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第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 一輛汽車行駛速率的決定因素是什么 影響因素是什么 決定因素是 汽車的性能 如QQ和寶馬 影響因素 天氣 路況 燃料質(zhì)量 司機(jī)的駕駛水平和經(jīng)驗(yàn) 想一想 有效碰撞理論 回顧 化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物分子必須發(fā)生碰撞 但不是任何兩種反應(yīng)物分子之間的碰撞都能發(fā)生反應(yīng) 只有少數(shù)分子的碰撞能發(fā)生反應(yīng) 這種能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞 活化分子 活化能 活化分子比普通分子高的能量 符號(hào)Ea 單位 kJ mol 1 活化分子間的碰撞為有效碰撞 能夠發(fā)生有效碰撞的分子 不一定 能量 反應(yīng)過程 E1 E2 反應(yīng)物 生成物 活化分子 活化能 活化分子變成生成物分子放出的能量 該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng) 活化能與反應(yīng)熱有關(guān)嗎 反應(yīng)熱 普通分子 活化能 活化分子 合理取向的碰撞 有效碰撞 一個(gè)反應(yīng)經(jīng)歷的過程 回顧 相同條件下 Ea越大 活化分子百分?jǐn)?shù) f 反應(yīng) 反之 Ea越小 f 反應(yīng) 小知識(shí) 某一化學(xué)反應(yīng)的速率大小與單位時(shí)間內(nèi)有關(guān) 活化分子百分?jǐn)?shù) 活化分子數(shù) 反應(yīng)物分子總數(shù) 100 Ea的大小與反應(yīng)物本性 物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) 化學(xué)鍵 有關(guān) 在一定條件下 T一定 反應(yīng)物中活化分子的百分?jǐn)?shù)為定值 N活 N總 活 有效碰撞的次數(shù) 越小 越慢 越大 越快 反應(yīng)物本身的性質(zhì) 活化能的大小 單位體積內(nèi)活化分子的多少 單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)的多少 化學(xué)反應(yīng)速率的快慢 內(nèi)因 外因 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 一 內(nèi)部因素 主要因素 參加反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì) 二 外部因素 濃度 實(shí)驗(yàn)2 2 實(shí)驗(yàn)2 2結(jié)論 濃度大的H2C2O4 aq 先褪色 在其他條件不變時(shí) 增大反應(yīng)物濃度 可以增大反應(yīng)速率 2KMnO4 5H2C2O4 3H2SO4 K2SO4 2MnSO4 10CO2 8H2O 實(shí)驗(yàn)原理 規(guī)律 其他條件不變時(shí) 增大反應(yīng)物的濃度 可以增大反應(yīng)速率 減小反應(yīng)物的濃度 可以減小化學(xué)反應(yīng)的速率 P T一定時(shí) C反應(yīng)物 C反應(yīng)物 本質(zhì)原因 反應(yīng)物濃度增大 單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多 有效碰撞的頻率增加 反應(yīng)速率增大 濃度增大 單位體積內(nèi)n總 T不變 活 不變 有效碰撞 分析 注意 a 此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng) 對于純固體或液體的反應(yīng)物 一般情況下其濃度是常數(shù) 因此改變它們的量一般不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率 b 一般來說 固體反應(yīng)物表面積越大 反應(yīng)速率越大 固體反應(yīng)物表面積越小 反應(yīng)速率越小 c 隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行 反應(yīng)物的濃度會(huì)逐漸減小 因此一般反應(yīng)速率也會(huì)逐漸減小 一定條件下 在CaCO3 塊狀 2HCl CaCl2 H2O CO2的反應(yīng)中 為了加快反應(yīng)的速率 下列那些方法可行 A 增加HCl的濃度B 加水C 增加同濃度鹽酸的量D 改加CaCO3粉末 AD 如反應(yīng) 3KSCN FeCl3 Fe SCN 3 3KCl若在上述反應(yīng)體系中加入KCl晶體 會(huì)不會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率 不會(huì) 3 10mL 6mol L硫酸與過量鋅粉反應(yīng) 在一定溫度下 為了減慢反應(yīng)的速率 但又不影響生成H2的總量 可向反應(yīng)物中加入適量的 A 碳酸鈉固體B 水C 硫酸鉀溶液D 氫氧化鈉固體 BC 2 壓強(qiáng) 請?jiān)嚫鶕?jù)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響推出壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響情況 其他條件不變 壓強(qiáng)增大 體積縮小 化學(xué)反應(yīng)速率加快 其他條件不變 氣體的壓強(qiáng)增大 氣體濃度增大 反應(yīng)速率加快 氣體體積減小 注意 壓強(qiáng)增大 體積減小其他條件不變 規(guī)律 對于有氣體參加的反應(yīng) 若其他條件不變 壓強(qiáng)對于反應(yīng)速率的影響是通過對濃度的影響實(shí)現(xiàn)的p增大 c成比例增大 p減小 c成比例減小 1 壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響僅適用于有氣體參加的反應(yīng) 2 由于固體 液體粒子間的空隙很小 增大壓強(qiáng)幾乎不能改變它們的濃度 因此對只有固體或液體參加的反應(yīng) 壓強(qiáng)的變化對于反應(yīng)速率的影響可以忽略不計(jì) 分析 C活增大 3 在N2 3H22NH3中 當(dāng)其他外界條件不變時(shí) 減小體系壓強(qiáng) 該反應(yīng)的速率怎么變 在反應(yīng)中保持體系容積不變 充入N2 反應(yīng)的速率怎么變 在反應(yīng)中保持體系容積不變 充入He 反應(yīng)的速率怎么變 在反應(yīng)中保持體系壓強(qiáng)不變 充入He 反應(yīng)的速率怎么變 壓強(qiáng)影響反應(yīng)速率 必須伴隨有壓強(qiáng)改變時(shí)體積的改變現(xiàn)象 否則 壓強(qiáng)的變化并沒有作用到反應(yīng)的體系上 即壓強(qiáng)變則體積變 實(shí)際是濃度的變化 若容器的體積不變 因?yàn)楦鳉怏w的濃度沒有變 則速率不變 如在密閉容器中通入惰性氣體 注意 對于氣體有下列幾種情況 1 恒溫時(shí) 增大壓強(qiáng) 體積減少 C增大 反應(yīng)速率增大 2 恒容時(shí) 3 恒壓時(shí) 沖入 無關(guān)氣體 如He等 引起體積增大 各反應(yīng)物濃度減少 反應(yīng)速率減慢 注意 壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響應(yīng)看是否改變了氣體反應(yīng)物的濃度 A 充入氣體反應(yīng)物 反應(yīng)物濃度增大 總壓增大 反應(yīng)速率增大 B 沖入 無關(guān)氣體 如He N2等 引起總壓增大 但各反應(yīng)物的分壓不變 各物質(zhì)的濃度不變 反應(yīng)速率不變 練習(xí)4 對于反應(yīng)N2 O2 2NO在密閉容器中進(jìn)行 下列條件哪些不能加快該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率 A 縮小體積使壓強(qiáng)增大B 體積不變充入N2使壓強(qiáng)增大C 體積不變充入O2使壓強(qiáng)增大D 使體積增大到原來的2倍E 體積不變充入氦氣使壓強(qiáng)增大 DE 3 溫度 實(shí)驗(yàn)2 3 Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 SO2 S H2O 實(shí)驗(yàn)2 3結(jié)論 其他條件不變 溫度升高 反應(yīng)速率加快 1 規(guī)律 其他條件不變時(shí) 升高溫度 反應(yīng)速率增大 降低溫度 反應(yīng)速率減小 實(shí)驗(yàn)測得 溫度每升高10 反應(yīng)速率通常增大到原來的2 4倍 本質(zhì)原因 升高溫度 一部分非活化分子吸收能量轉(zhuǎn)化為活化分子 使得活化分子百分?jǐn)?shù)提高 活化分子間的有效碰撞頻率變大 故反應(yīng)速率增大 次要原因 溫度升高 分子的運(yùn)動(dòng)速度加快 能量較高的分子之間碰撞頻率隨之提高 1 其他條件不變 溫度升高 反應(yīng)速率加快 C活 2 溫度對反應(yīng)速率影響的規(guī)律 對吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng)都適用 3 反應(yīng)若是可逆反應(yīng) 升高溫度 正 逆反應(yīng)速率都加快 降低溫度 正 逆反應(yīng)速率都減小 T 普通分子變?yōu)榛罨肿?活 V 有效碰撞 N總一定 把除去氧化膜的Mg條 投入到盛有稀鹽酸的試管中 發(fā)現(xiàn)H2的產(chǎn)生速率 v 與時(shí)間 t 的變化情況如右圖所示 t1 t2速率變化的主要原因是 t2 t3速率變化的主要原因是 4 催化劑 實(shí)驗(yàn)2 4結(jié)論 加入催化劑可以加快反應(yīng)的速率 實(shí)驗(yàn)2 4 使用催化劑 能夠降低反應(yīng)所需的能量 這樣會(huì)使更多的反應(yīng)物的分子成為活化分子 大大增加單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子所占的百分?jǐn)?shù) 因而使反應(yīng)速率加快 催化劑 能改變化學(xué)反應(yīng)速率而自身的化學(xué)組成和質(zhì)量在反應(yīng)前后保持不變 加快化學(xué)反應(yīng)速率 減慢化學(xué)反應(yīng)速率 注 不說明指正催化劑 使用催化劑 降低反應(yīng)所需活化能 活 有效碰撞 V N總一定 C活 能量 反應(yīng)過程 E1 E2 反應(yīng)物 生成物 活化分子 活化能 活化分子變成生成物分子放出的能量 反應(yīng)熱 沒加催化劑 加了催化劑 催化劑是能改變反應(yīng)速率而自身在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量沒有發(fā)生變化的物質(zhì) 使用催化劑同等程度的改變正逆反應(yīng)速率 催化劑一定的具有選擇性和高效性 催化劑只能催化可能發(fā)生的反應(yīng) 對不發(fā)生的反應(yīng)無作用 催化劑中毒 催化劑的活性因接觸少量的雜質(zhì)而明顯下降甚至遭到破壞 這種現(xiàn)象叫催化劑中毒 注意 5 其他如光照 反應(yīng)物固體的顆粒大小 電磁波 超聲波 溶劑的性質(zhì)等 也會(huì)對化學(xué)反應(yīng)的速率產(chǎn)生影響 下列條件的變化 是因?yàn)榻档头磻?yīng)所需的能量而增加單位體積內(nèi)的反應(yīng)物活化分子百分?jǐn)?shù)致使反應(yīng)速率加快的是 A 增大濃度B 增大壓強(qiáng)C 升高溫度D 使用催化劑 D 各條件對速率的影響大小是 催化劑 溫度 濃度 壓強(qiáng) 體積變化引起的 各種影響都有其局限性 要針對具體反應(yīng)具體分析 總結(jié) 練習(xí)1 下列條件的變化 是因?yàn)榻档头磻?yīng)所需的能量而增加單位體積內(nèi)的反應(yīng)物活化分子百分?jǐn)?shù)致使反應(yīng)速率加快的是 A 增大濃度B 增大壓強(qiáng)C 升高溫度D 使用催化劑 B 練習(xí)2 設(shè)C CO22CO 正反應(yīng)吸熱 反應(yīng)速率為v1 N2 3H22NH3 正反應(yīng)放熱 反應(yīng)速率為v2 對于前述反應(yīng) 當(dāng)溫度升高時(shí) v1和v2變化情況為 A 同時(shí)增大B 同時(shí)減小C v1減少 v2增大D v1增大 v2減小 A 外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 總結(jié) 增多 增多 不變 增多 不變 不變 不變 增多 不變 增多 增多 增多 加快 加快 加快 增加 增加 增加 不變 增多 增加 增加 增加 加快 練習(xí)3 增大反應(yīng)物的濃度使反應(yīng)速率加快的主要原因 對于氣體參與體系增大壓強(qiáng)使反應(yīng)速率加快的主要原因是 升高溫度使反應(yīng)速率加快的主要原因是 使用催化劑使反應(yīng)速率加快的主要原因是 A 活化分子百分?jǐn)?shù)不變 但提高單位體積內(nèi)活化分子的總數(shù)B 增大分子的運(yùn)動(dòng)速率而使有效碰撞增加C 升高反應(yīng)物分子的能量 使活化分子的百分?jǐn)?shù)增加D 降低反應(yīng)所需的能量 使活化分子百分?jǐn)?shù)增加 A A C D 練習(xí) 將一定濃度的鹽酸倒入碳酸鈣中 若作如下改變的情況 其中能使最初的化學(xué)反應(yīng)速率增大的是 A 鹽酸的濃度不變 而使鹽酸的用量一倍B 鹽酸的濃度增大一倍 而使鹽酸的用量減少到原來的一半C 鹽酸的濃度和用量都不變 增加碳酸鈣的量D 鹽酸和碳酸鈣不變 增大壓強(qiáng)一倍E 加入CaCl2溶液F 加入CaCl2固體G 將CaCO3用CaCO3粉末代替 BG 練習(xí) 硫代硫酸鈉 Na2S2O3 與稀硫酸發(fā)生如下反應(yīng) Na2S2O3 H2SO4 Na2SO4 SO2 S H2O 下列四種情況中最早出現(xiàn)渾濁的是 A 10 時(shí)0 1mol LNa2S2O3和0 1mol LH2SO4各5mLB 10 時(shí)0 1mol LNa2S2O3和0 1mol LH2SO4各5mL 加水10mLC 20 時(shí)0 1mol LNa2S2O3和0 1mol LH2SO4各5mLD 20 時(shí)0 2mol LNa2S2O3和0 1mol LH2SO4各5mL 加水10mL C 謝謝觀賞