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1、2018版高中化学人教版选修4课件：2.2 影响化学反应速率的因素-2-第二节影响化学反应速率 的因素1.能说出活化能的含义及其对化学反应速率的影响。2.通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响,会运用其一般规律。3.通过催化剂实际应用的事例,能说出其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。4.能说出化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。-3-第二节影响化学反应速率 的因素一二一、有效碰撞理论1.有效碰撞2.活化能和活化分子(1)活化分子:能够发生有效碰撞的分子。(2)活化能:活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。-4-第二节影
2、响化学反应速率 的因素一二3.化学反应的过程(反应物、生成物的能量与活化能的关系)-5-第二节影响化学反应速率 的因素-6-第二节影响化学反应速率 的因素一二1.浓度对反应速率的影响(1)规律。当其他条件不变时,(2)解释。反之,反应物浓度减小,反应速率减小。-7-第二节影响化学反应速率 的因素一二思考感悟思考感悟1改变反应物的用量对化学反应速率一定有影响吗?提示:不一定。对于固体或纯液体,一般情况下其浓度视为常数,因此改变固体(表面积变化不大时)或纯液体的用量对化学反应速率无影响。-8-第二节影响化学反应速率 的因素一二2.压强对反应速率的影响(1)压强变化引起浓度变化的图示。(2)规律。-
3、9-第二节影响化学反应速率 的因素一二(3)解释。思考感悟思考感悟2反应N2+O22NO,在体积不变的密闭容器中进行,若向容器内充入He使气体压强增大,能否增大反应速率?提示:反应速率不变。因为充入He仅使体系的总压强增大,但反应容器体积不变,各反应物的浓度不变,化学反应速率不变。改变压强能否影响化学反应速率,关键是看其是否改变各反应物的浓度。-10-第二节影响化学反应速率 的因素一二3.温度对反应速率的影响(1)规律。当其他条件不变时,(2)解释。反之,降低温度,反应速率减小。-11-第二节影响化学反应速率 的因素一二思考感悟思考感悟3对于一个放热的可逆反应,升温时增大正反应速率,减小逆反应
4、速率。这种说法对吗?提示:不对。温度对正、逆反应速率的影响是一致的,升温时正、逆反应速率都增大,只是影响的程度不同。-12-第二节影响化学反应速率 的因素一二4.催化剂对反应速率的影响(1)规律。当其他条件不变时,使用催化剂,可以增大化学反应速率。(若不特别指明,催化剂就是指正催化剂)(2)解释。5.其他因素对化学反应速率的影响如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物接触面积等,均会对化学反应速率产生影响。-13-第二节影响化学反应速率 的因素一、外界条件对反应速率的影响1.外界条件对反应速率产生影响的本质-14-第二节影响化学反应速率 的因素2.浓度对化学反应速率的影
5、响在其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率增大;减小反应物的浓度,反应速率减小。原因:当反应物浓度增大单位体积内分子数增多单位体积活化分子数增多(活化分子浓度增大)单位时间内有效碰撞次数增多化学反应速率增大。特别提醒对于纯固体或纯液体,其浓度可视为常数,因而其物质的量改变时不影响化学反应速率。固体物质的反应速率与接触面积有关,固体颗粒越细,表面积越大,反应速率越大,故块状固体可以通过研细增大表面积,来加大反应速率。若为可逆反应,增大反应物浓度,正反应速率增大,在瞬间生成物浓度可认为不变,逆反应速率不变。但随着反应的进行,反应物浓度又逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,故v(正)逐渐减小,而v(逆
6、)逐渐增大,直到两者相等。-15-第二节影响化学反应速率 的因素3.压强对化学反应速率影响的几种情况改变压强,对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因。(1)对于没有气体参与的化学反应,由于改变压强时,反应物浓度变化很小,可忽略不计,因此对化学反应速率无影响。-16-第二节影响化学反应速率 的因素-17-第二节影响化学反应速率 的因素特别提醒分析压强改变对化学反应速率的影响时,关键看气体反应物浓度是否有变化:若气体反应物浓度有变化,化学反应速率一定改变;若气体反应物浓度无变化,化学反应速率不改变。同时要注意通常所说的压强增大是指压
7、缩加压。-18-第二节影响化学反应速率 的因素4.温度对化学反应速率的影响温度升高时,化学反应速率加大;温度降低时,化学反应速率减小。在浓度一定时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增大了反应物分子中活化分子的百分数,使单位时间内有效碰撞次数增多,因而使反应速率增大。此外,由于温度升高,会使分子的运动速率加大,这样单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加,反应速率也会相应地增大。但前者是反应加快的主要原因。许多实验表明:温度每升高10,反应速率通常增大到原来的24倍。若温度为t1时化学反应速率为v1,温度升至t2时化学反应速率为v2,则温度对反应速率影响的
8、经验公式为-19-第二节影响化学反应速率 的因素特别提醒温度对反应速率的影响规律,对吸热反应、放热反应都适用,且不受反应物状态的限制。对于可逆反应,升温时,吸热反应速率增大的倍数大于放热反应速率增大的倍数;降温时,吸热反应速率减小的倍数大于放热反应速率减小的倍数。-20-第二节影响化学反应速率 的因素5.催化剂对化学反应速率的影响在其他条件不变时,使用正催化剂,能够降低反应所需的能量,这样就会使更多的反应物分子成为活化分子,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,从而增大化学反应速率。结论:催化剂能够改变化学反应速率;能加大化学反应速率的催化剂叫做正催化剂;能够减小化学反应速率的催
9、化剂叫负催化剂。一般情况下所说的催化剂指正催化剂。特别提醒催化剂有选择性,不同的反应有不同的催化剂。催化剂具有一定的活化温度,催化剂不同,活化温度不同。催化剂不能改变反应物的转化率,也不能使本来不会发生的反应变为可以发生。如果是可逆反应,催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。-21-第二节影响化学反应速率 的因素二、化学反应速率图像分析示例1.以化学反应CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O为例(1)其他条件一定,反应速率随着c(HCl)的增大而增大,如图A。(2)其他条件一定,反应速率随着温度的升高而增大,如图B。(3)其他条件一定时,随着反应时间的延长,c(HCl)逐渐减小,化学反
10、应速率逐渐减小,如图C。-22-第二节影响化学反应速率 的因素2.以化学反应2H2S(g)+SO2(g)3S(s)+2H2O(g)为例(1)其他条件一定,增大气态反应物的压强(缩小气体容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大,如图A。(2)其他条件一定,减小气态反应物的压强(扩大气体容器的容积),反应速率随着压强的减小而减小。(3)温度、反应容器的容积都一定,随着时间的延长,SO2、H2S物质的量逐渐减少,气体的压强逐渐减小,反应速率逐渐减小,如图B。(4)分别在较低温度T1和较高温度T2下反应,使气态反应物的压强都逐渐增大(缩小容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大,随着温度的升高而增
11、大,如图C。-23-第二节影响化学反应速率 的因素特别提醒根据物质的量(或物质的量浓度)时间图像,可以计算某物质的平均反应速率、转化率,确定化学方程式中的化学计量数等。根据速率时间图像可以判断条件改变后反应速率的变化趋势,对化学反应与外界条件的内在联系进行定性分析。-24-第二节影响化学反应速率 的因素知识点1知识点2知识点3影响化学反应速率的微观解释【例题1】(双选)下列说法正确的是()A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大C.升高温度能使化学反应速率
12、增大的主要原因是增加了单位体积中反应物活化分子的百分数D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而成千上万倍地增大化学反应速率-25-第二节影响化学反应速率 的因素知识点1知识点2知识点3解析:增大反应物浓度、增大气体反应物的压强都会使单位体积内活化分子数增大,但由于反应物分子的平均能量和发生反应所需能量(即活化能)都未发生变化,活化分子百分数并未改变。升高温度可以增大反应物分子能量,催化剂可以减小反应发生所需能量,两种方法都能使一部分能量较低的分子变成活化分子,从而使活化分子百分数增多。答案:CD点拨活化能、活化分子理论和有效碰撞理论,从微观的角度解释了客观因素与化学反应速率的关系,其实
13、质还是能量的变化引起的分子运动行为的改变,即客观条件的改变引起的能量变化,最终使活化分子的百分数增加(或减小),使得有效碰撞频率增大(或减小),从而引起反应速率的改变。-26-第二节影响化学反应速率 的因素知识点1知识点2知识点3影响化学反应速率的因素【例题2】在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是()缩小容器的体积;增加碳的量;恒容时通入CO2;恒压下充入N2;恒容下充入N2A.B.C.D.解析:缩小容器的体积,压强增大,反应物的浓度增大,反应速率增大;碳是固体,浓度为常数,增加碳的量对反应速率无影响;恒容时通入CO2使反应物的浓度增大,反应速率增大;恒压下充入N
14、2,容器的体积增大,反应物的浓度减小,反应速率减小;恒容下充入N2,不影响反应物的浓度,对反应速率无影响。答案:C-27-第二节影响化学反应速率 的因素知识点1知识点2知识点3点拨分析外界条件对反应速率影响的注意事项(1)对于固体反应物来说,若表面积不变,只改变用量不影响反应速率,若改变固体反应物状态,改变了表面积,会影响反应速率。(2)压强是否影响化学反应速率,取决于是否影响反应物的浓度。如恒容下充入He,气体压强增大但反应物的浓度不变,故反应速率不变。-28-第二节影响化学反应速率 的因素知识点1知识点2知识点3化学反应速率图像【例题3】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测
15、定在不同时间(t)产生氢气体积(V)的数据,在根据数据所绘制得到的图像中,曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是()A.4-3-2-1B.1-2-3-4C.3-2-4-1D.1-2-4-3-29-第二节影响化学反应速率 的因素知识点1知识点2知识点3解析:由图知,反应速率的大小关系是abcd;由外界条件对反应速率的影响知,温度高、浓度大、固体表面积大,反应速率就大,则1组最慢,2组稍快;由于3组温度高但固体表面积小,4组温度低但固体表面积大,因此,无法确定3组与4组的反应速率的大小,但均比2组大,故A项正确。答案:A-30-第二节影响化学反应速率 的因素知识点1知识点2知识点3点拨分析化学反应速率图像,要注意分析图像的变化趋势,分清影响化学反应速率的因素。一般要从以下几个方面分析:分析起点,分清反应物或生成物,浓度或物质的量减小的是反应物,浓度或物质的量增大的是生成物,反应物以高于原点为起点,生成物多以原点为起点;分析变化趋势,如升温或降温,加压或减压等,注意浓度、温度、压强的改变等对化学反应速率的影响;分析终点,确定反应物消耗的浓度或生成物增大的浓度;分析时间,如速率图像中的拐点、突变点等;注意分析曲线的连续或跳跃所代表的含义。