高中化学选修4课件_6化学反应速率 29页

第二章 化学反应速率和化学平衡 13 一月 2021 第一节 化学反应速率 第二章 化学反应速率和化学平衡 13 一月 2021 第二节 影响化学反应速率的因素 1 、 在通常情况下， Na 与水的反应和 Mg 与水的反应哪个剧烈 ( 反应速率快 ) ？为什么？ 2 、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中，产生 CO 2 的速率哪个较快？为什么？ 3 、石油的形成要多少年？炸药的爆炸呢？ 以上说明化学反应速率的决定因素是什么 ？ 决定化学反应速率的主要因素 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 。 3 影响反应速率的因素 （ 2 ）外部因素： （ 1 ）内部因素（主要因素 ): 参加反应物质的性质 ① 浓度： ② 压强： ③ 温度： ④ 催化剂： ⑤ 其他因素：光、颗粒大小、溶剂等。 4 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 碰 撞 理 论 5 n 活 = n 总 × 活 % 活化分子百分数： （活化分子数 / 反应物分子数） ×100% 化学反应速率主要取决于： 所有 能够改变内能 , 运动速率 , 以及碰撞几率 的方法， 都可以用来改变、控制反应的速率 。 一个反应经历的过程 普通 分子 活化 能 活化 分子 合理 取向的 碰撞 有效 碰撞 新物质 能量 有效碰撞的几率 6 一、浓度对反应速率的影响 浓度增大 → 单位体积内 n 总 ↑ T 不变， 活 % 不变 n 活 增大 → 有效碰撞 ↑ →V↑ 1 、在其他条件不变时， 增大反应物浓度，可以增大反应速率 实验 2-2 结论：浓度大的 H 2 C 2 O 4 （ aq ） 先褪色 2KMnO 4 + 5H 2 C 2 O 4 +3H 2 SO 4 =K 2 SO 4 +2MnSO 4 +10CO 2 ↑+8H 2 O 规律： 其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。 7 浓度对反应速率的影响 本质原因 反应物浓度增大，单位体积内 活化分子数增多 ，有效碰撞的频率增加，反应速率增大。 8 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。 2 、压强对反应速率的影响。 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 9 规律： 对于有气体参加的反应 ，若其他条件不变，增大压强， 气体体积缩小，浓度增大， 反应速率加快；减小压强，反 应 速率减慢。 压强增大 → 体积减小 其他条件不变 →V↑ →C 增大 压强对于反应速率的影响是 通过对浓度的影响 实现的 P 增大 →C 成比例 增大， P 减小 →C 成比例 减小 压强只对于 有气体参加的反应 的速率有影响 发散思考 ： 压强对于任意化学反应的速率都有影响吗？ 10 思考 : 在 N 2 +3H 2 2NH 3 中，当其他外界条件不变时： Ⅰ 减小体系压强，该反应的速率怎么变？ Ⅱ 在反应中保持体系容积不变，充入 N 2 ，反应的速率怎么变？ Ⅲ 在反应中保持体系容积不变，充入 He ，反应的速率怎么变？ Ⅳ 在反应中保持体系压强不变，充入 He ，反应的速率怎么变？ 压强对反应速率的影响 压强影响反应速率， 必须伴随有压强改变时体积的改变现象 。否则，压强的变化并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变，实际是浓度的变化。若容器的体积不变，因为各气体的浓度没有变，则速率不变。 如在密闭容器中通入惰性气体。 注意： 11 对于气体有下列几种情况 : 1 、恒温时： 增大压强 → 体积减少 →C 增大 → 反应速率增大 2 、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 、冲入“无关气体” （如 He 、 N 2 等） → 引起总压增大，因其体积不变，导致各物质的浓度不变 → 反应速率不变 3 、恒压时： 冲入“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。 12 例 ：对于反应 N 2 +O 2 =2NO 在密闭容器中进行，下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（ 　） 　　　　　　　　　 A 、缩小体积使压强增大 B 、体积不变充入 N 2 使压强增大 C 、体积不变充入 O 2 使压强增大 D 、使体积增大到原来的 2 倍 E 、体积不变充入氦气使压强增大 压强对反应速率的影响 DE 13 三、温度对反应速率的影响 实验 2-3 结论：温度高的溶液先出现浑浊 Na 2 S 2 O 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +SO 2 +S↓+H 2 O 1 、其他条件不变，温度升高，反应速率加快 T↑ → 普通分子变为活化分子 → 活 %↑ → n 活 ↑ →V↑ 2 、一般说来，温度每升高 10℃ ，速率增加 2-4 倍。 V× 倍数值 （ t2-t1)/10 = 变化后的反应速率 3 、温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。 4 、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。 14 a 、浓度 只适用于气体或溶液的反应 ，对于纯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。 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。 注意：  应用 1 ： 一定条件下，在 CaCO 3 ( 块状 )+2HCl=CaCl 2 +H 2 O+CO 2  反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行： A 、增加 HCl 的浓度 B 、加水 C 、增加同浓度盐酸的量 D 、改加 CaCO 3 粉末 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。 15 冰箱延长食物保鲜期 你能举出生活中利用改变温度改变反应速率的例子吗 ？ 16 四、催化剂对反应速率的影响 实验 2-4 结论：加入催化剂可以加快反应的速率 17 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 。 催化剂 ： 能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变 催化剂 正催化剂 负催化剂 加快 化学反应速率 减慢 化学反应速率 到目前为止没见一实例 注：不说明指正催化剂 四、催化剂对反应速率的影响 18 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 没加催化剂 加了催化剂 19 　　　  凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂（参与化学反应） 。 　　  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。 　　  没特别指明一般指正催化剂 　　  催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用 　　  催化剂一定的 具有选择性 　　  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： 20 五、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。 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。 总结 : 21 外界条件对化学反应速率的影响（总结） 影响因素 分子总数 活化分子 百分数 活化分子总数 活化分子浓度 （单位体积活化分子数） 增大浓度 增大压强 升高温度 正催化剂 增加 不变 不变 不变 不变 不变 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 不变 22 练习 1 ： 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 练习 2 ： 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 √ √ 23 练习 3 ： 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 √ 24 练习 4 ： 在密闭容器里，通入 x mol H 2 和 y mol Ｉ 2 ( ｇ ) ，改变下列条件， 反应速率将如何改变 ? (1) 升高温度 ； (2) 加入催化剂 ； (3) 充入更多的 H 2 ； (4) 扩大容器的体积 ； (5) 容器容积不变，通入氖气 。 25 练习 5 ： KClO 3 和 NaHSO 3 间的反应生成 Cl - 和 H + 、 SO 4 2- 离子的速度与时间关系如图所示，已知反应速率随 c(H + ) 的增加而加快，试说明： (1) 为什么反应开始时，反应速率增大？ (2) 反应后期速率降低的主要原因是什么？ 反应速率 时间 26 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 A C D 练习 6 ： 27 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 　（ 　　 ） 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的一半 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 CaCl 2 溶液 F 、加入 CaCl 2 固体 G 、将 CaCO 3 用 CaCO 3 粉末代替 BG 练习 7 ： 28 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 D 练习 8 ： 29