以解释？2021/8/9 星期一11小小 结结 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰撞频率有效碰撞频率化学化学反应反应速率速率分子总数分子总数活化分子数活化分子数增大反应增大反应物浓度物浓度增大压强增大压强升高温度升高温度正催化剂正催化剂增加增加增加增加增加增加加快加快增加增加增加增加增加增加加快加快不变不变增加增加增加增加加快加快影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素不变

15、不变增加增加增加增加加快加快对反应速率的对反应速率的影响：一般是影响：一般是:催化剂催化剂 温度温度 浓度。浓度。2021/8/9 星期一12探究实验外界因探究实验外界因素对化学反应速素对化学反应速率的影响率的影响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，其它条件相同时，增加增加反应物的反应物的浓度浓度，反应，反应速速率加快率加快；反之，；反之，降低降

16、低反反应物的浓度，反应应物的浓度，反应速率速率减慢减慢。2021/8/9 星期一13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，其它条件相同时，升高升高温度温度，反应，反应速率加快速率加快；反之，反之，降低温度降低温度，反应，反应速率减慢速率减慢。2021/8/9 星期一14科学探究已知已知:4H+4I-+O2=2I2+2H2O 现有现有1mol/L KI溶液、溶液、0.1mol/LH2SO4溶液和

17、淀粉溶液，请设计实验探溶液和淀粉溶液，请设计实验探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系？究溶液出现蓝色的时间与温度的关系？【结论结论】其它条件相同时，其它条件相同时，温度高温度高，出现，出现蓝色的蓝色的时间短时间短；温度低温度低，出现蓝，出现蓝色的色的时间长时间长。一般来说，温度每升高一般来说，温度每升高10，反应速率，反应速率增大到原来的增大到原来的24倍。倍。2021/8/9 星期一15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；反应速率；正催

18、化剂正催化剂使使反应速率加快反应速率加快，负催化剂使反应，负催化剂使反应速率减慢。速率减慢。2021/8/9 星期一16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 思考：如何证明是Fe3+而不是Cu2+的催化作用？2021/8/9 星期一17科学探究探究探究2设计实验比较在设计实验比较在4mL 0.01mo

19、l/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 2021/8/9 星期一18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

20、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2021/8/9 星期一19 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

21、提高单位体积内活化分子的、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数总数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外在条件对外在条件对反应速率的影响反应速率的影响综合综合理论分析类理论分析类2021/8/9 星期一20再见2021/8/9 星期一21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：借鉴投篮借鉴投篮获

22、得灵感获得灵感 +2021/8/9 星期一22有关有关“活化分子活化分子”定义：定义：具有一定的能量，在碰撞过程中足以令旧化学键断裂，而具有一定的能量，在碰撞过程中足以令旧化学键断裂，而发生反应（即发生发生反应（即发生“有效碰撞有效碰撞”）的分子称为活化分子。）的分子称为活化分子。特点：特点：有比反应物分子平均动能高的能量有比反应物分子平均动能高的能量 图形表示图形表示“爬山坡爬山坡”能量能量生成物平均能量生成物平均能量活化分子具有的活化分子具有的最低最低能量能量反应物平均能量反应物平均能量v单位体积内活化分子数越多，单位体积内活化分子数越多，反应速率越快反应速率越快单位体积内活化分子数单位体

23、积内活化分子数(n活活)反应物分子总数反应物分子总数(n总总)=活化分子百分数活化分子百分数(活活%)2021/8/9 星期一23 解析：本题是一道化学与数学、物理解析：本题是一道化学与数学、物理学科间知识渗透试题，它主要考查学生学科间知识渗透试题，它主要考查学生“将化学问题抽象成数学问题，利用数学工将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具通过计算和推理解决化学问题具通过计算和推理解决化学问题”的能力。的能力。因每升高因每升高10反应速率增加为原来反应速率增加为原来3倍，如倍，如升高的温度为升高的温度为t，则反应速率增加为原来，则反应速率增加为原来的的3 倍，反应由倍，反应由10升至升至40，反应速率，反应速率增加为原来的增加为原来的3 =33倍，完成反应的倍，完成反应的10%所需时间为所需时间为54min/33=2min。设设10时反应速度为时反应速度为v，则由题意，则由题意40时时反应速率为反应速率为27v，故，故 v54min=27vt t=2min2021/8/9 星期一24