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影响化学反应速率的因素(公开课)


能 否 控 制 化 学 反 应 速 率 呢 ?
有利的——越快越好! 有害的——越慢越好!

影响化学反应速率的因素
内因 (决定性因素)
其他因素 浓度

催化剂
温度

压强

决定化学反应速率的因素是参加反应的物质本身的化学性质。

投篮

有效

化学反应
没足够的能量 没合适的取向

碰撞
足够的能量 +合适的取向

碰撞理论

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。 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。 普通反应物分子变成活化分子所需要吸收的那一部分能 量称为活化能。

碰撞理论

说明
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。









一个反应要发生一般要经历哪些过程?
活化 能
合理 取向的 碰撞 有效 碰撞

普通 分子

活化 分子

新物质

能量

活化能 能 量
E1 反应物 活化分子

活化分子 变成生成 物分子放 出的能量

E2 反应热 生成物 反应过程

决定一个化学反应速率的因素
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
主要因素,无法改变

影响因素:浓度
2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4=K2SO4 +2MnSO4 +10CO2↑+8H2O

结果:H2C2O4溶液浓度大,KMnO4先褪色

结论:在其他条件不变时,增大反应物浓度,可 以增大反应速率

本 质 原 因

反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增 多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大。

注意!
a、此规律只适用于气体或溶液的反应,对于固 体 或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数, 因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。 b、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。 c、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐 减小,因此一般反应速率也会逐渐减小。 D、化学反应若为可逆反应,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。

?应用: 一定条件下,在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2? 反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行 ( ) ADF A、增加HCl的浓度 B、加水 C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末 E、增加CaCl2的浓度 F、加入浓硝酸 H、加入NaCl固体 在恒温、恒容的密闭容器中进行反应 A(g)=B(g)+C(g)。若反应物的浓度从3mol/L降至 1.8mol/L需30s,那么反应物浓度由0.8mol/L降至 0.2mol/L所需反应的时间为( B ) A.15s B. 大于15s C.小于15s D.无法确定

请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压 强对化学反应速率的影响情况
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。

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;

注意事项:
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+O2 2SO3 A.恒压时充入He: B.恒容时充入He:

对于气体有下列几种情况:
1、恒容时:
A、充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增 大→反应速率增大; B、充入“无关气体”(如He)→引起总压增 大,但各反应物浓度不变→反应速率不变

2、恒压时:充入“无关气体”(如He)→引起体积
增大, →各反应物浓度减少→反应速率减慢。 压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的

压强对反应速率的影响
【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( AC ) 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 E.保持体积不变,充入水蒸气使压强增大

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O

结果:温度高的 溶液先出现浑浊

温度对化学反应速率的影响

影响
外因 升高温度

化学 分子总 活化分子 有效碰撞次数 反应 速率 数 数

单位体积内

不变

增加

增加

加快

注意事项:
(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。

你能举出生活中利 用改变温度改变反 应速率的例子吗

冰箱延长食物保鲜期

C + CO2 2CO 反应(正反应为吸热反应)的反应 速率为υ1,N2+3H2 2NH3(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 ) A.同时增大 B.υ1增大,υ2减小

C.同时减小

D.υ1减小,υ2增大

催化剂对化学反应速率的 影响视频

结论:加入催化剂可以加快反应的速率

活化能 能 量
E1 反应物 加了催化剂

没加催 化剂

活化分子

活化分子 变成生成 物分子放 出的能量

E2 反应热 生成物

反应过程 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。

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:

?衣物上的油渍用普通洗衣粉很难洗去,但如果用加有酶 的洗衣粉,则较容易就能洗去。为什么?

外界条件对化学反应速率的影响(总结)
单位体积 分子总 活化分 活化分子 反应 活化分子 影响因素 数 子总数 百分数 速率 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

增加 不变 增加 增加

不变 不变 增加 增加

增加 增加 增加 增加

增加 增加 增加 增加

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。

总结: 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。

增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因(

A)

对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因 是( A )

升高温度使反应速率加快的主要原因是( C )

使用催化剂使反应速率加快的主要原因是( D)

A、活化分子百分数不变,但提高单位体积内活化分子的 总数
B、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加 C、 升高反应物分子的能量,使活化分子的百分数增加 D、降低反应所需的能量,使活化分子百分数增加

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 ( BG ) A、盐酸的浓度不变,而使盐酸的用量一倍 B、盐酸的浓度增大一倍,而使盐酸的用量减少到原来一半 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CaCO3粉末代替

硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应: Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
下列四种情况中最早出现浑浊的是(

C



A10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL

B10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4 各5 mL, 加水10mL C 20℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
D20℃ 时0.2mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各5 mL, 加水10 mL

解释下列化学反应的反应速率的变化关系曲线。 (1)把除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的试 管中,发现H2产生的速率(V)与时间(t)的变化情况 如图,其中0~t1的速率变化的主要原因 是 反应放热,温度升高,速率加快 ;

t1~t2速率变化的主要原因是
随反应进行,氢离子浓度减小,反应速率减小 。 v

0

t1

t2

t


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