第二节-影响化学反应速率的因素

《选修四化学反应原理》观察、比较分析、综合抽象、概括归纳演绎结论生活生产调控反应解释现象分析原因（一）浓度、温度请分析下列措施是通过控制什么因素，目的是加快还是减慢反应速率?1、实验室用锌粒代替铁屑与同浓度稀稀硫酸反应制取氢气。2、燃煤时，用煤粉代替煤块（或煅烧矿石时，先将矿石粉碎成矿粉）——反应物本身的性质。加快反应速率。——增大固体表面积，加快反应速率。请分析下列措施是通过控制什么因素，目的是加快还是减慢反应速率?3、汽车加大油门（或向炉膛鼓风）4、在糕点包装内放置小包除氧剂（主要成分是还原铁粉或硫酸亚铁等）5、把食物放在冰箱里保存：——增大反应物浓度，加快反应速率。——减小反应物浓度，减小反应速率。——降低温度，减小反应速率。请分析下列措施是通过控制什么因素，目的是加快还是减慢反应速率?6、加酶洗衣粉中添加了碱性蛋白酶、碱性脂肪酶和淀粉酶等，这些酶制剂可以有效地清除衣物上的污渍：7、工业上用N2和H2合成NH3，采用高温、高压、催化剂条件。——使用催化剂，加快反应速率。——升高温度、增大压强、使用合适的催化剂，加快反应速率。•实验探究浓度对反应速率的影响2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O问题1.方程式配平方法？问题2.测定哪些数据来说明反应速率大小？并分析可行性和可操作性？问题3.应控制哪些变量，进行对比实验？4mL0.01mol/LKMnO4酸性溶液mL0.2mol/LH2C2O4溶液2.0mL0.1mol/LH2C2O4溶液2.0室温下实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量/mL室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min0.1mol/LH2C2O4溶液0.2mol/LH2C2O4溶液0.01mol/LKMnO4酸性溶液①2.004.0t1②0V14.0t2上表中V1＝.预测t1和t2的大小关系：.实验结论：2.0t1t2在其他条件相同时，增大反应物的浓度，加快反应速率；减小反应物浓度，减小反应速率。•实验探究浓度对反应速率的影响•实验探究浓度对反应速率的影响4.0mL0.01mol/LKMnO4酸性溶液mL0.2mol/LH2C2O4溶液2.0mL0.1mol/LH2C2O4溶液2.0室温下4.0mL0.01mol/LKMnO4酸性溶液mL0.1mol/LH2C2O4溶液2.0mL0.1mol/LH2C2O4溶液4.0室温下+2.0mL水合理吗？测定溶液褪色时间。测定溶液褪色时间。实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量/mL室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min0.5mol/LH2C2O4溶液H2O0.2mol/LKMnO4溶液3mol/L稀硫酸15.003.02.04.024.0V12.02.05.233.0V21.02.06.4V1=；V2=；2.04.0•实验探究浓度对反应速率的影响请结合生产、生活、化学实验，列举改变反应物浓度来改变化学反应速率的实例？1、汽车加大油门（或向炉膛鼓风）2、在糕点包装内放置小包除氧剂（主要成分是还原铁粉或硫酸亚铁等）3、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)生产中通入足量的氧气，增大氧气浓度，加快反应速率。•实验探究温度对反应速率的影响Na2S2O3+H2SO4=S↓+SO2↑+Na2SO4+H2O问题1.方程式配平方法？问题2.测定哪些数据来说明反应速率大小？并分析可行性和可操作性？问题3.应控制哪些变量，进行对比实验？5mL0.1mol/LNa2S2O3溶液加5.0mL0.1mol/L稀H2SO4加mL0.1mol/L稀H2SO4冷水热水5.0•实验探究温度对反应速率的影响试管编号反应温度加0.1mol/LNa2S2O3溶液加0.1mol/L稀H2SO4出现浑浊时间①冷水（常温）5mL5mLt1②热水（50℃）5mLV1t2上表中V1＝；预测t1和t2的大小关系：。实验结论：5.0t1t2在其他条件相同时，升高温度，加快反应速率；降低温度，减小反应速率。•实验探究温度对反应速率的影响——教材P21.科学探究4KI+O2+2H2SO4=K2SO4+I2+2H2O问题1.方程式配平方法？问题2.测定哪些数据来说明反应速率大小？并分析可行性和可操作性？问题3.应控制哪些变量，进行对比实验？•实验探究温度对反应速率的影响——教材P21.科学探究试剂种类及用量试剂加入顺序及理由实验温度冷水（常温）热水（40℃）实验现象5mL1mol/LKI溶液，2mL0.1mol/L稀硫酸，3滴淀粉溶液4I-+O2+4H+=I2+2H2O5mL1mol/LKI溶液+3滴淀粉溶液+2mL0.1mol/L稀硫酸，①反应后计时不准确②淀粉水解溶液变蓝较慢溶液变蓝较快实验结论：在其他条件相同时，升高温度，加快反应速率；降低温度，减小反应速率。•请结合生产、生活、化学实验，列举改变温度来改变化学反应速率的实例？（1）把食物放在冰箱里保存——降低温度，减小反应速率。（2）好多反应需要加热，不仅是使反应发生的条件，也是为了升高温度，加快反应速率。如含有F2O3、MgO、Al2O3等金属氧化物的矿渣在用稀硫酸溶解时，常常要加热。镁条与盐酸产生H2的速率如图所示：t分析反应速率有如此变化趋势的原因？最初是镁条表面的氧化镁溶解，不产生氢气。然后，主要是因为随着反应放热，溶液温度升高，反应速率逐渐加快；在t之后，主要是因为随着反应进行，反应物浓度减小，反应速率逐渐减小。注意：1、实验探究时，要“控制变量”，对比实验。2、描述结论：“在其他条件相同时，………，………………。（二）催化剂、压强2H2O22H2O+O2↑MnO22KMnO4+5H2C2O4+3H2SO42MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2OMnSO41、通过课本P23科学探究1的实验，甲同学认为FeCl3和CuSO4对H2O2的分解均有催化作用，且FeCl3比CuSO4催化效果好；而乙同学认为，实际起催化作用的是Fe3+和Cu2+，通过实验可以得出Fe3+比Cu2+催化效果好。你认为乙同学的说法合理吗？如果认为不合理，请说明理由，重新设计实验进行验证。（1）（2）（3）2mL5%H2O2溶液1mL0.1mol/LFeCl3溶液1mL0.1mol/LCuCl2溶液1mL0.2mol/LNaCl溶液2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO42MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2OMnSO4图1图2实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量/mL再向试管中加入固体室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min0.6mol/LH2C2O4溶液H2O0.2mol/LKMnO4溶液3mol/L稀硫酸43.0t3.02.0MnSO42.0•压强对化学反应速率的影响（有气体参与的反应）容积缩小，压强增大，反应物浓度增大，从而加快反应速率。(1)如果在恒温恒容下，向体系中充入与反应无关的稀有气体，虽然体系总压强增大，但各反应物浓度，故速率。(2)如果在恒温恒压下，向体系中充入与反应无关的稀有气体，虽然体系总压强不变，但容器容积，各反应物浓度，故速率。(等效于减小压强)不变不变增大都减小减小课本P2-4•认识几个概念：1、碰撞2、有效碰撞3、活化分子4、活化能5、活化分子总数6、活化分子百分数7、单位体积内活化分子数=单位体积内分子总数×活化分子百分数8、有效碰撞几率E1：活化能(反应物中化学键断裂所需吸收的能量）E2：逆反应的活化能(生成物中化学键形成所放出的能量）有效碰撞理论：E1：活化能(反应物中化学键断裂所需吸收的能量）E2：逆反应的活化能(生成物中化学键形成所放出的能量）反应的活化能可能为零吗？可能。例：H++OH-=H2OCl-+Ag+=AgCl↓图1反应物能量生成物反应过程E2生成物反应物能量图1反应过程认识催化剂可以改变反应的历程，降低反应的活化能，加快反应速率。但是反应热△H不变。1.（2011上海）据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是（）牛刀小试B条件改变单位体积分子总数活化分子百分数单位体积内活化分子数反应速率增大反应物浓度增大压强（气体参与）升高温度使用催化剂用有效碰撞理论解释条件改变对反应速率的影响增大增大增大增大增大增大增大不变不变增大增大增大增大不变增大不变概念：①有效碰撞②活化分子③活化能单位体积内活化分子数=单位体积内分子总数×活化分子百分数一.影响化学反应速率因素内因：反应物本身的性质（主要因素）外因：浓度、压强、温度、催化剂固体表面积、光、反应物状态、溶剂的性质、超声波、紫外线、高速研磨等C↑、P(气)↑、T↑、使用v↑注意：1、实验探究时，要“控制变量”2、描述结论：“在其他条件不变时，………，………………。(条件改变？)(反应速率改变？)溶液酸碱性、又有原电池反应发生注意的问题：浓度:(1)增加纯固体(如碳、碳酸钙)或纯液体(如水)的量，反应速率。不变如在镁与盐酸反应中，加入少量NaCl晶体，增大Cl-浓度，化学反应速率。不变(2)对于离子反应，改变实际参加反应的离子浓度，反应速率才会改变。(3)增加反应物的浓度，化学反应速率不一定增大。例如：铁、铝与硫酸反应产生H2，被浓硫酸钝化。铁、铝与稀硝酸反应产生NO，被浓硝酸钝化。(3)如果在恒温恒压下，向体系中充入与反应无关的稀有气体，虽然体系总压强不变，但容器容积，各反应物浓度，故速率。(等效于减小压强)压强:注意的问题：(1)对于有气体物质参加的反应，缩小容器容积,使压强，可以化学反应速率，且使正、逆反应速率。增大都增大增大(2)如果在恒温恒容下，向体系中充入与反应无关的稀有气体，虽然体系总压强增大，但各反应物浓度，故速率。不变不变增大都减小减小(1)升高温度，可以使活化分子百分数，化学反应速率，且使正、逆反应速率。增大增大温度:注意的问题：(2)一般，温度每升高10℃，反应速率增大到原来的2—3倍。(1)催化剂参与反应，可降低反应的活化能，使活化分子百分数增加。(2)酶作催化剂时，温度不能太高，否则其变性失去活性，催化能力减弱甚至失去。(3)催化剂具有选择性。催化剂:都增大镁条与盐酸产生H2的速率如图所示：t分析反应速率有如此变化趋势的原因？最初是镁条表面的氧化镁溶解，不产生氢气。然后，主要是因为随着反应放热，溶液温度升高，反应速率逐渐加快；在t之后，主要是因为随着反应进行，反应物浓度减小，反应速率逐渐减小。2．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1)和S（+6）的反应速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中C(H+)增大而加快。(1)写出反应的离子方程式：。(2)反应开始时反应速率加快的原因是。(3)反应后期反应速率下降的原因是。ClO3-+3HSO3-=Cl-+3SO42-+3H+溶液中H+浓度增大，使反应速率加快。随着反应的进行，反应物浓度减小使反应速率下降。牛刀小试已知：2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3，分别在0℃和20℃下，测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)（2）（填a、b）代表20℃下CH3COCH3的Y-t曲线，判断的依据是。bB曲线对应达到化学平衡状态时间短，反应快，说明反应温度高。1.亚氯酸盐（NaClO2）可用做漂白剂，在常温下不见光时候可保存约一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而分解：5HClO2=4ClO2↑+H++Cl-+H2O.分解时，刚加入硫酸时反应缓慢，随后突然反应释放出ClO2,这是因为()A、酸性使亚氯酸的氧化性增强B、溶液中的H+起催化作用C、溶液中的Cl-起催化作用D、逸出的ClO2使反应的生成物浓度降低C牛刀小试3、5g锌投入到20mL，1.0mol·L－1盐酸中，发生反应的速率变化如下图所示。试解释速率变化的原因。4、将Ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示，在相同的条件下，将Bg（A＞B）粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线（图中虚线所示）正确的是（）ABCD损失质量时间0