高中化学 2_2《影响化学反应速率的因素》课件2 新人教版选修4 48页

第二章 化学反应速率和化学平衡 第二节 影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素 1 、内因： 由物质结构和性质决定，非人为因素所能左右！ 2 、外因： 浓度 温度 压强 催化剂 其他条件： 固体颗粒物的大小、溶剂的性质等 浓度对化学反应速率的影响 其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率加快，反之减慢 （实验２一２） 试验中发生了如下反应： 2KMnO 4 + 5H 2 C 2 O 4 + 3H 2 SO 4 == K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 10CO 2 ↑+ 8H 2 O 实验现象： 加入较浓的草酸溶液的试管溶液褪色更快些。 实验结论∶ 适用条件： 有气体和溶液参加的反应 压强对化学反应速率的影响 —— 其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，反应速率加快。 （ Ⅰ ） （ Ⅱ ） 压强增大 V 2 =1/2V 1 C 1 V 1 n 1 C 1 V 1 n 1 C 2 V 2 n 2 C 1 =n 1 /V 1 C 2 =n 2 /V 2 =n 1 / （ 1/2 ） V 1 =2C 1 —— 对于有气体参加的反应，在其他条件不变时， 增大 压强 ，气体体积缩小，浓度增大，反应 速率加快；减小压强 ，气体体积增大，浓度减小，反 应 速率减慢。 压强 增大 体积 减小 其他条件不变 →V ↑ → C 增大 ① 压强 对于反应速率的影响是通过对 浓度 的影响 实现的。 ② P 增大 → C 成比例 增大 ， P 减小→ C 成比例减小。 ③ 压强只对于有气体参加的反应的速率有影响。 【 结论 】 【 规律 】 【 注意 】 【 学与问 】 压强对于任意化学反应的速率都有影响吗？ 压强对化学反应速率的影响分如下几种情况 : （ 1 ）恒温时： ① 充入气体反应物 → 反应物浓度增大 → 总压增大 → 反应速率增大。 ②充入“无关气体”（如 He 、 N 2 等） → 引起总压增大， 但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变 → 反应 速率不变。 充入“无关气体”（如 He 等） → 引起体积增大 → 各反应物浓度减少 → 反应速率减慢。 增大压强→体积减少→ C 增大→ 反应速率增大 （ 2 ）恒容时： （ 3 ）恒压时： 温度对化学反应速率的影响 【 实验 2-3】 试验中发生了如下反应： Na 2 S 2 O 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +SO 2 +S↓+H 2 O 实验现象： 温度高的溶液先出现浑浊。 实验结论∶ 1. 其他条件不变，温度升高，反应速率加快。 【 规律 】 1 、 一般说来，温度每升高 10℃ ，反应速率 增加 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 。 催化剂对化学反应速率的影响 【 实验 2-4】 实验现象： 加入 MnO 2 化学反应速率加快 实验结论∶ 加入催化剂可以加快反应的速率 1 . 催化剂的定义 : —— 能改变化学反应速率而自身的化学的组成和质量在反应前后保持不变的物质。 正催化剂 : 负催化剂： 2. 催化剂的分类 : 加快化学反应速率。 减慢化学反应速率。 ① 使用催化剂 同等程度 的增大（减慢）正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。 ② 没特别指明 一般 指 正催化剂 。 ③ 催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用。 ④ 催化剂一定的 具有选择性 ⑤ 催化剂中毒 ：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。 【 注意事项 】 归纳概括外界条件对化学反应速率的影响结果 外界条件 变化情况 影响结果 事例 浓度 增大 减小 温度 升高 降低 压强 改变了 物质的 浓度 增大 减小 未改变 物质的 浓度 增大 减小 催化剂 正催化剂 负催化剂 加快 减慢 加快 减慢 加快 减慢 无影响 无影响 大大加快 大大减慢 稀、浓 HNO3 与铜的反应 食物的腐败 2SO2 + O2≒2SO3 一定条件下 2SO2 + O2≒2SO3 在体积恒定的密闭容器中进行，向里面通入 CO2 等其他气体 MnO2 催化 H2O2 的分解 略 Why? 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。 碰撞理论 碰撞理论的关键词 1 、 分子碰撞 2 、 活化分子 —— 能发生有效碰撞的分子叫活化分子。 3 、 分子碰撞取向 4 、 有效碰撞 —— 能发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。 活化分子百分数 = （活化分子数 / 反应物分子数） ×100% 5 、 活化分子百分数 化学反应发生必须满足的条件 : 1 、 分子间必须碰撞； 2 、 属于活化分子； 3 、 分子碰撞的取向合适 。 没合适的 取向 没足够的 能量 足够的 能量 + 合适的 取向 【 类比法 】 借鉴 投篮 过程。 有效 碰撞 理论 能量 反应过程 E 1 E 2 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 加了 催化剂 没加 催化剂 E 3 活化能 降低 △ H=(E 1 -E 2 )<0 放热 反应 外界条件 变化情况 单位体积内分子数 活化分子百分率 单位体积内活化分子数 单位时间单位体积内有效碰撞数 化学反应速率 浓度 温度 外界条件对化学反应速率影响结果的原因 增大 增大 增加 加快 减小 减小 减慢 升高 不变 增加 增加 降低 减少 减慢 不变 不变 不变 增加 增加 减少 减少 减少 减少 加快 外界条件 变化情况 单位体积内分子数 活化分子百分率 单位体积内活化分子数 单位时间单位体积内有效碰撞数 化学反应速率 压强 催化剂 增大 增加 不变 增加 加快 减小 减少 不变 减慢 减慢 正催化剂 负催化剂 不变 不变 减小 加快 增加 增加 增加 增加 减少 减少 减少 减少 1 、 硫代硫酸钠 (Na 2 S 2 O 3 ) 与稀硫酸发生如下反应： Na 2 S 2 O 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +SO 2 +S↓+H 2 O 下列四种情况中最早出现浑浊的是（　 ） A.10℃ 时 0.1 mol /L Na 2 S 2 O 3 和 0.1 mol /L H 2 SO 4 各 5 mL B.10℃ 时 0.1 mol /L Na 2 S 2 O 3 和 0.1 mol /L H 2 SO 4 各 5 mL ，加水 10mL C .20℃ 时 0.1 mol /L Na 2 S 2 O 3 和 0.1 mol /L H 2 SO 4 各 5 mL D. 20℃ 时 0.2mol /L Na 2 S 2 O 3 和 0.1 mol /L H 2 SO 4 各 5 mL ，加水 10 mL C 2 、 2011 年厦门双十模拟题 12) 实验室用 Zn 与稀 H 2 SO 4 反应来制取氢气，常加少量 CuSO 4 来加快反应速率。为了研究 CuSO 4 的量对 H 2 生成速率的影响，某同学设计了实验方案 （见下表），将表中所给试剂按一定体积混合后，分别加入四个 盛有相同大小的 Zn 片（过量）的反应瓶（甲、乙、丙、丁）中， 收集产生的气体，并记录收集相同体积的气体所需的时间。 下列说法正确的是 ( ) 。 A ． t 1 ＝ t 2 ＝ t 3 ＝ t 4 B ． V 4 ＝ V 5 ＝ 10 C ． V 6 ＝ 7.5 D ． V 1 ＜ V 2 ＜ V 3 ＜ 20 C 3 、 关于下列图示的说法中正确的是（ ） ① ② ③ ④ A. 图①装置用于分离沸点相差较大的互溶液体混合物 B.② 装置用于研究不同催化剂对反应速率的影响 C. 图③表示可逆反应 : CO(g) + H 2 O(g) CO 2 (g) +H 2 (g) △ H ＞ 0 D. 对反应： A(s) + 2B(g) x C (g) ；根据图④可以求出 x ＝ 2 D 4 、 利用光能和光催化剂，可将 CO 2 和 H 2 O(g) 转化为 CH 4 和 O 2 。紫外光照射时，在不同催化剂（ I,II,III ）作用下， CH 4 产量随光照时间的变化如图 13 所示。 （ 1 ）在 0-30 小时内， CH 4 的平均 生成速率 V Ⅰ 、 V Ⅱ 和 V Ⅲ 从大到 小的顺序为 ； 反应开始后的 12 小时内，在 第 种催化剂的作用下， 收集的 CH 4 最多。 V Ⅲ > V Ⅱ > V Ⅰ Ⅱ 5 、 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 6 、 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 C D 7 、 设 NO+CO 2 2CO( 正反应吸热 ) 反应速率为 v 1 ； N 2 +3H 2 2NH 3 ( 正反应放热 ) 反应速率为 v 2 。对于前述反应，当温度升高时， v 1 和 v 2 变化情况为（ ） A. 同时增大 B. 同时减小 C. v 1 减少， v 2 增大 D. v 1 增大， v 2 减小 A 8 、 增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（ ）；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（ ）；升高温度使反应速率加快的主要原因是（ ）；使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（ ）。 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 A C A D 9 、（ 2011· 海南高考题 11 ）某反应的 △ H= +100kJ·mol -1 ，下列有关该反应的叙述正确的是（ ） A. 正反应活化能小于 100kJ·mol -1 B. 逆反应活化能一定小于 100kJ·mol -1 C. 正反应活化能不小于 100kJ·mol -1 D. 正反应活化能比逆反应活化能大 100kJ·mol -1 CD 反应过程 10 、（ 2011· 江苏高考题 10 ）下列图示与对应的叙述相符的是（ ） A. 图 5 表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中 的能量变化 B. 图 6 表示 0.1000mol•L -1 NaOH 溶液滴定 20.00mL0.1000mol•L -1 CH 3 COOH 溶液所得到的滴定曲线 C. 图 7 表示 KNO 3 的溶解度曲线，图中 a 点所示的溶液是 80 ℃ 时 KNO 3 的不饱和溶液 D. 图 8 表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线，由图 知 t 时反应物转化率最大 C 1 、 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大 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增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D ．催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千成万倍地增大化学反应速率 CD 考考你！ 2 、 下列情况下，反应速率相同的是 ( 　 ) A ．等体积 0.1mol/L 盐酸和 0.1mol/L CH 3 COOH 溶液分别与等体积 0.2mol/L NaOH 溶液反应 B ．等质量锌粒和锌粉分别与等量 1mol/L 盐酸反应 C ．等体积、等浓度的盐酸和 HNO 3 分别与等质量的 Na 2 CO 3 粉末反应 D ．等体积的 0.2mol/L 盐酸和 0.1mol/L H 2 SO 4 与相同的石灰石反应 C 3 、 把 Zn 粒放入盛有稀盐酸的容器中，产生 H 2 的速率与下列因素无关的是 ( 　 ) A ．盐酸的浓度　　 　 B ．溶液的温度 C ． Zn 颗粒的大小 D ．溶液中 Cl －的浓度 D 4 、 升高温度能加快反应速率的主要原因是 ( 　 ) A ．活化分子能量明显增加 B ．降低活化分子的能量 C ．增加活化分子百分数 D ．降低反应所需的能量 C 5 、 下列关于催化剂的说法，正确的是 ( 　　 ) A ．催化剂能使不起反应的物质发生反应 B ．催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变 C ．催化剂能改变化学反应速率 D ．电解水时，往水中加少量 NaOH ，可使电解速率明显加快，所以 NaOH 是这个反应的催化剂 BC 6 、 NO 和 CO 都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地起反应，生成 N 2 和 CO 2 ，对此反应的下列叙述中正确的是 ( 　 ) A ．使用催化剂不能加快反应速率 B ．降低压强能加快反应速率 C ．升高温度能加快反应速率 D ．改变压强对反应速率无影响 C 7 、 反应 C(s) ＋ H 2 O(g)==CO(g) ＋ H 2 (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 ．保持体积不变充入水蒸气 C ．保持体积不变，充入 N 2 使体系压强增大 D ．保持压强不变，充入 N 2 使容器体积变大 AC 8 、 20℃ 时，将 0.10mol/LNa 2 S 2 O 3 溶液 10mL 和 0.10mol/LH 2 SO 4 溶液 10mL 混合， 2min 后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高 10℃ ，化学反应速率增大到原来的 2 倍，那么 50℃ 时，同样的反应要明显地出现浑浊，所需的时间是 ( 　 ) A ． 40s B ． 15s C ． 48s D ． 20s B 9 、 在恒温恒容条件下，能使 A(g) ＋ B(g)==C(g) ＋ D(g) 正反应速率增大的措施是 ( 　 ) A ．减小 C 或 D 的浓度 　　 B ．增大 D 的浓度 C ．减小 B 的浓度 D ．增大 A 或 B 的浓度 BD 10 、 升高温度时，化学反应速率加快，是由于 ( 　 ) A ．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多 B ．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多，化学反应速率加快 C ．该化学反应的过程是吸热的 D ．该化学反应的过程是放热的 AB 11 、 向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的 SO 2 和 O 2 ，开始反应时，按正反应速率由大到小顺序排列正确的是 ( 　 ) 甲：在 500℃ 时， SO 2 和 O 2 各 10mol 反应 乙：在 500℃ 时，用 V 2 O 5 作催化剂， 10mol SO 2 和 5mol O 2 起反应 丙：在 450℃ 时， 8mol SO 2 和 5mol O 2 反应 丁：在 500℃ 时， 8mol SO 2 和 5mol O 2 反应 A ．甲、乙、丙、丁 B ．乙、甲、丙、丁 C ．乙、甲、丁、丙 D ．丁、丙、乙、甲 C 12 、 设 C ＋ CO 2 ===2CO ，正反应是吸热反应，反应速率为 v 1 ； N 2 ＋ 3H 2 =2NH 3 ，正反应是放热反应，反应速率为 v 2 。对于上述反应，当温度升高时， v 1 和 v 2 的变化情况为 ( 　 ) A ．同时增大 B ．同时减小 C ． v 1 增大， v 2 减小 D ． v 1 减小， v 2 增大 A 13 、 将 a g 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实线所示，在相同的条件下， b g( a > b ) 粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应，则相应的曲线 ( 图中虚线所示 ) 正确的是 ( 　 ) C 14 、 — 定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应： 2HIH 2 ＋ I 2 。若 c (HI) 由 0.1mol·L － 1 降到 0.07mol·L － 1 时，需要 15s ，那么 c (HI) 由 0.07mol·L － 1 降到 0.05mol·L － 1 时，所需反应的时间为 ( 　　 ) A ． 5s B ． 10s C ．大于 10s D ．小于 10s C 15 、 在 2L 密闭容器中充有 2molSO 2 和一定量的 O 2 ，发生下列反应 2SO 2 ＋ O 2 ==2SO 3 ，假设反应过程中温度恒定，当反应进行到 4min 时，测得 SO 2 为 0.4mol ，若反应进行到 2min 时，密闭容器中 SO 2 的物质的量为 ( 　　 ) A ． 1.6mol B ． 1.2mol C ．大于 1.6mol D ．小于 1.2mol D D 16 、 将相同质量的铜片分别与过量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是 ( 　 ) A ．反应速率：两者相同 B ．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少 C ．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 D ．反应中转移的电子总数：前者多，后者少 B 17 、 同在室温下，同种规格的铝片分别与下列物质混合，化学反应速率最大的是 ( ) A ． 0.1mol·L － 1 的盐酸 15mL B ． 0.2mol·L － 1 的盐酸 12mL C ． 0.15mol·L － 1 的硫酸溶液 8mL D ． 18mol·L － 1 的浓硫酸 15mL C 18 、 0.1mol/LNa 2 S 2 O 3 溶液和 0.1mol/LH 2 SO 4 溶液各 5mL ，与 10mL 水混合，反应速率为 v 1 mol/(L·s) ； 0.2mol/LNa 2 S 2 O 3 溶液和 0.2mol/LH 2 SO 4 溶液各 5mL ，与 20mL 水混合，反应速率为 v 2 mol/(L·s) 。则 v 1 和 v 2 的关系是 ( 　 ) A ． v 1 > v 2 B ． v 1 < v 2 C ． v 1 ＝ v 2 D ．不能肯定 B