高二选修影响化学反应速率的因素.ppt
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1、高二选修影响化学反应速率的因素现在学习的是第1页,共33页一、影响化学反应速率的内部条件一、影响化学反应速率的内部条件1 1、内因、内因(主要因素主要因素)2 2、外因、外因(次要因素次要因素)反应物质本身的性质。反应物质本身的性质。例例1 1、决定化学反应速率的主要因素是、决定化学反应速率的主要因素是A A、反应时的温度、反应时的温度B B、反应物的性质、反应物的性质C C、反应物的浓度、反应物的浓度D D、容器内的压强、容器内的压强B B如:与水反应时,如:与水反应时,K K比比NaNa剧烈;与剧烈;与H H2 2反应时,反应时,F F2 2比比ClCl2 2剧烈。剧烈。物质本身的结构和性
2、质是化学反应速率大小的决定因素物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素分析同一反应分析同一反应分析不同反应分析不同反应现在学习的是第2页,共33页讨论影响化学反应速率的因素讨论影响化学反应速率的因素内因:内因:外因:外因:反应物本质属性反应物本质属性有哪些?是如何影响化学反应速率的?有哪些?是如何影响化学反应速率的?日常生活中改变速率的方法有日常生活中改变速率的方法有 加热、搅拌、增大反应物的浓加热、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂、汽车加大油门、炉膛安装鼓风机、把煤块粉度、使用催化剂、汽车加大油门、炉膛安装鼓风机、把煤块粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕点盒装小包除氧剂等等。碎后使用、
3、用冰箱保存食物、糕点盒装小包除氧剂等等。化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关。所有能够改变化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关。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、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。控制反应的速率。现在学习的是第3页,共33页有效碰撞条件:有效碰撞条件:能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞;能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞;不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞。不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞。有足够的能量使旧键断裂有足够的能量使旧键断裂碰撞时要有合理的取向碰撞时要有合理的取向能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子。能够发生
4、有效碰撞的分子叫做活化分子。现在学习的是第4页,共33页活化分子特点:活化分子特点:具有较高的能量,能量不足的分子获取能量后才能变成活化分子具有较高的能量,能量不足的分子获取能量后才能变成活化分子活化分子百分数:(活化分子数活化分子百分数:(活化分子数/反应物分子数)反应物分子数)100%100%能能量量反应过程反应过程生成物生成物反应物反应物反应热反应热E E1 1E E2 2活化分子活化分子讨论讨论单位体积内活化分子百分数或单位体积内活化分子数单位体积内活化分子百分数或单位体积内活化分子数与浓与浓度、温度、压强、催化剂的关系度、温度、压强、催化剂的关系活化能越低,单位体积内活化分子数越多,
5、化学反应速率就会越活化能越低,单位体积内活化分子数越多,化学反应速率就会越快。快。现在学习的是第5页,共33页化学反应的历程化学反应的历程普通普通分子分子活化活化能能活化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量思考:浓度、压强、温度、催化剂的变化对有效碰撞思考:浓度、压强、温度、催化剂的变化对有效碰撞的频率有何影响?的频率有何影响?现在学习的是第6页,共33页实验实验2-2浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响0.01mol/L的的KMnO4 溶液溶液0.1mol/LH2C2O4溶液溶液0.2mol/LH2C2O4溶液溶液快快慢慢2KMnO4+5H
6、2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O结论:结论:其它条件相同时,其它条件相同时,增加增加反应反应物的物的浓度浓度,反应,反应速率加快速率加快;反之,;反之,降降低低反应物的浓度(含稀释),反应反应物的浓度(含稀释),反应速率减慢速率减慢。浓度的一般讨论对象为浓度的一般讨论对象为气体气体或或溶液溶液,对于,对于纯液体纯液体和和固体固体,一般情况,一般情况下其浓度是定值。下其浓度是定值。二、影响化学反应速率的外部条件二、影响化学反应速率的外部条件(一)、浓度对化学反应速率的影响(一)、浓度对化学反应速率的影响现在学习的是第7页,共33页用碰撞理论来解释外界条件对
7、化学反应速率的影响用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响(一)、浓度对化学反应速率的影响(一)、浓度对化学反应速率的影响浓度增大浓度增大单位体积内活化分子的单位体积内活化分子的数目增大数目增大(活化分子(活化分子百分比不变,分子总百分比不变,分子总数增大)数增大)分子发生有效碰撞分子发生有效碰撞次数增多次数增多化学反应速化学反应速率增大率增大现在学习的是第8页,共33页原因:原因:在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子百分数是一在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子百分数是一定的,即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。所以当定的,即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正
8、比。所以当反应物的浓度增大时,单位体积内的分子数增多,活化分子数也相反应物的浓度增大时,单位体积内的分子数增多,活化分子数也相应的增多,反应速率也必然增大。应的增多,反应速率也必然增大。规律: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;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。减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。注意:注意:a a、此规律只适用于气体或溶液的反应,对于纯固体或液体、此规律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,因此改变它们的量不会改的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改
9、变它们的量不会改变化学反应速率。变化学反应速率。b b、气体或溶液浓度的改变与反应速率的关系并不是一概如此,若随、气体或溶液浓度的改变与反应速率的关系并不是一概如此,若随着浓度的改变,物质的本质发生了变化,那么反应速率的含义也不着浓度的改变,物质的本质发生了变化,那么反应速率的含义也不同了。如:硫酸与铁的反应同了。如:硫酸与铁的反应现在学习的是第9页,共33页任务一:实验验证任务一:实验验证0.2mol/L和和0.1mol/LH2C2O4溶液与溶液与0.005 mol/LKMnO4酸性溶液反应的速率快慢,并计算化学反应速率。酸性溶液反应的速率快慢,并计算化学反应速率。1.取取2支试管,各加入支
10、试管,各加入4mL 0.005mol/L KMnO4酸性溶液;酸性溶液;2.取取2支试管,各加入支试管,各加入4mL 0.2mol/L和和0.1mol/LH2C2O4溶液;溶液;3.将两支试管中的草酸溶液分别加入将两支试管中的草酸溶液分别加入1中的两支试管中,加入同时按下秒表;中的两支试管中,加入同时按下秒表;4.观察至溶液恰好褪色,记录时间。并填写下表。观察至溶液恰好褪色,记录时间。并填写下表。试剂试剂(mol/L)自变量自变量(mol/L)因变量因变量(mol L-1s-1)测量数测量数据据(s)计算数据计算数据KMnO40.005H2C2O40.2H2C2O40.1反应速率反应速率(mo
11、l L-1s-1)时间时间反应速率反应速率(mol L-1s-1)实验实验14mL4mL实验实验24mL4mLH2C2O40.24/8H2C2O40.14/8KMnO40.0054/(8t)KMnO40.0054/(8t)现在学习的是第10页,共33页任务二:如果给出的试剂只有任务二:如果给出的试剂只有0.005 mol/LKMnO4酸性溶液、酸性溶液、0.2mol/LH2C2O4溶液和蒸馏水,完成不同草酸浓度(溶液和蒸馏水,完成不同草酸浓度(0.2mol/L和和0.1mol/L)对化学反应速率影响实验。如何进行实验?)对化学反应速率影响实验。如何进行实验?试剂试剂(mol/L)自变量自变量(
12、mol/L)因变量因变量(mol L-1s-1)测量数测量数据据(s)计算数据计算数据KMnO40.005H2C2O40.2蒸馏水蒸馏水反应速率反应速率(mol L-1s-1)时间时间反应速率反应速率(mol L-1s-1)实验实验14mL4mL0mL实验实验24mL2mL2mLH2C2O40.24/8H2C2O40.22/8KMnO40.0054/(8t)KMnO40.0054/(8t)方案:先取出方案:先取出4mL和和2mL草酸溶液于两支试管中,然后在第二支试管中草酸溶液于两支试管中,然后在第二支试管中加入蒸馏水加入蒸馏水2mL(先配出不同浓度的草酸溶液,再将其跟同浓度同体(先配出不同浓度
13、的草酸溶液,再将其跟同浓度同体积的高锰酸钾溶液混合)积的高锰酸钾溶液混合)现在学习的是第11页,共33页充分认识蒸馏水对调整溶液体积一致有充分认识蒸馏水对调整溶液体积一致有重大作用。要明白重大作用。要明白V(最终溶液)对(最终溶液)对c(最终溶液)的影响,理解几种溶液混合(最终溶液)的影响,理解几种溶液混合时,某种溶液的浓度并不再是初始给出数时,某种溶液的浓度并不再是初始给出数据,而是混合稀释后的浓度。据,而是混合稀释后的浓度。现在学习的是第12页,共33页(二)、压强对反应速率的影响(二)、压强对反应速率的影响分析:分析:对气体来说,若其他条件不变,对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是
14、增加单位体积的反应物增大压强,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,单的物质的量,即增加反应物的浓度,单位体积内活化分子数增多,因而可以增位体积内活化分子数增多,因而可以增大化学反应的速率。大化学反应的速率。结论:结论:对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强,反应对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率加快;减小压强,反速率加快;减小压强,反应应速率减慢。速率减慢。压强增大压强增大浓度增大浓度增大单位体积单位体积内内n n活活有效碰撞有效碰撞现在学习的是第13页,共33页注意:注意:压强影响,只适用于讨论有气体参加压强影响,只适用于讨论有气体参加的反应
15、,当然并不一定全部是气体。如果反的反应,当然并不一定全部是气体。如果反应物是应物是固体、液体、溶液固体、液体、溶液时,改变压强对反应速时,改变压强对反应速率没有影响。率没有影响。压强对反应的影响压强对反应的影响本质上是浓度的影响本质上是浓度的影响。当用。当用不同的方法改变体系的压强时,应从本质出发,不同的方法改变体系的压强时,应从本质出发,具体分析。具体分析。压压强强增增大大气气体体的的体体积积缩缩小小浓浓度度增增大大化化学学反反应应速速率率增增大大单单位位体体积积内内活活化化分分子子数数增增大大有有效效碰碰撞撞次次数数增增多多用碰撞理论来解释外界条件对化用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率
16、的影响学反应速率的影响现在学习的是第14页,共33页N N2 2 H H2 2ArAr讨论讨论1 1:取一个:取一个容积固定容积固定的密闭容器,充入的密闭容器,充入ArAr后,对速率如何影响?后,对速率如何影响?总气压增大总气压增大N N2 2、H H2 2浓度不变浓度不变这种做法绝不是教材中所说这种做法绝不是教材中所说“增增压压”范畴,(教材中的增压必须范畴,(教材中的增压必须缩容)缩容)速率不变速率不变N N2 2 H H2 2ArAr讨论讨论2 2:向:向容积可变容积可变的容器中充入惰性气体,分析速率变化情况的容器中充入惰性气体,分析速率变化情况注意:注意:压强的压强的“真变真变”与与“
17、假变假变”注意:改变压强就是改变单位体积内气体的浓度,如果系统注意:改变压强就是改变单位体积内气体的浓度,如果系统的压强虽然发生了变化,但是单位体积内气体的浓度并不发生改的压强虽然发生了变化,但是单位体积内气体的浓度并不发生改变时,反应速率也不改变。变时,反应速率也不改变。现在学习的是第15页,共33页小结:惰性气体对反应速率的影响小结:惰性气体对反应速率的影响(1 1)如果保持)如果保持恒温恒容,加入惰性气体恒温恒容,加入惰性气体后,反应物的浓度后,反应物的浓度 ,因此对反应,因此对反应速率速率 。(2 2)如果)如果恒温恒压,加入惰性气体恒温恒压,加入惰性气体后,反应体系体积后,反应体系体
18、积 ,反应物的浓度,反应物的浓度 ,因此反应速率会,因此反应速率会 。结论:结论:1 1、恒容时恒容时“假变假变”:加入稀有气体使压强增大,反应物和生加入稀有气体使压强增大,反应物和生成物的浓度都没有变化,所以化学反应速率不变。成物的浓度都没有变化,所以化学反应速率不变。2 2、恒压时恒压时“真变真变”:加入稀有气体使体积增大,反应物和生成物的加入稀有气体使体积增大,反应物和生成物的浓度都减小,所以化学反应速率减小。浓度都减小,所以化学反应速率减小。压强压强对速率的影响是对速率的影响是通过改变气体的浓度通过改变气体的浓度来来改变改变的;若压强变化的;若压强变化之后,气体的之后,气体的浓度未变浓
19、度未变,其化学反应,其化学反应速率不变速率不变。现在学习的是第16页,共33页例例3 3、在一、在一固定体积固定体积的密闭体系中发生反应:的密闭体系中发生反应:N N2 23H3H2 22NH2NH3 3。现采。现采取下列措施:(取下列措施:(1 1)往体系中充入一定量的氢气;()往体系中充入一定量的氢气;(2 2)往体系中充入一定)往体系中充入一定量的氮气;(量的氮气;(3 3)往体系中充入一定量的)往体系中充入一定量的HeHe;(;(4 4)压缩容积使体积变小)压缩容积使体积变小。哪些措施能够使反应速率增大?为什么?。哪些措施能够使反应速率增大?为什么?答案:(答案:(1 1)、()、(2
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