化学反应碰撞理论

化学反应速率与化学平衡化学反应碰撞理论主要知识点反应进行的快慢反应进行的程度反应进行的方向化学反应速率化学平衡复习要求：1.知道化学反应速率的概念及定量表示方法。2.了解活化分子、活化能、有效碰撞等概念。3.理解浓度、压强、温度和催化剂等因素对化学反应速率的影响。第一单元化学反应速率一、化学反应速率1、概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。通常用来表示：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。3、单位：mol/(L·S)或mol/(L·min)或mol/(L·h)2、数学表达式：Δc(B)Δtv(B)=4、特点：①化学反应速率是平均速率，且均取正值。但在时间－速率图像中某时刻对应的速率为瞬时速率。②在同一个反应里，虽然用不同的物质表示的化学反应速率不一定相同，但是它们表示的意义相同，且各物质表示的速率比等于该反应方程式的系数比。例：对于反应：mA+nB=pC+qDV(A)∶V(B)∶V(C)∶V(D)＝m∶n∶p∶q【例1】某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示，由图中数据分析，该反应的化学方程式为：。反应开始至2min，Z的平均反应速率为.3X+Y2Z0.05mol/(L·min)有关化学反应速率的计算n/molt/min1230.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2YXZ4、特点：③用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。【例2】反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为:①v(A)=0.15mol/(L·s);②v(B)=0.6mol/(L·s)③v(C)=0.4mol/(L·min);④v(D)=0.45mol/(L·s)则该反应进行的快慢顺序为。④②①③4、特点：④在一定温度下，固态和纯液态物质，物质的量浓度视为常数，它们的反应速率也视为常数，不用这些物质表示反应速率。如CaCO3、浓硫酸等。【演练】将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5min后，测得D的浓度为0.5mol·L-1，c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率是0.1mol·L-1·min-1。求：（1）此时A的浓度及反应开始前放入容器中A、B的物质的量；（2）B的平均反应速率；（3）x值是多少？有关化学反应速率的计算二、影响化学反应速率的因素1、内因：参加反应物质的性质和反应的历程，是决定化学反应速率的主要因素2、外因：浓度、压强、温度、催化剂等因素1、反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应，但不是每次碰撞都能发生反应，能发生反应的碰撞称为有效碰撞。碰撞理论2、有效碰撞必须满足两个条件：①是发生碰撞的分子具有较高的能量；②是分子在一定的方向上发生碰撞；在化学反应中，能量较高，有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子。活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量的差值称为活化能。能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子活化能活化分子变成生成物分子放出的能量反应热a.活化分子的碰撞不一定都是有效碰撞。b.活化分子数越多，有效碰撞次数就越多，反应速率就越快。说明碰撞理论归纳总结一个反应要发生一般要经历哪些过程？普通分子活化能活化分子合理取向的碰撞有效碰撞新物质能量反应物本身的性质活化能的大小单位体积内活化分子的多少单位时间内有效碰撞次数的多少化学反应速率的快慢决定决定决定决定内因决定一个化学反应速率的因素主要因素，无法改变1、浓度对化学反应速率的影响【结论】其他条件不变，增大反应物浓度反应速率加快，减小反应物浓度反应速率减小。当反应物浓度增大时，活化分子数相应增加，单位体积内分子数也增多，所以反应速率必然增大。注意事项：1）此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对于纯液体或固体反应物一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。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。2）化学反应为可逆反应，反应物或生成物浓度的改变，其正反应速率或逆反应速率的变化也符合上述的规律。【演练】pH相同，体积也相同的盐酸与醋酸溶液，分别同时与过量的锌粒（大小相同）反应，正确的描述为（）A.开始时产生氢气的速率：v(HCl)＞v(CH3COOH)B.开始时产生氢气的速率：v(HCl)＜v(CH3COOH)C.经过7秒钟产生氢气的速率：v(CH3COOH)＞v(HCl)D.最终产生氢气的量：n(HCl)=n(CH3COOH)C2、压强对化学反应速率的影响其他条件不变气体的压强增大气体浓度增大反应速率加快气体体积减小【结论】其他条件不变，增大压强（减小容器容积），反应速率加快；减小压强（增大容器容积），反应速率减慢；注意事项：1）压强对固体和液体（溶液）间的反应无影响；2）对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率，逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率，逆反应速率都减小；3）注意“真”变和“假”变。若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。如：2SO2+O22SO3A.恒压时充入He：B.恒容时充入He：注意事项：【演练】反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎没有影响的是（）A.增加C的量B.将容器的体积缩小一半C.保持体积不变，充入N2使体系压强增大D.保持压强不变，充入N2使体系体积增大AC3、温度对化学反应速率的影响温度升高【结论】其他条件不变，升高温度反应速率增大；降低温度反应速率减小；分子获得更高的能量碰撞频率提高有效碰撞频率提高反应速率因此加快（1）一般，温度每升高10℃，化学反应速率增大到2～4倍；（2）温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。（3）反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小。注意事项：C+CO22CO反应(正反应为吸热反应)的反应速率为υ1，N2+3H22NH3(正反应为放热反应)的反应速率为υ2，对于上述反应，当温度升高时，υ1和υ2的变化情况是（）A．同时增大B．υ1增大，υ2减小C．同时减小D．υ1减小，υ2增大A4、催化剂对化学反应速率的影响催化剂正催化剂负催化剂加快化学反应速率减慢化学反应速率注：不说明指正催化剂能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子活化能活化分子变成生成物分子放出的能量反应热没加催化剂加了催化剂使用催化剂，使发生反应所需的活化能量降低，这样会使更多的反应物的分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而使有效碰撞的几率提高，因而使反应速率加快。注意事项1）同一催化剂能同等程度的改变化学反应的速率。2）催化剂只能改变反应速率，不能将不反应变成反应3）催化剂有一定的选择性和活化温度：5.其它：固体颗粒大小、光、电、射线等进行如下实验，在A锥形瓶中放入10g块状CaCO3，在B锥形瓶中放入5g粉末状CaCO3，分别加入50mL2mol/L盐酸。右图中能正确表示实验结果的是C各条件对速率的影响大小是：催化剂温度浓度=压强(体积变化引起的)。各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。总结:外界条件对化学反应速率的影响（总结）影响因素分子总数活化分子总数活化分子百分数单位体积活化分子数反应速率增大浓度增大压强升高温度正催化剂增加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不变增加增加增加增加对于在一定条件下进行的化学反应：2SO2+O22SO3，改变下列条件可以提高反应物中的活化分子百分数的是（）A、增大压强B、升高温度C、加入催化剂D、减小反应物的浓度BC1、在C(固)+CO2(气)2CO(气)的反应中。现采取下列措施：（1）增大压强；（2）增加碳的量（3）恒容下通入CO2；（4）恒容下充入N2；（5）恒压下充入N2哪些措施能够使反应速率增大？为什么？答案：（1）（3）2、如下图所示，相同体积的a、c两密闭容器，其中c容器有一活塞，a为定容容器，起始向容器中都加入相同量的SO2和O2，一定条件下发生2SO2+O22SO3的反应。①起始a、c两容器的反应速率大小关系为Va___Vc；②反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va___Vc；=③a、c容器的SO2转化率大小关系为Va___Vc；