高中化學 第2章 化學反應速率和化學平衡 第2節(jié) 影響化學反應速率的因素課件 新人教版選修4.ppt

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成才之路 化學,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修④,化學反應速率和化學平衡,第二章,第二節(jié) 影響化學反應速率的因素,第二章,1．有效碰撞理論 (1)化學反應,●新知導學,斷裂,生成,重新組合,碰撞,有效碰撞,(2)有效碰撞,化學反應,有效碰撞,活化能,(3)化學反應的過程 ①圖示,E1：______________________； E2：______________________； E1－E2：______________________。,反應的活化能 活化分子變?yōu)樯晌锓肿臃懦龅哪芰?反應熱,活化能,合理取向,能量,有效碰撞,內(nèi)能,運動速率,碰撞幾率,增大,減小,活化分子數(shù),有效碰撞,增大,減小,加快,減慢,反應物的濃度,加快,減慢,增大,減小,活化分子百分數(shù),碰撞頻率,有效碰撞幾率,增大,加快,路徑,活化能,活化分子百分數(shù),有效碰撞,超聲波,電弧,電磁場,接觸面積,1．隨著人們生活水平的提高，冰箱已經(jīng)走進了千家萬戶，你知道人們?yōu)槭裁词褂帽浔４媸澄飭幔?提示：有很多在高溫或常溫時進行得很快的化學反應，在低溫下則進行得比較慢。食物在低溫下保存時間長，不容易變質(zhì)。所以人們使用電冰箱保存食物。,●自主探究,2．改變固體或純液體的用量對化學反應速率有何影響？改變?nèi)芤旱挠昧繉瘜W反應速率有何影響？ 提示：對于固體或純液體物質(zhì)，一般情況下其濃度可視為常數(shù)，因此改變固體或純液體的用量對化學反應速率無影響。但固體物質(zhì)的表面積的大小會影響化學反應速率。一般，固體的顆粒越細，表面積越大，反應速率就越快。改變?nèi)芤旱挠昧繒r，由于濃度不變，因此對化學反應速率無影響。,3．將兩塊相同質(zhì)量、表面積完全相同的鋅分別放入足量的相同濃度的兩份鹽酸中，一份10 mL，另一份20 mL。剛開始反應時，二者速率大小有什么關(guān)系？為什么？ 提示：反應速率相等；因為兩塊鋅表面積相同，兩份鹽酸c(H＋)相等。 4．為什么常把固體溶于水配成溶液進行反應？ 提示：配成溶液可以使反應物分散成更小的粒子，擴大了接觸面積，使反應速率加快，且能使反應更充分。,1．化學反應過程 化學反應過程就是反應物分子中的原子重新組合成產(chǎn)物分子的過程，即反應物分子中化學鍵的斷裂和產(chǎn)物分子中化學鍵的形成過程。,有效碰撞理論概述,●教材點撥,2．有效碰撞 能夠發(fā)生化學反應的碰撞稱為有效碰撞?；瘜W反應發(fā)生的先決條件是反應物分子之間必須發(fā)生碰撞。反應物分子之間的碰撞只有少數(shù)能導致化學反應的發(fā)生，多數(shù)碰撞并不能導致反應的發(fā)生，是無效碰撞。有效碰撞的頻率越高，則化學反應的速率越大。,3．活化分子和活化能 (1)活化分子 能發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子?；罨肿又g之所以能夠發(fā)生有效碰撞，是由于它們的能量高，發(fā)生碰撞時，能克服相撞分子間的排斥力，破壞分子內(nèi)原子間的“結(jié)合力”從而導致反應物分子被破壞，重新組合成生成物分子，發(fā)生化學反應。,4．從“有效碰撞”理論理解外因?qū)Ψ磻俾实挠绊?,下列說法正確的是( ) ①活化分子間的碰撞一定能發(fā)生化學反應 ②普通分子間的碰撞有時也能發(fā)生化學反應 ③活化分子比普通分子具有較高的能量 ④化學反應的實質(zhì)是原子的重新組合 ⑤化學反應的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成過程 ⑥化學反應的實質(zhì)是活化分子有合適取向的有效碰撞 A．①③④⑤ B．②③⑥ C．④⑤⑥ D．②④⑤,●典例透析,【答案】 C,1．人們把能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子，同時把活化分子比普通反應物分子所多出的那部分能量稱作活化能。某反應過程如下圖所示。則該反應的活化能為__________，反應為__________(填“放熱”或“吸熱”)反應，ΔH＝__________kJmol－1。,●變式訓練,,解析：E2E1，反應放熱，ΔH＝－(E2－E1)kJmol－1。 答案：E1 放熱 －(E2－E1),1．外界條件對反應速率產(chǎn)生影響的本質(zhì),外界條件對反應速率的影響,●教材點撥,,2．濃度對化學反應速率的影響 在其他條件不變時，增大反應物濃度，反應速率加快；減小反應物的濃度，反應速率減慢。 原因：當反應物濃度增大→單位體積內(nèi)分子數(shù)增多→單位體積活化分子數(shù)增多(活化分子濃度增大)→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多→化學反應速率加快。,4.溫度對化學反應速率的影響 溫度升高時，化學反應速率加快；溫度降低時，化學反應速率減小。 在濃度一定時，升高溫度，反應物分子的能量增加，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子，從而增大了反應物分子中活化分子的百分數(shù)，使有效碰撞次數(shù)增多，因而使反應速率增大。,5．催化劑對化學反應速率的影響 在其他條件不變時，使用正催化劑，能夠降低反應所需的能量，這樣就會使更多的反應物分子成為活化分子，大大增加單位體積內(nèi)反應物分子中活化分子所占的百分數(shù)，從而增大化學反應速率。 結(jié)論：催化劑能夠改變化學反應速率；能加快化學反應速率的催化劑叫做正催化劑；能夠減慢化學反應速率的催化劑叫負催化劑。一般情況下所說的催化劑指正催化劑。,溫馨提示：(1)正確理解濃度對化學反應速率的影響 ①對于純固體或純液體，其濃度可視為常數(shù)，因而其物質(zhì)的量改變時不影響化學反應速率。固體物質(zhì)的反應速率與接觸面積有關(guān)，固體顆粒越細，表面積越大，反應速率越快，故塊狀固體可以通過研細增大表面積，來加快反應速率。 ②若為可逆反應，增大反應物濃度，正反應速率增大，在瞬間生成物濃度可認為不變，逆反應速率不變。但隨著反應的進行，反應物濃度減小，生成物的濃度逐漸增大，故v(正)逐漸減小，而v(逆)逐漸增大，直到兩者相等。,(2)壓強對化學反應速率影響的關(guān)鍵分析。 分析壓強改變對化學反應速率的影響時，關(guān)鍵看氣體反應物濃度是否有變化：若氣體反應物濃度有變化，化學反應速率一定改變；若氣體反應物濃度無變化，化學反應速率不改變。同時要注意通常所說的壓強增大是指壓縮加壓。,(3)溫度對化學反應速率影響的要點 ①溫度對反應速率的影響規(guī)律，對吸熱反應、放熱反應都適用，且不受反應物狀態(tài)的限制。升溫時，吸熱反應增加的倍數(shù)大于放熱反應增加的倍數(shù)；降溫時，吸熱反應減小的倍數(shù)大于放熱反應減小的倍數(shù)。 ②對于可逆反應來說，升高溫度，正、逆反應速率均增大，但是吸熱方向增大的程度更大；同理，降低溫度，正、逆反應速率均降低，只是吸熱方向降低的程度更大。,(4)催化劑的影響不可忽視： ①催化劑有選擇，不同的反應有不同的催化劑，具有一定的活化溫度，催化劑不同，活化溫度不同。 ②催化劑不能改變反應，不能改變生成物的量，也不能使本來不會發(fā)生的反應變成可能。 ③如果為可逆反應，催化劑可同等程度地改變正、逆反應速率。,●典例透析,C．降低溫度，v(正)、v(逆)都減小，且v(正)減小的倍數(shù)小于v(逆)減小的倍數(shù) D．加入氬氣，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大的倍數(shù)大于v(逆)增大的倍數(shù),【解析】 催化劑能同等倍數(shù)地改變正、逆反應速率；增大壓強，v(正)、v(逆)都增大，且化學計量數(shù)較大的一側(cè)增大的倍數(shù)大于化學計量數(shù)較小的一側(cè)增大的倍數(shù)；降低溫度，v(正)、v(逆)都減小，且吸熱反應減小的倍數(shù)大于放熱反應減小的倍數(shù)，如本題中應是v(逆)減小的倍數(shù)大于v(正)減小的倍數(shù)；加入氬氣，若是恒溫、恒容，則v(正)、v(逆)均不變，若是恒溫、恒壓，相當于減小原體系的壓強，v(正)、v(逆)均減小。 【答案】 D,●變式訓練,解析：A項中加入100 mL NaCl溶液時，相當于稀釋了鹽酸，H＋濃度減小，生成H2的速率變慢，A項不正確；C項升溫時無論正反應速率還是逆反應速率都要增大，C項不正確；D項Fe和濃H2SO4在溫度低時發(fā)生鈍化，若二者反應也不會生成H2，而是生成SO2氣體，D項不正確。 答案：B,1．以化學反應CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O為例 (1)其他條件一定，反應速率隨著c(HCl)的增大而增大。如圖A。 (2)其他條件一定，反應速率隨著溫度的升高而增大，如圖B。 (3)其他條件一定，隨著反應時間的延長，c(HCl)逐漸減小，化學反應速率逐漸減小，如圖C。,化學反應速率的圖像,●教材點撥,(4)其他條件一定，只增加CaCO3(s)的質(zhì)量，反應速率不變化，如圖D。,,,(4)分別在較低溫度T1和較高溫度T2下反應，使氣態(tài)反應物的壓強都逐漸增大(縮小容積的容積)，反應速率隨著壓強的增大而增大，隨著溫度的升高而增大，如圖C。,,溫馨提示：①根據(jù)物質(zhì)的量(或物質(zhì)的量濃度)—時間圖像，可以計算某物質(zhì)的平均反應速率、轉(zhuǎn)化率，確定化學方程式中的化學計量數(shù)等。 ②根據(jù)速率—時間圖像可以判斷條件改變后反應速率的變化趨勢，對化學反應與外界條件的內(nèi)在聯(lián)系進行定性分析。,3．化學反應速率的圖像是?？純?nèi)容之一，主要考查同學們的讀圖、識圖能力。對于化學反應速率的有關(guān)圖像問題，可按以下方法進行分析： (1)認準橫坐標、縱坐標各表示什么物理量； (2)看清曲線的起點位置及曲線的變化趨勢，確定函數(shù)的增減性； (3)理解曲線斜率大小的意義，當斜率為0時，曲線為一水平線的特定含義；,(4)準確把握各個特殊點(如起點、最高點、交點等)的含義； (5)認準某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)在解題中的特定作用； (6)全面、準確地從圖中找出直接或隱含的信息，結(jié)合上述幾點快速得出答案。,(2015濟寧模擬)(雙選)等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應，測定在不同時間t產(chǎn)生氫氣體積V的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到如下圖，則曲線a、b、c、d所對應的實驗組別可能是( ),●典例透析,,【解析】 由圖知，反應速率：abcd；由外界條件對反應速率的影響知，溫度高、濃度大、固體表面積大，反應速率就快，則1組最慢，2組稍快，由于3組溫度高但固體表面積小，4組溫度低但固體表面積大，因此，無法確定3組與4組的反應速率的快慢，但均比2組快，故A、C項均正確，B、D項均錯誤。 【答案】 AC,【點評】 分析化學反應速率圖像，要注意分析圖像的變化趨勢，分清影響化學反應速率的因素。一般要從以下幾個方面分析：①分析起點：分清反應物或生成物。濃度或物質(zhì)的量減少的是反應物，濃度或物質(zhì)的量增大的是生成物。反應物以高于原點為起點，生成物多以原點為起點。②分析變化趨勢：如升溫或降溫，加壓或減壓等，注意濃度、溫度、壓強的改變等對化學反應速率的影響。③分析終點：確定反應物消耗的濃度或生成物增大的濃度。④分析時間：如速率圖像中的拐點、突變點等。注意分析曲線的連續(xù)或跳躍所代表的含義。,3．把鎂條直接投入到盛有鹽酸的敞口容器里，產(chǎn)生H2速率如圖所示。下列因素中對產(chǎn)生H2速率有影響的是( ) ①鹽酸的濃度 ②鎂條的表面積 ③溶液的溫度 ④Cl－的濃度 A．①④ B．③④ C．①②③ D．②③,●變式訓練,,解析：鎂條與鹽酸反應過程中鹽酸濃度逐漸減小，同時放出一定的熱量。 答案：C,,點評：本題如果沒有速度－時間變化圖，同樣能確定影響該反應速率的因素。實際上從圖像變化看，化學反應速率開始先增大，后又逐漸減小，在增大和減小的兩個時間段內(nèi)，①②③三方面都一直影響反應速率，只不過開始階段表面積增大、溫度升高(加快反應速率)為主要影響因素，而鹽酸中H＋濃度的減小(使反應速率減小)為次要影響因素，后面階段則相反。,4．將a g塊狀碳酸鈣跟足量的鹽酸反應，反應物損失的質(zhì)量隨時間的變化曲線如圖(實線表示)，在相同的條件下，b g(ab)粉末狀碳酸鈣與同濃度的鹽酸反應，則相應的曲線(圖中虛線表示)正確的是( ),解析：粉末狀CaCO3的表面積比塊狀CaCO3的表面積大，故在相同條件下，與相同濃度的鹽酸反應時反應速率快，即單位時間內(nèi)損失的CaCO3質(zhì)量大，A、B均不合題意。由于ab，當粉末狀CaCO3完全消耗時，塊狀CaCO3尚有剩余，此后，單位時間內(nèi)塊狀CaCO3的損失量又大于粉末狀CaCO3。 答案：C,,1．(2015經(jīng)典習題選項)下列說法正確的是( ) A．某一反應的活化分子百分數(shù)是個定值 B．升高溫度會加快化學反應速率，原因是增大了活化分子百分數(shù) C．加壓可以增大活化分子百分數(shù) D．對有氣體參加的化學反應，若縮小反應容器的容積，可增大活化分子百分數(shù)，從而使反應速率增大,解析：A項，如果改變反應條件，如升溫或使用催化劑等，則活化分子百分數(shù)會增大，A錯；C項，加壓活化分子百分數(shù)并不變化，C錯；D項，縮小容器的容積只是增加了單位體積內(nèi)活化分子數(shù)，并沒有增大活化分子百分數(shù)，D錯。 答案：B,2．(2015溫州十校聯(lián)考)把下列四種X溶液分別加入四個盛有10 mL 2 molL－1鹽酸的燒杯中，并加水稀釋到50 mL。此時X和鹽酸緩慢地進行反應，其中反應速率最快的是( ) A．20 ℃ 30 mL 2 molL－1的X溶液 B．10 ℃ 20 mL 3 molL－1的X溶液 C．20 ℃ 10 mL 4 molL－1的X溶液 D．10 ℃ 10 mL 2 molL－1的X溶液,解析：加水稀釋到50 mL后，A、B濃度相同，但A比B溫度高，A、C溫度相同但C的濃度小，D溫度低、濃度小，故反應最快的是A。要注意開始時溶液體積不同，加水均稀釋到50 mL。 答案：A,解析：降溫使反應速率減慢，A項不正確；因為B為固體，所以加入B對反應速率無影響，B項不正確；恒容條件下充入氦氣不參與反應，容器內(nèi)壓強增大，但是各反應體系物質(zhì)的濃度不變，反應速率不變，C項不正確；恒容條件加入A，增大了A的濃度，反應速率增大，D項正確。 答案：D,4．硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應的化學方程式為： Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是( ),解析：本題考查了影響化學反應速率的因素。比較A和C可知，兩選項中物質(zhì)混合后反應物的濃度相等，但C選項的溫度高，故反應速率C大于A，同理可知反應速率D大于B，再比較C、D兩選項，混合后D中Na2S2O3的濃度是C中的2倍，故D組實驗中最先出現(xiàn)渾濁。 答案：D,5．(2015浙江臺州中學月考)某實驗小組對H2O2的分解做了如下探究： 下表是該實驗小組研究影響H2O2分解速率的因素時記錄的一組數(shù)據(jù)： 用10 mL H2O2制取150 mL(標準狀況下)O2所需的時間(s),(1)①該實驗小組在設計方案時，考慮了濃度、__________、__________等因素對H2O2分解速率的影響。上述因素對H2O2分解速率的影響分別是： ________________________________________； ________________________________________； ________________________________________； ②推測t(s)的范圍為__________。,(2)將質(zhì)量相同但聚集狀態(tài)不同的MnO2分別加入15 mL 5%的H2O2溶液中，并用帶火星的木條測試，結(jié)果如下： ①寫出上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式____________。 ②實驗結(jié)果表明，催化劑的催化效果與__________有關(guān)。,(3)下列有關(guān)催化劑的說法中正確的是__________(填序號) A．催化劑不參與反應，反應前后催化劑的性質(zhì)和質(zhì)量都不變 B．催化劑在化學反應前后化學性質(zhì)和質(zhì)量都不變 C．催化劑能使不起反應的物質(zhì)發(fā)生反應 D．催化劑能改變化學反應速率 E．任何化學反應都需要催化劑 F．催化劑具有高度的選擇性(或?qū)Ｒ恍?,