影响化学反应速率的因素(教育精品).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祥哥祥哥化学反应的实质:化学反应的实质:旧化学键的断裂与新化学键的形成旧化学键的断裂与新化学键的形成化学键是怎么断裂的呢?化学键是怎么断裂的呢?为什么有的碰撞可以发生反应,为什么有的碰撞可以发生反应,而有的不能发生反应而有的不能发生反应?与哪些因与哪些因素有关系?素有关系?问题:问题:有有 效效 碰碰 撞撞1、什么是什么是有效碰撞?有效碰撞?能引起分子间的化学反应的碰撞能引起分子间的化学反应的碰撞结论:结论:分子间的分子间的碰撞碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的必要条件必要条件而而有效碰撞有效碰撞是发生化
2、学反应的是发生化学反应的充分条件充分条件推论:推论:某一化学反应的速率大小与某一化学反应的速率大小与单位时间内单位时间内有效碰撞的次数有有效碰撞的次数有关关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 碰碰撞撞理理论论活化分子活化分子2、什么是什么是活化分子活化分子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看图:看图:能够发生有效碰撞的分子叫活化分子能够发生有效碰撞的分子叫活化分子3、什么是活化能?、什么是活化能?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
3、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该反应是该反应是吸热吸热反反应应还是还是放热放热反应反应?活化能与反活化能与反应热有关吗应热有关吗?反应热反应热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/反应物分子总数)反应物分子总数)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能活化能活化活化分子分
4、子合理合理取向取向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的几率有效碰撞的几率对于对于“活化能的大小虽然意味着一般活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易,但是却分子成为活化分子的难易,但是却对这个化学反应前后的能量变化并对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响不产生任何影响”这一句话如何理解?这一句话如何理解?问题问题1:活化能为活化能为“0”的例子是怎么回事?的例子是怎么回事?问题问题2、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与水与水的反应哪个剧烈的反应哪个剧烈(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
5、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决定化学反应速率的因素是参加反应的物质的物质本身的化学性质本身的化学性质。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):浓度:浓
6、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。参加反应物质的性质参加反应物质的性质一、浓度对化学反应速率的影响一、浓度对化学反应速率的影响第第1组组实验目的实验目的探究浓度的不同对化学反应速率的影响探究浓度的不同对化学反应速率的影响实验原理实验原理2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+MnSO4+10CO2+8H2O实验用品实验用品试管、胶头滴管、试管、胶头滴管、0.01mol/L的的KMnO4溶液溶液、0.1mol/LH2C2O4溶液溶液、0.2mol/LH2C2O4溶液溶液、实验步骤实验步骤1.取两支试管向其中
7、各加入取两支试管向其中各加入2mL0.01mol/L的的KMnO4 溶液溶液;2.向其中一支试管加入向其中一支试管加入2mL0.1mol/LH2C2O4溶液溶液,向另一向另一支试管中加入支试管中加入2mL0.2mol/LH2C2O4溶液溶液;3.观察两支试管中的实验现象。观察两支试管中的实验现象。学学.科科.网网探究探究实验实验2-2结论:其它条件不变时,增加反应物的结论:其它条件不变时,增加反应物的 浓度,反应速率加快;反之,降浓度,反应速率加快;反之,降 低反应物的浓度,反应速率减慢。低反应物的浓度,反应速率减慢。加入试剂加入试剂实验快慢实验快慢浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的
8、影响0.1mol/LH2C2O40.2mol/LH2C2O4慢慢快快探究实验探究实验2-2 用碰撞理论如何分析?用碰撞理论如何分析?学学.科科.网网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反应物浓度增大,单位体积内反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增活化分子数增多多,有效碰撞的频率增加,反应速率增大。,有效碰撞的频率增加,反应速率增大。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反应物浓度增大,单位体积内反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增活化分子数增
9、多多,有效碰撞的频率增加,反应速率增大。,有效碰撞的频率增加,反应速率增大。结论:其它条件不变时,增加反应物的结论:其它条件不变时,增加反应物的 浓度,反应速率加快;反之,降浓度,反应速率加快;反之,降 低反应物的浓度,反应速率减慢。低反应物的浓度,反应速率减慢。a a、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,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
10、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:应用应用1 1:一定条件下,在一定条件下,在CaCOCaCO3 3(块状块状)+2HCl=CaCl)+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2 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 A、增加、增加HClHCl的浓度的浓度 B B、加水、加水 C C、增加同浓度盐酸的量、增加同浓度盐酸的量 D D、改加、改加CaCOCaCO3 3粉末粉末 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
11、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。AD原因:原因:对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,因而可以增大化学反应的速率。度,因而可以增大化学反应的速率。请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压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强对化学反应速率的影响情况二、压强对反应速率的影响二、压强对反应速率的影响结论: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,
12、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。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?注意:注意:1 1、压强对反应速率的影响适用、压强对反应速率的影响适用于有气体参加的反应。于有气体参加的反应。2 2、由于固体、液体粒子间的空、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隙很小,增大压强几乎不能改变它们的浓度,因此对的浓度,因此对只有只有固体或液体参加固体或液体参加的反应,压强的变化对于反应速率的的反应,压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。影响可以忽略不计。思考思
13、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He,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
14、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。如在密闭容器中通入惰性气体。注意:注意: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
15、大;B、冲入、冲入“无关气体无关气体”(如(如He、N2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,各反应物浓度减少各反应物浓度减少反应速反应速率减慢。率减慢。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增大压强,反应物浓度增大,反应速率加快。增大压强,反应物浓度增大,反应速率加快。2、压强对反应速率的影响。、压强对反应速率
16、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,若其他条件不变,增大压强,不变,增大压强,气体体积缩小,浓度增大,气体体积缩小,浓度增大,反应速率加快;减小压强,反反应速率加快;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例例:对于反应:对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进
17、行,下列条在密闭容器中进行,下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率(件哪些不能加快该反应的化学反应速率()A、缩小体积使压强增大、缩小体积使压强增大B、体积不变充入、体积不变充入N2使压强增大使压强增大C、体积不变充入、体积不变充入O2使压强增大使压强增大D、使体积增大到原来的、使体积增大到原来的2倍倍E、体积不变充入氦气使压强增大、体积不变充入氦气使压强增大压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响DE三、温度对化学反应速率的影响三、温度对化学反应速率的影响第第2组组实验目的实验目的探究温度的不同对化学反应速率的影响探究温度的不同对化学反应速率的影响实验原理实验原理Na2S2O3+H2SO4
18、=Na2SO4+SO2+S+H2O实验用品实验用品试管、胶头滴管、试管、胶头滴管、0.2mol/L的的H2SO4溶液、溶液、0.1mol/LNa2S2O3溶液溶液实验步骤实验步骤1.取两支试管各加入取两支试管各加入2mL0.2mol/L的的H2SO4;另取;另取两支试管各加入两支试管各加入2mL0.1mol/LNa2S2O3;2.将四支试管分成两组(各有一支盛有将四支试管分成两组(各有一支盛有H2SO4和和Na2S2O3的试管),将其中一组浸入到热水中,的试管),将其中一组浸入到热水中,将另一组试管浸入到冷水中;将另一组试管浸入到冷水中;3.经过一段时间后,分别混合并搅拌,观察现象。经过一段时
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