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文檔簡介

第二章化學反應速率和化學平衡第二節影響化學反應速率的因素參考信息1:化學反應的本質就是反應物分子中舊的化學鍵的斷裂和生成物中新化學鍵的生成。參考信息2:氣體反應中,任何氣體中分子間的碰撞次數都是非常巨大的。在101kPa和500℃時,0.001mol/L的HI氣體,每升氣體中,分子碰撞達每秒3.5×1028次之多。如果每次碰撞都能發生化學反應,HI的分解反應瞬間就能完成,而事實并不是這樣。即反應物的分子的每次碰撞不一定都能發生化學反應。以籃球隊員投球為例請分析:有效地投球需要滿足的條件足夠的能量合適的取向與導致發生反應的分子(或離子)間的碰撞相類似——概念模型法一、影響化學反應速率的因素1、有效碰撞理論(1)有效碰撞引起分子間的化學反應的碰撞某一化學反應的速率大小與…單位時間內有效碰撞的次數有關(2)活化分子具有較高能量,能夠發生有效碰撞的分子結論:發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。推論:有效碰撞次數的多少與單位體積內反應物中活化分子的多少有關。分子取向問題能量反應過程E1E2反應物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量該反應是吸熱反應還是放熱反應?反應熱活化能與反應熱有關嗎?(3)活化能活化分子高出反應物分子平均能量的部分結論:活化分子的多少與該反應的活化能的大小有關。活化能的大小是由反應物分子的性質決定!內因普通分子活化能活化分子合理取向的碰撞有效碰撞新物質能量能量反應過程E1E2反應物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量反應熱問題5:怎樣改變反應的活化能為來加快反應的速率?可采取什么措施?沒加催化劑加了催化劑E1′E1′<E14、催化劑的作用:

可以降低化學反應所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分數,從而提高了有效碰撞的頻率。反應速率大幅提高。能量反應過程E1E2反應物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量反應熱問題6:活化能為“0”的例子是怎么回事?影響化學反應速率的條件影響反應速率的條件有內因和外因:內因是反應物自身的性質;外界條件對反應速率的影響,主要有:①濃度②壓強③溫度④催化劑等0.01mol/L的KMnO4

溶液0.1mol/LH2C2O4溶液0.2mol/LH2C2O4溶液快慢2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2

↑+8H2O實驗2-2一、濃度對化學反應速率的影響加入試劑0.1mol/L草酸溶液0.2mol/L草酸溶液實驗現象褪色時間結論紫色逐漸褪去紫色逐漸褪去長短較濃的草酸溶液反應速率快

結論其它條件相同時,增加反應物的濃度,反應速率加快;反之,降低反應物的濃度,反應速率減慢。濃度對反應速率的影響反應物濃度增大:即單位體積內反應物分子總數增大單位體積內活化分子數增加有效碰撞幾率增加反應速率增大

b、固體的表面積對化學反應速率有較大的影響,固體物質的顆粒越小,其表面積越大,與其他物質的接觸面積越大,反應速率越快。注意:a、此規律只適用于氣體或溶液的反應,對于純固體或純液體的反應物,一般情況下其濃度是常數,因此改變它們的量不會改變化學反應速率。知識梳理·題型構建題組一濃度與壓強對化學反應速率的影響A題組一12題組二345=動腦時間二、壓強對反應速率的影響[討論]如果反應物是固體、液體或溶液時,改變壓強對它們又有什么影響?適用范圍:

僅適用于反應體系中有氣體物質的反應。結論:對于氣體反應來說,增大壓強相當于

增大反應物的濃度,反應速率加快。二、壓強對反應速率的影響壓強對化學反應速率的影響實質上是通過改變氣體反應物的濃度來實現的,也就是說壓強只對有氣體參與的反應的速率才有影響。二、壓強對反應速率的影響其它條件不變,對于氣體反應來說,增大壓強,反應速率加快。原因:反應物濃度增大單位體積內活化分子數增加有效碰撞幾率增加增大壓強反應速率加快[討論]恒容條件下,往合成氨的反應N2+3H2=2NH3中充入He氣,體系的壓強如何改變?反應速率是否改變?結論:對于壓強的改變,只有引起反應體系中物質濃度的變化,才對反應速率產生影響。動腦時間[難點突破]恒容或恒壓條件下充入氣體對反應速率的影響。[例題1]在N2+3H22NH3中,當其他外界條件不變時:①減小體系壓強,該反應的速率怎么變?②在反應中保持體系容積不變,充入N2

,反應的速率怎么變?③在反應中保持體系容積不變,充入He,反應的速率怎么變?④在反應中保持體系壓強不變,充入He,反應的速率怎么變?[注意]壓強影響反應速率時,必須觀察壓強改變時體積是否變化。若壓強改變時,體積發生改變,則實際是濃度改變,反應速率會發生改變。若壓強改變時,容器的體積不變,因為各氣體的濃度沒有改變,則速率不變。如在固定體積的密閉容器中通入稀有氣體,壓強增大,但速率不變。[分析]對于氣體有下列幾種情況:(1)恒溫時:增大壓強→體積減少→C增大→反應速率增大(2)恒容時:①充入氣體反應物→反應物濃度增大→總壓增大→反應速率增大。②充入“無關氣體”(如He、N2等)→引起總壓增大,但各反應物的分壓不變,各物質的濃度不變→反應速率不變。(3)恒壓時:充入“無關氣體”(如He等)→引起體積增大→各反應物濃度減少→反應速率減慢。知識梳理·題型構建題組一濃度與壓強對化學反應速率的影響C題組一12題組二345=[例題2]對于反應N2+O2=2NO在密閉容器中進行,下列哪些條件能加快該反應的化學反應速率()。

A.縮小體積使壓強增大

B.體積不變充入N2

使壓強增大

C.使體積增大到原來的2倍

D.壓強不變充入氦氣

E.體積不變充入氦氣使壓強增大AB三、溫度對反應速率的影響試劑種類及用量第一組試管①1滴管Na2S2O3第二組試管①1滴管Na2S2O3試管②1滴管稀H2SO4試管②1滴管稀H2SO4實驗溫度熱水冷水出現渾濁時間結論原理:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O在其它條件不變的情況下,升溫反應速率增大,降溫反應速率減小。同濃度下高溫首先出現混濁三、溫度對反應速率的影響試劑種類及用量1滴管KI溶液+1滴管淀粉溶液+1滴管稀H2SO41滴管KI溶液+1滴管淀粉溶液+1滴管稀H2SO4實驗溫度實驗現象結論科學探究:原理:4H++4I-+O2=2I2+2H2O溫馨提示:溫度>65℃時,I2分子與淀粉的作用大大削弱,溶液呈無色。40-60℃冷水(室溫)在其它條件不變的情況下,升溫反應速率增大,降溫反應速率減小。三、溫度對反應速率的影響其它條件不變,升溫加快化學反應速率。溫度升高分子獲得更高的能量活化分子百分數提高碰撞頻率提高反應速率增大有效碰撞幾率增加三.溫度對反應速率的影響:[實驗2-3]實驗現象:溫度高的溶液先出現渾濁。Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O1.其他條件不變,溫度升高,反應速率加快。2.一般說來,溫度每升高10℃,反應速率增加2-4倍。3.溫度對反應速率影響的規律,對吸熱反應,放熱反應都適用。4.反應若是可逆反應,升高溫度,正、逆反應速率都加快,降低溫度,正、逆反應速率都減小。溫度升高普通分子變為活化分子

活化分子

百分數增大

活化分子數增大反應速率加快四、催化劑的影響實驗2–4:2H2O2===2H2O+O2↑MnO210mL10%H2O2

溶液少量MnO2燃著的香結論:其它條件不變,催化劑能加快反應速率。科學探究一:加入試劑2mLKMnO4溶液+1滴管H2C2O4溶液2mLKMnO4溶液+1滴管H2C2O4溶液米粒大的MnSO4固體

褪色時間結論2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2

↑+8H2O加入MnSO4后,溶液很快褪色

(催化劑的高效性)四、催化劑的影響加入試劑1滴管H2O2溶液+1滴管FeCl3溶液1滴管H2O2溶液+1滴管CuSO4溶液

產生氣泡快慢結論科學探究二:加入FeCl3溶液后反應明顯加快,而加入CuSO4溶液現象不明顯(催化劑的選擇性)快現象不明顯2H2O2===2H2O+O2↑MnO2四、催化劑的影響反應物2滴管淀粉溶液+2滴碘水+1滴管稀H2SO42滴管淀粉溶液+2滴碘水+1mL唾液

反應現象結論科學探究三:四、催化劑的影響加入唾液后藍色立即褪去加入硫酸溶液,顏色明顯變淺(緩慢),稍加熱后也會褪色生物酶催化的高效性反應物生成物能量反應過程過渡態理論

無催化劑過渡態Ea2活化能Ea1有催化劑過渡態Ea1Ea2﹤過渡態理論

加入催化劑反應活化能降低活化分子百分數提高有效碰撞幾率增加反應速率加快原因:四、催化劑對反應速率的影響其它條件不變,催化劑加快化學反應速率。五、其它因素的影響

除上述四種因

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