影响化学反应速率的因素市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

第二章 化学反应速率和化学平衡第二节 影响化学反应速率原因第第1页页为何有碰撞能够发生反应，为何有碰撞能够发生反应，而有不能发生反应而有不能发生反应?与哪些因与哪些因素相关系？素相关系？问题：问题：第第2页页有有 效效 碰碰 撞撞1、什么是什么是有效碰撞？有效碰撞？能引发分子间化学反应碰撞能引发分子间化学反应碰撞结论：结论：分子间分子间碰撞碰撞是发生化学反应是发生化学反应必要条件必要条件而而有效碰撞有效碰撞是发生化学反应是发生化学反应充分条件充分条件推论：推论：某一化学反应速率大小与某一化学反应速率大小与单位时间内有效碰撞次数相关单位时间内有效碰撞次数相关第第3页页没适当取向没适当取向没足够能量没足够能量足够能量足够能量+适当取向适当取向类比法：类比法：借鉴投篮借鉴投篮 碰碰 撞撞 理理 论论 第第4页页活化分子活化分子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部分部分看图：看图：能够发生有效碰撞分子叫活化分子能够发生有效碰撞分子叫活化分子3、什么是活化能？、什么是活化能？第第5页页能量能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能量出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相关吗应热相关吗?反应热反应热第第6页页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：全部全部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方法，方法，都能够用来改变、控制反应速率都能够用来改变、控制反应速率。一个反应经历过程一个反应经历过程普通普通分子分子活化能活化能活化活化分子分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几率有效碰撞几率第第7页页对于对于“活化能大小即使意味着普通活化能大小即使意味着普通分子成为活化分子难易，不过却分子成为活化分子难易，不过却对这个化学反应前后能量改变并对这个化学反应前后能量改变并不产生任何影响不产生任何影响”这一句话怎样了解？这一句话怎样了解？问题问题1：活化能为活化能为“0”例子是怎么回事？例子是怎么回事？问题问题2、第第8页页 1 1、在通常情况下，在通常情况下，NaNa与水反应和与水反应和MgMg与水反与水反应哪个猛烈应哪个猛烈(反应速率快反应速率快)？为何？为何？2 2、将等物质量碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积、将等物质量碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度盐酸中，产生等浓度盐酸中，产生COCO2 2速率哪个较快？为何？速率哪个较快？为何？3 3、石油形成要多少年？炸药爆炸呢？、石油形成要多少年？炸药爆炸呢？以上说明化学反应速率决定原因是什么以上说明化学反应速率决定原因是什么？决定化学反应速率主要原因决定化学反应速率主要原因 决定化学反应速率原因是参加反应物决定化学反应速率原因是参加反应物质质本身化学性质本身化学性质。第第9页页 影响反应速率原因影响反应速率原因（2 2）外部原因）外部原因（1 1）内部原因（主要原因）内部原因（主要原因）：参加反应参加反应物质性质物质性质第第10页页一、浓度对反应速率影响一、浓度对反应速率影响浓度增大浓度增大 单位体积内单位体积内n n总总T T不变，不变，活活%不变不变n n活活增大增大有效碰撞有效碰撞VV1 1、在其它条件不变时，、在其它条件不变时，增大反应物浓度，能够增增大反应物浓度，能够增大反应速率大反应速率试验试验2-22-2结论：浓度大结论：浓度大H H2 2C C2 2O O4 4（aqaq）先褪色先褪色2KMnO2KMnO4 4+5H+5H2 2C C2 2O O4 4+3H+3H2 2SOSO4 4=K=K2 2SOSO4 4+2MnSO+2MnSO4 4+10CO+10CO2 2+8H+8H2 2O O规律：规律：其它条件不变时，增大反应物浓度，能够增大反其它条件不变时，增大反应物浓度，能够增大反应速率；减小反应物浓度，能够减小化学反应速率。应速率；减小反应物浓度，能够减小化学反应速率。第第11页页浓度对反应速率影响浓度对反应速率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，有效碰撞频率增加，反应速率增大。，有效碰撞频率增加，反应速率增大。第第12页页 a a、此规律、此规律只适合用于气体或溶液反应只适合用于气体或溶液反应，对于纯，对于纯固体或液体反应物，普通情况下其浓度是常数，所以固体或液体反应物，普通情况下其浓度是常数，所以改变它们量普通不会改改变学反应速率。改变它们量普通不会改改变学反应速率。c c、伴随化学反应进行，反应物浓度会逐步减小，、伴随化学反应进行，反应物浓度会逐步减小，所以普通反应速率也会逐步减小。所以普通反应速率也会逐步减小。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，为了加紧反应速率，以下那些方法可行反应中，为了加紧反应速率，以下那些方法可行()()A A、增加、增加HClHCl浓度浓度 B B、加水、加水 C C、增加同浓度盐酸量、增加同浓度盐酸量 D D、改加、改加CaCOCaCO3 3粉末粉末 b b、普通来说，固体反应物表面积越大，反应速、普通来说，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。AD第第13页页请试依据浓度对化学反应速率影响推出压强对化请试依据浓度对化学反应速率影响推出压强对化学反应速率影响情况学反应速率影响情况 二、压强对反应速率影响二、压强对反应速率影响增大压强，反应物浓度增大，反应速率加紧。增大压强，反应物浓度增大，反应速率加紧。第第14页页注意注意：1 1、压强对反应速率影响适合用于有气、压强对反应速率影响适合用于有气体参加反应。体参加反应。2 2、因为固体、液体粒子间空隙很小，增、因为固体、液体粒子间空隙很小，增大压强几乎不能改变它们浓度，所以对大压强几乎不能改变它们浓度，所以对只有只有固固体或液体参加反应，压强改变对于反应速率影体或液体参加反应，压强改变对于反应速率影响能够忽略不计。响能够忽略不计。结论结论：其它条件不变时，有气体参加反：其它条件不变时，有气体参加反应中，增大压强，反应速率加紧；减小应中，增大压强，反应速率加紧；减小压强，反应速率减慢。压强，反应速率减慢。第第15页页原因：原因：对气体来说，若其它条件不变，增大压强，就是对气体来说，若其它条件不变，增大压强，就是增加单位体积反应物物质量，即增加反应物浓度，因而增加单位体积反应物物质量，即增加反应物浓度，因而能够增大化学反应速率。能够增大化学反应速率。2、压强对反应速率影响。、压强对反应速率影响。请试依据浓度对化学反应速率影响推出压强请试依据浓度对化学反应速率影响推出压强对化学反应速率影响情况对化学反应速率影响情况 第第16页页规律：规律：对于有气体参加反应对于有气体参加反应，若其它条件不，若其它条件不变，增大压强，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，反反应速率加紧；减小压强，反应速率减慢。应速率加紧；减小压强，反应速率减慢。压强增大压强增大 体积减小体积减小 其它条件不变其它条件不变VC增大增大 压强对于反应速率影响是压强对于反应速率影响是经过对浓度影响经过对浓度影响实现实现 P增大增大C成百分比成百分比增大，增大，P减小减小C成百分比成百分比减小减小压强只对于压强只对于有气体参加反应有气体参加反应速率有影响速率有影响发散思索发散思索：压强对于任意化学反应速率都有影响吗？压强对于任意化学反应速率都有影响吗？第第17页页思索思索:在在N2+3H 2 2NH3中，当其它外界条件不变时：中，当其它外界条件不变时：减小体系压强，该反应速率怎么变？减小体系压强，该反应速率怎么变？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，速率怎么变？，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，速率怎么变？，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，速率怎么变？，速率怎么变？压强对反应速率影响压强对反应速率影响 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改变现象改变现象。不然，压强改变并没有作用到反应体系。不然，压强改变并没有作用到反应体系上。即压强变则体积变，实际是浓度改变。若容器上。即压强变则体积变，实际是浓度改变。若容器体积不变，因为各气体浓度没有变，则速率不变。体积不变，因为各气体浓度没有变，则速率不变。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：第第18页页对于气体有以下几个情况对于气体有以下几个情况:1、恒温时：、恒温时：增大压强增大压强体积降低体积降低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、充入、充入“无关气体无关气体”（如（如He、N2等）等）引发总压增大，但各反应物分压不变，各物引发总压增大，但各反应物分压不变，各物质浓度不变质浓度不变反应速率不变反应速率不变3、恒压时：、恒压时：充入充入“无关气体无关气体”（如（如He等）等）引发体积增大，引发体积增大，各反应物浓度降低各反应物浓度降低反应速反应速率减慢。率减慢。第第19页页例例：对于反应：对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，以下条在密闭容器中进行，以下条件哪些不能加紧该反应化学反应速率（件哪些不能加紧该反应化学反应速率（）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、使体积增大到原来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影响压强对反应速率影响DE第第20页页三、温度对反应速率影响三、温度对反应速率影响试验试验2-3结论：温度高溶液先出现浑浊结论：温度高溶液先出现浑浊Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O1、其它条件不变，温度升高，反应速率加紧、其它条件不变，温度升高，反应速率加紧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 V2、普通说来，温度每升高、普通说来，温度每升高10，速率增加，速率增加2-4倍。倍。V倍数值倍数值（t2-t1)/10 =改变后反应速率改变后反应速率3、温度对反应速率影响规律，对吸热反应，放热反、温度对反应速率影响规律，对吸热反应，放热反应都适用。应都适用。4、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、逆反应速率都加紧，都加紧，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。第第21页页温度对反应速率影响温度对反应速率影响本本质质原原因因升高温度，一部分非活化分子吸收能量转化为升高温度，一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子，使得活化分子，使得活化分子百分数提升活化分子百分数提升，活化分，活化分子间有效碰撞频率变大，故反应速率增大。子间有效碰撞频率变大，故反应速率增大。第第22页页科学探究：科学探究：P21KI、H2SO4和淀粉溶液反应受温度影响和淀粉溶液反应受温度影响试剂种类及用量试剂种类及用量试验温度试验温度试剂加入次序试剂加入次序及理由及理由试验现象试验现象结论结论第第23页页冰箱延长食物保鲜期冰箱延长食物保鲜期你能举出生活中利你能举出生活中利用改变温度改变反用改变温度改变反应速率例子吗应速率例子吗第第24页页四、催化剂对反应速率影响四、催化剂对反应速率影响试验试验2-4结论：加入催化剂能够加紧反应速率结论：加入催化剂能够加紧反应速率第第25页页使用催化剂，能够降低反应所需能量，这么会使更多反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占百分数。因而使反应速率加紧。催化剂催化剂：能改改变学反应速率而本身化学组成能改改变学反应速率而本身化学组成和质量在反应前后保持不变和质量在反应前后保持不变催催化化剂剂正催化剂正催化剂负催化剂负催化剂加紧加紧化学反应速率化学反应速率减慢减慢化学反应速率化学反应速率注：不说明指正催化剂注：不说明指正催化剂四、催化剂对反应速率影响四、催化剂对反应速率影响第第26页页能量能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能量出能量反应热反应热没加催没加催化剂化剂加了催化剂加了催化剂第第27页页 凡是能改变反应速率而本身在化学改变前后化学性凡是能改变反应速率而本身在化学改变前后化学性质和质量没有发生改变物质叫催化剂。质和质量没有发生改变物质叫催化剂。使用催化剂使用催化剂同等程度同等程度增大（减慢）正、逆反应速增大（减慢）正、逆反应速率，从而改变反应抵达平衡所需时间。率，从而改变反应抵达平衡所需时间。没尤其指明普通指正催化剂没尤其指明普通指正催化剂 催化剂只能催化可能发生反应，对不发生反应无催化剂只能催化可能发生反应，对不发生反应无作用作用 催化剂含有一定催化剂含有一定选择性选择性 催化剂中毒催化剂中毒：催化剂活性因接触少许杂质而显著：催化剂活性因接触少许杂质而显著下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。注意：注意：第第28页页科学探究科学探究P23完成各试验，总结结论完成各试验，总结结论结论：不一样催化剂对同一反应催化效果不一样；结论：不一样催化剂对同一反应催化效果不一样；在有反应中，生成物对反应有催化作用，酶也在有反应中，生成物对反应有催化作用，酶也是一个催化剂，含有温和、高效、专一催化效果。是一个催化剂，含有温和、高效、专一催化效果。v、滴加、滴加0.1mol/L三氯化铁溶液到过氧化氢中比滴三氯化铁溶液到过氧化氢中比滴加加0.1mol/L硫酸铜溶液到过氧化氢中，使过氧化氢硫酸铜溶液到过氧化氢中，使过氧化氢分解速率快很多，所以过氧化氢分解用三氯化铁作分解速率快很多，所以过氧化氢分解用三氯化铁作催化剂比用硫酸铜好得多；催化剂比用硫酸铜好得多；v、高锰酸钾溶液（紫红色）加入草酸溶液，紫红、高锰酸钾溶液（紫红色）加入草酸溶液，紫红色褪色，假如同时再加硫酸锰则褪色色褪色，假如同时再加硫酸锰则褪色快些。快些。v、硫酸溶液比唾液对淀粉水解催化效果差。、硫酸溶液比唾液对淀粉水解催化效果差。第第29页页五、其它如光照、反应物固体颗粒大小、五、其它如光照、反应物固体颗粒大小、电磁波、超声波、放射线照射、强磁场、电磁波、超声波、放射线照射、强磁场、高速研磨、溶剂性质等，也会对化学反应高速研磨、溶剂性质等，也会对化学反应速率产生影响。速率产生影响。各条件对速率影响大小是：各条件对速率影响大小是：催化剂催化剂 温度温度浓度浓度=压强压强(体积改变引发体积改变引发)各种影响都有其不足，要针对详细反应各种影响都有其不足，要针对详细反应详细分析。详细分析。总结:第第30页页外界条件对化学反应速率影响（总结）外界条件对化学反应速率影响（总结）影响原因影响原因分子总数活化分子百分数活化分子总数活化分子浓度（单位体积活化分子数）增大浓度增大压强升高温度正催化剂增加增加不变不变不变不变不变不变不变不变不变不变增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加增加不变不变第第31页页练习练习1：对于在溶液间进行反应，对反应速对于在溶液间进行反应，对反应速率影响最小原因是（率影响最小原因是（）A.温度温度 B.浓度浓度 C.压强压强 D.催化剂催化剂练习练习2：以下条件改变，是因为降低反应所以下条件改变，是因为降低反应所需能量而增加单位体积内反应物活化分子百需能量而增加单位体积内反应物活化分子百分数致使反应速率加紧是（分数致使反应速率加紧是（）A.增增大浓度大浓度 B.增大压强增大压强 C.升高温度升高温度 D.使用催化剂使用催化剂第第32页页练习练习3：设设NO+CO2 2CO(正反应吸热正反应吸热)反应速率为反应速率为v1；N2+3H2 2NH3(正反应放正反应放热热)反应速率为反应速率为v2。对于前述反应，当温度。对于前述反应，当温度升高时，升高时，v1和和v2改变情况为（改变情况为（）A.同时增大同时增大 B.同时减小同时减小 C.v1降低，降低，v2增大增大 D.v1增大，增大，v2减小减小第第33页页练习练习4：在密闭容器里，通入在密闭容器里，通入x mol H2和和y mol2()，改变以下条件，改变以下条件，反应速率将怎样改变反应速率将怎样改变?(1)升高温度升高温度 ；(2)加入催化剂加入催化剂 ；(3)充入更多充入更多H2 ；(4)扩大容器体积扩大容器体积 ；(5)容器容积不变，通入氖气容器容积不变，通入氖气 。第第34页页练习练习5：KClO3和和NaHSO3间反应生成间反应生成Cl-和和H+、SO42-离子速度与时间关系如图所表示，离子速度与时间关系如图所表示，已知反应速率随已知反应速率随c(H+)增加而加紧，试说明：增加而加紧，试说明：(1)为何反应开始时，反应速率增大？为何反应开始时，反应速率增大？(2)反应后期速率降低主要原因是什么？反应后期速率降低主要原因是什么？反应速率反应速率时间时间第第35页页 增大反应物浓度增大反应物浓度使反应速率加紧主要原因（使反应速率加紧主要原因（）对于气体参加体系对于气体参加体系增大压强增大压强使反应速率加紧主要原因是使反应速率加紧主要原因是（）升高温度升高温度使反应速率加紧主要原因是（使反应速率加紧主要原因是（）使用催化剂使用催化剂使反应速率加紧主要原因是（使反应速率加紧主要原因是（）A.活化分子百分数不变，但提升单位体积内活化分子总数活化分子百分数不变，但提升单位体积内活化分子总数B.增大分子运动速率而使有效碰撞增加增大分子运动速率而使有效碰撞增加C.升高反应物分子能量，使活化分子百分数增加升高反应物分子能量，使活化分子百分数增加 D.降低反应所需能量，使活化分子百分数增加降低反应所需能量，使活化分子百分数增加AAC D练习练习6：第第36页页 将一定浓度盐酸倒入碳酸钙中，若作以下改变情况，其中将一定浓度盐酸倒入碳酸钙中，若作以下改变情况，其中能使最初化学反应速率增大是能使最初化学反应速率增大是（）A.盐酸浓度不变，而使盐酸用量一倍盐酸浓度不变，而使盐酸用量一倍B.盐酸浓度增大一倍，而使盐酸用量降低到原来二分之一盐酸浓度增大一倍，而使盐酸用量降低到原来二分之一C.盐酸浓度和用量都不变，增加碳酸钙量盐酸浓度和用量都不变，增加碳酸钙量D.盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍 E.加入加入CaCl2溶液溶液 F.加入加入CaCl2固体固体G.将将CaCO3用用CaCO3粉末代替粉末代替BG练习练习7：第第37页页硫代硫酸钠硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生以下反应：与稀硫酸发生以下反应：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O 以下四种情况中最早出现浑浊是：（）以下四种情况中最早出现浑浊是：（）A.10时时0.1 mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4各各 5 mL B.10时时0.1 mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4 各各5 mL，加水，加水10mL C.20时时0.1 mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4各各 5 mL D.20 时时0.2mol/L Na2S2O3和和0.1 mol/L H2SO4各各5 mL，加水，加水10 mLC练习练习8：第第38页页