第二节 影响化学反应速率的因素(第二课时)

第二节影响化学反应速率的因素第一课时分子运动相互碰撞分子具有足够的能量活化分子有合适的取向有效碰撞发生化学反应化学反应发生的条件化学反应速率与单位时间内分子间的有效碰撞次数（有效碰撞频率）有关。影响化学反应速率的因素不同化学反应反应物性质决定于同一化学反应反应条件决定于内因：外因：反应物本身的性质浓度、温度、压强、催化剂等一、浓度对化学反应速率的影响[实验目的]探究浓度的不同对化学反应速率的影响[实验原理]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O[实验用品]试管、胶头滴管、0.01mol/L的KMnO4溶液、0.1mol/L的H2C2O4溶液、0.2mol/L的H2C2O4溶液[实验步骤]1.取两支试管向其中各加入4mL0.01mol/L的KMnO4溶液2.向两支试管同时各加入2mL0.1mol/L的H2C2O4溶液以及0.2mol/L的H2C2O4溶液3.观察两支试管中的实验现象(褪色的快慢)。探究实验反应物浓度增大：即单位体积内反应物分子总数增大单位体积内活化分子数增加有效碰撞次数增多反应速率加快原因：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，有效碰撞的几率增加，反应速率也必然增大。结论：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。例1、室温下,同种规格的铝片分别与下列物质混合生成氢气的化学反应速率最大的是()A.0.1mol/L的盐酸15mLB.0.2mol/L的盐酸12mLC.0.15mol/L的硫酸10mLD.18mol/L的硫酸15mLC注意：a、结论只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。b、气体或溶液浓度的改变与反应速率的关系并不是一概如此，若随着浓度的改变，物质的本质发生了变化，那么反应速率的含义也不同了。如：硫酸与铁的反应二、压强对反应速率的影响增大压强，相当于增大反应物浓度，反应速率加快。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。结论：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。[讨论]如果反应物是固体、液体或溶液时，改变压强对它们又有什么影响？适用范围：压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应，当然并不一定全部是气体。例2、在N2+3H2==2NH3中，当其他外界条件不变时：A、减小体系压强，该反应的速率怎么变？反应速率减慢B、在反应中保持体系容积不变，充入N2，反应的速率怎么变？反应速率加快C、在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？反应速率不变D、在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？反应速率减慢注意：压强影响反应速率，必须伴随有压强改变时体积的改变现象。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。若容器的体积不变，因为各气体的浓度没有变，则速率不变。例3.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无影响的是()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使容器体积变大AC三、温度对化学反应速率的影响[实验目的]探究温度的不同对化学反应速率的影响[实验原理]Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O[实验用品]试管、胶头滴管、0.1mol/L的H2SO4溶液、0.1mol/LNa2S2O3溶液[实验步骤]1.取两支试管各加入5mL0.1mol/L的H2SO4；另取两支试管各加入5mL0.1mol/LNa2S2O3；2.将四支试管分成两组（各有一支盛有H2SO4和Na2S2O3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；3.经过一段时间后，分别混合并搅拌，观察现象。探究实验升高温度活化分子的百分比增大(分子运动速率加快，碰撞频率增加)有效碰撞次数增多反应速率加快原因：(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。结论：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。例3、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）的变化情况如下图所示，t1~t2速率变化的主要原因是:_______;t2~t3速率变化的主要原因是:_________解：a、反应是放热反应，t1~t2时间段温度起主导作用；b、随着反应的进行，盐酸浓度降低，t2~t3时间段浓度起主导作用注意:（１）温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，而且不受反应物状态的影响。（２）在一般情况下，温度每升高10℃，化学反应速率增大到2～4倍。对于可逆反应：2SO2+O22SO3△H0来说：升高温度，正、逆反应速率如何变化？——正反应速率和逆反应速率都增大，但吸热反应方向的速率增大得更多降低温度，正、逆反应速率如何变化？——正反应速率和逆反应速率都减小，但吸热反应方向的速率减小得更多四、催化剂对化学反应速率的影响使用催化剂，能够降低反应所需的能量，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。因而使反应速率加快。催化剂：能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变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：4）催化剂中毒：催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降，甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。催化剂中毒会严重影响反应的顺利进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把原料进行净化除去毒物。五、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。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√√练习：设NO+CO22CO(正反应吸热)反应速率为v1；N2+3H22NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于前述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为（）A、同时增大B、同时减小C、v1减少，v2增大D、v1增大，v2减小√练习：在密闭容器里，通入xmolH2和ymolＩ2(ｇ)，改变下列条件，反应速率将如何改变?(1)升高温度；(2)加入催化剂；(3)充入更多的H2；(4)扩大容器的体积；(5)容器容积不变，通入氖气。例2：当A、B两种气体物质的浓度比相同时，在不同温度下进行反应：A+2B=3C，10℃时测得反应速率vB=0.2mol·l-1·S-1，50℃时测得反应速率vA=25.6mol·l-1·S-1若温度每升高10℃，该反应的反应速率增大到原来的几倍，则n约为（）A3B3.5C4D4.5分析：解此题的关键是把不同物质表示的反应速率换算为同一物质表示的反应速率，然后代经验公式。1012121211.010ttBAnlmolVCVVAVV时由于1010501.06.25nn=4