化学反应速率影响因素

在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的进行得快，有的进行得慢。煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的变化，经过几亿年的时间，逐渐形成的固体可燃性矿物大多数石油是由埋藏在地下沉积层中的有机物经过几百万年在75~200摄氏度的温度下形成的思考•影响化学反应速率的因素有哪些？影响化学反应速率的因素内因：反应物的性质外因：浓度、温度、压强、催化剂、接触面积、光、波等影响化学反应速率的因素增大反应物的浓度使用催化剂增大压强升高温度_____反应速率增大•有效碰撞•活化分子•活化能没足够的能量足够的能量合适的取向借鉴投篮——获得灵感没合适的取向碰撞理论•碰撞过轻•没有合适的取向•有效碰撞化学反应的本质:旧键的断裂和新键的生成如何实现?化学反应的先决条件:反应物分子间的相互碰撞有效碰撞化学反应的发生活化分子:能够发生有效碰撞的分子碰撞过轻取向不好在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子所占的百分数是一定的有效碰撞理论引起分子间的化学反应的碰撞。活化分子和活化能理论活化分子具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。活化能活化分子高出反应物分子平均能量的部分E1为反应物的活化能活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越大。举例：在N2+3H22NH3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？在反应中保持体系容积不变，充入N2，反应的速率怎么变？在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？减慢加快不变减慢交流与思考将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其中能使最初的化学反应速率增大的是（）A、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量增大一倍B、盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半C、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量D、盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍E、加入CaCl2溶液F、加入CaCl2固体G、将CaCO3用Na2CO3粉末代替应用1：浓度对反应速率的影响影响外因单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数增大浓度增加增加增加增大二、外界条件对化学反应速率的影响1、浓度对化学反应速率的影响。原因：在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子百分数是一定的，即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数增多，活化分子数也相应的增多，反应速率也必然增大。规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。压强对反应速率的影响影响外因单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数增大压强增加增加增加增大碰撞理论解释2、压强对反应速率的影响。原因：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，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。规律：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。温度对反应速率的影响影响外因单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数升高温度不变增加增加增大碰撞理论解释3、温度对化学反应速率的影响。原因：(1)浓度一定时，升高温度，分子的能量增加，从而增加了活化分子的数量，反应速率增大。(2)温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。规律：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率。反应物生成物能量反应过程过渡态理论无催化剂过渡态Ea2活化能Ea1有催化剂过渡态Ea1Ea2﹤过渡态理论影响外因单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数正催化剂不变增加增大增加4、催化剂对化学反应速率的影响。原因：在其他条件不变时，使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量，会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子百分数，因而使反应速率加快。规律：催化剂可以改变化学反应的速率。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。如不特意说明，指正催化剂。注意：a、凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。b、同一催化剂能同等程度的改变化学反应的速率。c、催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。5、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。练习：对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（）A、温度B、浓度C、压强D、催化剂练习：下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（）A、增大浓度B、增大压强C、升高温度D、使用催化剂●考纲研读1．了解化学反应速率的概念及其定量表示方法；2．理解浓度、温度、压强和催化剂等条件对化学反应速率的影响；3．知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响；●考情透析化学反应速率主要与化学平衡结合在一起进行考查。化学平衡问题在高考中主要考查对基础知识的理解。从考查内容上看，主要集中在：化学反应速率的定量计算以及速率大小的比较和外界条件对化学反应速率的影响；1.碰撞理论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，有效碰撞必须满足两个条件：一是发生碰撞的分子具有；二是分子在一定的发生碰撞。在化学反应中，能量较高，有可能发生有效碰撞的分子称为。足够的能量方向上活化分子注意：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，单位体积内活化分子数与单位体积内反应物分子总数成正比。c．活化能是指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。2．影响化学反应速率的外界条件(1)浓度：对气体参加的反应或在中进行的产生影响，在其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率，与反应物的总量。(2)压强：对有参加的化学反应而言，在温度一定时，对一定量气体，增大压强就会使缩小，使气体增多，化学反应速率。若减小压强，气体体积扩大，气体反应物浓度就减小，化学反应速率也减小。溶液离子反应加快无关气体气体体积单位体积内活化分子个数加快(3)温度：温度升高，化学反应速率，一般地说，温度每升高10℃，反应速率增大到原来的倍。升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，速率。(4)催化剂：催化剂化学反应速率，但不能使本来不会发生的反应变为可能。催化剂反应过程，只是反应前后质量与组成。(5)其他：光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等因素也都能对某些化学反应的反应速率产生一定的影响，例如氯水经光照能加速次氯酸分解，加快Cl2与水的反应。形成原电池也是增大反应速率的一种途径。加快2～4均加快能同等程度地改变参与均不变要从以下几个方面准确理解外界条件对化学反应速率的影响(1)固体、纯液体的浓度视为定值(在一定温度下)，不因其量的增减而影响反应速率，但因表面积(接触面)的变化而改变反应速率。将硫铁矿粉碎、将液体以雾状喷出，均是为了增大接触面，加快反应速率。(2)升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率一般都要加快，只不过增加的程度不同。不可以认为v(吸)加快而v(放)减慢。(3)改变压强对化学反应速率产生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速率的影响时，应分析引起压强改变的原因及这种改变对反应体系的浓度产生何种影响。对于气体反应体系，有以下几种情况：①恒温时：增加压强――→引起体积缩小――→引起浓度增大――→引起反应速率加快。②恒容时：a．充入气体反应物――→引起浓度增大――→引起总压增大―→反应速率加快；b．充入“惰气”――→引起总压增大(分压不变)―→各反应物浓度不变―→反应速率不变。③恒压时：充入“惰气”――→引起体积增大―→各反应物浓度减小―→反应速率减慢。④催化剂能成千成万倍地增大反应速率，但可逆反应的v正、v逆同时同倍地增大，它能缩短可逆反应达到化学平衡的时间，但它不会使不能发生的化学反应变得自发，也不会改变化学反应的反应热和平衡状态。例1、对于反应M+N→P，如果温度每升高10℃，化学反应速率增加3倍，在10℃时，完成反应10%需要81分钟，将温度提高到30℃时，完成反应10%需要______分钟。2、把除去氧化膜的Mg条，投入到盛有稀盐酸的试管中，发现H2的产生速率（v）与时间（t）的变化情况如右图所示，•t1~t2速率变化的主要原因是:_______;•t2~t3速率变化的主要原因是:_________。vt1t2t3t不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。什么是定性？什么是定量？例如：我们学过物理都知道：（1）光的传播速度是很快的；（2）光在空气中的传播速度是3×108m/s——定量描述——定性描述化学反应速率的表示方法(定量描述)通常是用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。其数学表达式为：反应速率单位：mol／(L·s)或mol·(L·s)-１mol／(L·min)或mol·(L·min)-1tcV=例如：反应3A(g)2B(g)在1L的密闭容器中进行,2分钟内,A的物质的量减小了3mol，则用A表示该反应在2分钟内的平均速率为______mol·L-1·min-1，由上述方程式可知，B在2分钟内_____(填“增加”或“减少”)了___mol；则用B表示该反应在2分钟内的平均速率为______mol·L-1·min-1;V(A):V(B)=_______1.5增加213:2对于反应:aA(g)+bB(g)==cC(g)+dD(g),在t秒钟内用A、B、C、D浓度的变化分别来表示该反应的速率为:则v(A):v(B):v(C):v(D)=△c(A):△c(B):△c(C):△c(D)=a:b:c:d=n(A):n(B):n(C):n(D)V(A)=△c(A)△tV(B)=△c(B)△tV(C)=△c(C)△tV(D)=△c(D)△t=△c(A)△t△c(B)△c(C)△c(D):::△t△t△t规律:化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的计量系数之比.对于反应:aA(g)+bB(g)==cC(g)+dD(g),在相同时间内则v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d例1、(2000年全国高考试题16)已知反应A+3B===2C+D在某阶段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol·L-1·min-1,则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为A.0.5mol·L-1·min-1B.1mol·L-1·min-1C.3mol·L-1·min-1D.2mol·L-1·min-1√例3、(1999年全国高考试题10)反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10L的密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气增加了0.45mol，则此反应的平均速率V(X)可表示为A.V(NH3)=0.010mol·L-1·S-1B.V(O2)=0.0010mol·L-1·S-1C.V(NO)=0.0010mol·L-1·S-1D.V(H2O)=0.045mol·L-1·S-1√例4、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·s)④v(D)=0.45mol/(L·s)该反应进行的快慢顺序为________________(填序号).④③=②①方法小结：将不同物质的速率转化为同一种物质速率进行比较。注意：1、在同一反应体系中用不同的物质来表