2013年高中化学 第二章 第二节影响化学反应速率的因素精品课件 新人教版选修4.ppt

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1、第二第二节节影响化学反影响化学反应应速率的因素速率的因素课程标准导航课程标准导航1.理解外界条件理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂浓度、温度、压强、催化剂等等)对化学反应速率的影响对化学反应速率的影响,认识其一般规律。认识其一般规律。2了解催化剂在生产、生活和科学研究领域了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。中的重大作用。3知道活化能的含义及其对化学反应速率知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。的影响。4了解通过改变外界条件从而改变化学反了解通过改变外界条件从而改变化学反应速率的方法和意义。应速率的方法和意义。新新知知初初探探自自学学导导引引自主学习自主学习一、有效碰撞理一

2、、有效碰撞理论论1有效碰撞：能有效碰撞：能够够引引发发化学反化学反应应的碰撞。的碰撞。2活化分子：能活化分子：能够发够发生有效碰撞的分子。生有效碰撞的分子。3活化能：活化分子比普通分子所高出的活化能：活化分子比普通分子所高出的能量。活化能越小，普通分子就越能量。活化能越小，普通分子就越_变变成活化分子；如成活化分子；如图图所示：反所示：反应应的活化能是的活化能是_，反，反应热应热是是E1E2。容易容易E1二、影响化学反二、影响化学反应应速率的因素速率的因素化学反化学反应应速率与分子速率与分子间间的的_有关，所有能有关，所有能够够改改变变内能、运内能、运动动速率，以及速率，以及_的方法，都可以用

3、来改的方法，都可以用来改变变、控制、控制反反应应的速率。的速率。有效碰撞有效碰撞频频率率碰撞几率碰撞几率影响影响因素因素影响影响结结果果理理论论解解释释浓浓度度(其他其他条件条件相同相同)增大反增大反应应物的物的浓浓度度,反反应应速率速率_,减小减小反反应应物的物的浓浓度度,反反应应速率速率_增大反增大反应应物物浓浓度度单单位体位体积积内内_增多增多有效有效碰撞几率增加碰撞几率增加化化学反学反应应速率速率_压压强强(对对有有气体气体参加参加的反的反应应)增大增大压压强强(缩缩小容器小容器容容积积)，反，反应应速率速率_；减小；减小压压强强(增大容器容增大容器容积积)，反，反应应速率速率_增大增

4、大压压强强气体体气体体积缩积缩小小反反应应物物浓浓度增大度增大反反应应速率速率_增大增大减小减小活化分活化分子数子数增大增大加快加快减慢减慢加快加快影响因影响因素素影响影响结结果果理理论论解解释释温度温度(其其他条件他条件相同相同)升高温度，反升高温度，反应应速率增大，速率增大，降低温度，反降低温度，反应应速率减小速率减小升高温度升高温度_和和较较高能量的分子高能量的分子间间的碰撞的碰撞频频率提高率提高_增加增加化学反化学反应应速率速率_催化催化剂剂使用催化使用催化剂剂可可_化学化学反反应应速率速率催化催化剂剂改改变变反反应应的的_、降低反降低反应应所需活化能所需活化能提高提高_增增加加反反应

5、应速率加快速率加快其他因其他因素素光光辐辐照、放射照、放射线辐线辐照、超声波、照、超声波、电电弧、弧、强强磁磁场场、高速研磨等。、高速研磨等。加快加快活化分子百分数活化分子百分数有效碰撞几率有效碰撞几率增大增大路径路径活化分子百分数活化分子百分数有效碰撞几率有效碰撞几率自主体验自主体验1决定化学反应速率的内因是决定化学反应速率的内因是()温度温度压强压强催化剂催化剂浓度浓度反应物本身的性质反应物本身的性质AB仅仅C仅仅 D仅仅解析：选解析：选B。决定化学反应速率大小的内因。决定化学反应速率大小的内因是反应物本身的性质，温度、压强、催化剂是反应物本身的性质，温度、压强、催化剂与浓度均为影响化学反

6、应速率的外因，与浓度均为影响化学反应速率的外因，B正正确。确。2在恒温恒容条件下，能使在恒温恒容条件下，能使A(g)B(g)C(g)D(s)正反应速率加快的是正反应速率加快的是()A减少减少C或或D的物质的量的物质的量 B增大增大D的物质的量的物质的量C减少减少B的物质的量的物质的量 D增大增大A或或B的物质的量的物质的量解析：选解析：选D。增大反应物的浓度，反应速率。增大反应物的浓度，反应速率加快。加快。3下列说法正确的是下列说法正确的是()A具有较高能量的反应物分子称为活化分具有较高能量的反应物分子称为活化分子子B升高温度反应速率一定加快升高温度反应速率一定加快C催化剂能够增大反应的活化能

7、催化剂能够增大反应的活化能D任何化学反应都需要催化剂任何化学反应都需要催化剂解析：选解析：选B。能量高不一定是活化分子，只。能量高不一定是活化分子，只有能量较高且能发生有效碰撞的分子才是活有能量较高且能发生有效碰撞的分子才是活化分子；催化剂降低反应的活化能；并不是化分子；催化剂降低反应的活化能；并不是所有的反应都需要催化剂。所有的反应都需要催化剂。要要点点突突破破讲讲练练互互动动 要点要点1 1外界条件对反应速率的外界条件对反应速率的影响影响探究探究导导引引1根据能量变化，化学反应分为吸热根据能量变化，化学反应分为吸热反应和放热反应。升高温度，只是吸热反应反应和放热反应。升高温度，只是吸热反应

8、的反应速率增大，对吗？的反应速率增大，对吗？提提示示：不不对对。温温度度对对反反应应速速率率的的影影响响适适用用于于物物质质以以各各种种状状态态参参加加的的化化学学反反应应。不不管管是是吸吸热热反反应应还还是是放放热热反反应应，升升高高温温度度，化化学学反反应应速率都增大，降低温度，化学反速率都增大，降低温度，化学反应应速率都减速率都减小。小。要点归纳要点归纳一、外界条件对化学反应速率产生影响的本一、外界条件对化学反应速率产生影响的本质质二、有关化学反应速率影响因素的注意事项二、有关化学反应速率影响因素的注意事项1浓度浓度(1)固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其固体或纯液体的浓度为常数，所以

9、增加其用量时化学反应速率不变。用量时化学反应速率不变。(2)增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂,能增大化学反应速率。能增大化学反应速率。2温度温度温度对吸热反应影响显著。升高温度，吸热温度对吸热反应影响显著。升高温度，吸热反应、放热反应的反应速率均增大，但吸热反应、放热反应的反应速率均增大，但吸热反应增大的多；降低温度，吸热反应、放热反应增大的多；降低温度，吸热反应、放热反应，反应速率均减小，但吸热反应减小的反应，反应速率均减小，但吸热反应减小的多。多。3催化剂催化剂(1)有的催化剂能加快化学反应速率，有的催有的催化剂能加快化学反应速率，有的催化剂能减慢化

10、学反应速率。能加快化学反应化剂能减慢化学反应速率。能加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂；能减慢化学反速率的催化剂叫做正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫做负催化剂。在实践中，应速率的催化剂叫做负催化剂。在实践中，如不特别说明，凡是说催化剂都是指正催化如不特别说明，凡是说催化剂都是指正催化剂。剂。(2)可逆反应中催化剂可同等程度地改变正、可逆反应中催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。逆反应速率。4压强压强改变压强，对化学反应速率影响的根本原因改变压强，对化学反应速率影响的根本原因是引起浓度的改变。所以在讨论压强对反应是引起浓度的改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时速率的影响时,应区分引起

11、压强改变的原因。应区分引起压强改变的原因。(1)对于没有气体参与的化学反应，由于改变对于没有气体参与的化学反应，由于改变压强时，反应物浓度变化很小，可忽略不计压强时，反应物浓度变化很小，可忽略不计,因此对化学反应速率无影响。因此对化学反应速率无影响。(2)对于有气体参与的化学反应，有以下几种对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况：情况：恒温时，压缩体积恒温时，压缩体积压强增大压强增大浓度增大浓度增大反应速率加快。反应速率加快。恒温时，对于恒容密闭容器：恒温时，对于恒容密闭容器：a充入气体反应物充入气体反应物气体反应物浓度增大气体反应物浓度增大(压强也增大压强也增大)反应速率加快。反应速率加快

12、。b充入不参与反应的气体充入不参与反应的气体总压强增大总压强增大各物质浓度未改变各物质浓度未改变反应速率不变。反应速率不变。恒温恒压时恒温恒压时充入不参与反应的气体充入不参与反应的气体体积增大体积增大气体反气体反应物浓度减小应物浓度减小反应速率减小。反应速率减小。特别提醒特别提醒分析压强改变对化学反应速率的影响时，关分析压强改变对化学反应速率的影响时，关键是看气体浓度是否有变化：若气体浓度有键是看气体浓度是否有变化：若气体浓度有变化，化学反应速率一定改变；若气体浓度变化，化学反应速率一定改变；若气体浓度无变化，化学反应速率不改变。同时要注意无变化，化学反应速率不改变。同时要注意通常所说的压强增

13、大是指压缩加压。通常所说的压强增大是指压缩加压。即时应用即时应用1(2012锦州高二检测锦州高二检测)反应反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一密闭容器中在一密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率减小的进行，下列条件的改变能使反应速率减小的是是()A减少减少C的量的量B容积不变，增加水蒸气的量容积不变，增加水蒸气的量C升温升温 D压强不变，充入压强不变，充入Ne解解析析：选选D。C为为固固体体，其其浓浓度度为为常常数数，改改变变其其用用量量，浓浓度度不不发发生生改改变变，反反应应速速率率不不变变,A错错误误；B、C两两项项均均使使反反应应速速率率增增大大,错错误误;压压强强不不变

14、变，充充入入Ne，说说明明容容器器体体积积增增大大，则则反反应应速率减小，正确。速率减小，正确。探探究究导导引引2 对对图图像像 ，该该图图像像表表明明的的是是反反应应物的物的变变化化还还是生成物的是生成物的变变化？化？A点意点意义义？提提示示：反反应应物物。该该反反应应是是可可逆逆反反应应，A点点(t1时时)达平衡。达平衡。要点要点2 2有关化学反应速率的图像有关化学反应速率的图像要点归纳要点归纳1解答图像题的方法与思路解答图像题的方法与思路(1)看懂图像。看懂图像。看面看面:弄清纵、横坐标的含义。弄清纵、横坐标的含义。看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与看线：弄清线的走向、变化趋势及线的

15、陡与平。平。看点：弄清曲线上点的含义，特别是一看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。折点、最高点与最低点等。看量的变化：看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。化。看要不要作辅助线：如等温线、等压看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。线等。(2)联想规律。看完线后联想外界条件对化学联想规律。看完线后联想外界条件对化学反应速率的影响规律。反应速率的影响规律。(3)作出判断。依据题意仔细分析，作出正确作出判断。依据题意仔细分析，作出正确判断。如果图

16、像中有三个量时，应确定一个判断。如果图像中有三个量时，应确定一个量不变，再讨论另两个量的关系。量不变，再讨论另两个量的关系。2常见的图像分析常见的图像分析(1)以化学反应以化学反应CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O为例为例(其他条件一定其他条件一定)图图A：反应速率随着：反应速率随着c(HCl)的增大而增大。的增大而增大。图图B：随着反应时间的延长，：随着反应时间的延长，c(HCl)逐渐减逐渐减小，化学反应速率逐渐减小。小，化学反应速率逐渐减小。图图C：反应速率随着温度的升高而增大。：反应速率随着温度的升高而增大。(2)例如：化学反应：例如：化学反应：2H2S(g)SO2(g)=3S(

17、s)2H2O(l)所所改改变变的的条条件件其他条件一其他条件一定，增大气定，增大气态态反反应应物的物的压压强强(缩缩小气小气体容器的容体容器的容积积)，反，反应应速速率随率随压压强强增增大而增大大而增大其他条件其他条件一定，增一定，增大反大反应应体体系的体系的体积积，反反应应速率速率随体随体积积的的增大而减增大而减小小温度、容温度、容积积一定，一定，随着随着时间时间的增加，的增加，SO2、H2S的的物物质质的量的量逐逐渐渐减少，减少，气体气体压压强强减小，反减小，反应应速率减速率减小小分分别别在低温在低温(T1)和高温和高温(T2)下反下反应应，气，气态态反反应应物物的的压压强强都逐都逐渐渐增

18、增大，反大，反应应速率随速率随着着压压强强的增大而的增大而增大，随着温度增大，随着温度的升高而增大的升高而增大图图像像特别提醒特别提醒(1)根据根据c t图像图像,可计算某物质的平均速率、可计算某物质的平均速率、转化率，并可书写化学方程式等。转化率，并可书写化学方程式等。(2)根据根据v Tp图像，可判断温度的高低、压图像，可判断温度的高低、压强的大小，判断时先确定一个量强的大小，判断时先确定一个量p(或或T)，看，看另一个量另一个量T(或或p)与速率与速率v的关系，再判断高低的关系，再判断高低(或大小或大小)。即时应用即时应用2等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验等质量的铁与过量的盐酸在不同的

19、实验条件下进行反应，测定在不同时间条件下进行反应，测定在不同时间t产生氢气产生氢气体积体积V的数据，根据数据所绘制得到的图中的数据，根据数据所绘制得到的图中,曲线曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是所对应的实验组别可能是(双双选选)()组别组别c(HCl)/molL1温度温度/状状态态12.025块块状状22.530块块状状3 2.550块块状状42.530粉末状粉末状A.4321 B1234C3421 D1243解析：选解析：选AC。从表中铁的状态、盐酸的浓。从表中铁的状态、盐酸的浓度、反应的温度分析可得出：度、反应的温度分析可得出：1组最慢，其组最慢，其次慢的是次慢的是2组；由于组；由

20、于3组温度最高，组温度最高，4组用的组用的是铁粉，二者速率大小不好确定，故反应速是铁粉，二者速率大小不好确定，故反应速率是率是1234或或1243。题题型型探探究究权权威威预预测测 题型题型1 1外界条件对化学反应速率的外界条件对化学反应速率的影响影响例例例例1 1 把把下下列列四四种种X溶溶液液分分别别加加入入四四个个盛盛有有10 mL 2 mol/L盐盐酸酸的的烧烧杯杯中中，均均加加水水稀稀释释到到50 mL，此此时时，X和和盐盐酸酸缓缓慢慢地地进进行行反反应应，其其中中反反应应最快的是最快的是()A10 20 mL 3 mol/L的的X溶液溶液B20 30 mL 2 mol/L的的X溶液

21、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【答案答案】B【规规律律方方法法】(1)多多个个外外界界条条件件不不同同时时，要要对对比找出其他相同条件，然后比比找出其他相同条件，然后比较较。(2)比比较较浓浓度度对对反反应应速速率率的的影影响响时时，不不能能只只看看加加入入前前物物质质的的浓浓度度，应应该该看看加加入入后后形形成成混混合合溶液溶液时时的的浓浓度。度。(3)在在温温度度和和浓浓度度同同时时影影响响反反应应速速率率时时，一一般般温度的影响要温度的影响要远远大于大于浓浓度的影响。度的影响。(2012珠海高二教学质量检测珠海高二教学

22、质量检测)下列下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是的图像曲线表示的是(双选双选)()题型题型2 2化学反应速率的图表问题化学反应速率的图表问题例例例例2 2选项选项反反应应纵纵坐坐标标甲甲乙乙A外形、大小相近的金外形、大小相近的金属和水反属和水反应应反反应应速率速率KNaB4 mL 0.01 molL1的的KMnO4溶液，分溶液，分别别和不同和不同浓浓度的度的H2C2O4(草酸草酸)溶液各溶液各2 mL反反应应0.1 molL1的的H2C2O4溶液溶液0.2 molL1的的H2C2O4溶溶液液C5 mL 0.1 molL1Na2S2

23、O3溶液和溶液和5 mL 0.1 molL1H2SO4溶溶液反液反应应热热水水冷水冷水D5 mL 4%的的过过氧化氧化氢氢溶液分解放出溶液分解放出O2无无MnO2粉粉末末加加MnO2粉粉末末【思路点拨思路点拨】解题时注意以下三点：解题时注意以下三点：(1)理解化学反应速率的影响因素。理解化学反应速率的影响因素。(2)表格中各栏信息的意义。表格中各栏信息的意义。(3)图像中图像中x、y轴的含义及曲线的变化趋势。轴的含义及曲线的变化趋势。【解解析析】反反应应速速率率与与物物质质本本身身的的性性质质有有关关。由由于于K比比Na活活泼泼，故故相相同同大大小小的的金金属属K和和Na,K的的反反应应速速率

24、率快快，又又由由于于Na、K与与H2O反反应应均均为为放放热热反反应应，随随反反应应进进行行，放放出出大大量量热热，反反应应速速率率逐逐渐渐加加快快，故故A图图像像正正确确；由由于于起起始始时时乙乙中中H2C2O4浓浓度度大大，故故其其反反应应速速率率比比甲甲中快，中快，B图图像像错误错误；由由于于甲甲反反应应是是在在热热水水中中反反应应，温温度度高高，故故甲甲的的反反应应速速率率高高于于乙乙的的反反应应速速率率。随随着着反反应应的的进进行行，反反应应物物浓浓度度逐逐渐渐减减小小，故故甲甲、乙乙中中反反应应速速率率逐逐渐渐减减小小，C图图像像正正确确；MnO2在在H2O2分分解解过过程程中中起

25、起催催化化作作用用，故故乙乙中中反反应应速速率大于甲中反率大于甲中反应应速率，速率，图图像像D错误错误。【答案答案】AC【规规律律方方法法】解解答答化化学学反反应应图图像像问问题题的的一一般步般步骤骤：(1)认认准横坐准横坐标标、纵纵坐坐标标各表示什么物理量；各表示什么物理量；(2)看看清清曲曲线线的的起起点点位位置置及及曲曲线线的的变变化化趋趋势势，确定函数的增减性；确定函数的增减性；(3)理解曲理解曲线线斜率大小的意斜率大小的意义义，当斜率，当斜率为为0时时,曲曲线为线为一水平一水平线线的特定含的特定含义义；(4)准准确确把把握握各各个个特特殊殊点点(如如起起点点、最最高高点点、交点等交点

26、等)的含的含义义；(5)认认准某些关准某些关键键数据在解数据在解题题中的特定作用；中的特定作用；(6)全面、准确地从全面、准确地从图图中找出直接或中找出直接或隐隐含的信含的信息，息，结结合上述几点快速得出答案。合上述几点快速得出答案。外界条件对化学反应速率的外界条件对化学反应速率的影响的实验探究影响的实验探究探究方向：影响化学反应速率的客观因素有探究方向：影响化学反应速率的客观因素有许多，如温度、浓度、压强、催化剂、表面许多，如温度、浓度、压强、催化剂、表面积等，因此探究客观条件与化学反应速率关积等，因此探究客观条件与化学反应速率关系的实验设计及改进也就许许多多。系的实验设计及改进也就许许多多

27、。热热点点示示例例思思维维拓拓展展经典案例经典案例(2012安庆高二质检安庆高二质检)影响化学影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过图验的方法通过图1所示装置研究反应速率的所示装置研究反应速率的有关问题。有关问题。取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的量与反应时间的关系曲线如图的关系曲线如图2所示。所示。(1)请在下面的方框中画出上述反应的速率请在下面的方框中画

28、出上述反应的速率(mL/min)与时间与时间(min)的关系曲线。的关系曲线。(2)在前在前4 min内，镁条与盐酸的反应速率逐内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在渐加快，在4 min之后，反应速率逐渐减慢之后，反应速率逐渐减慢,请简述其原因：请简述其原因：_。【解解析析】由由图图2可可知知，生生成成H2的的反反应应速速率率在在02 min内内，较较慢慢，24 min内内最最快快，46 min内内减减慢慢，原原因因是是Mg与与盐盐酸酸反反应应放放热热,前前期期反反应应放放热热使使温温度度升升高高，故故化化学学反反应应速速率率增增大大；后后期期盐盐酸酸的的浓浓度度减减小小，成成为为影影响响化化学学反反应应速速率率的的主主要要因因素素，因因此此化化学学反反应应速速率率逐逐渐渐下降。下降。【答案答案】(1)(2)前期该反应放热，使溶液温度升高，化学前期该反应放热，使溶液温度升高，化学反应速率加快，后期盐酸的浓度减小，化学反应速率加快，后期盐酸的浓度减小，化学反应速率逐渐下降反应速率逐渐下降