《2018-2019学年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速度 第3节 化学反应的速率 第2课时 影响化学反应速率的因素课件 鲁科版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速度 第3节 化学反应的速率 第2课时 影响化学反应速率的因素课件 鲁科版选修4（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第2课时影响化学反影响化学反应速率的因素速率的因素第第2章化学反应的方向、限度与速度章化学反应的方向、限度与速度1.掌握外界条件对化学反应速率的影响。掌握外界条件对化学反应速率的影响。2.能从活化分子角度解释外界条件对化学反应速率的影响。能从活化分子角度解释外界条件对化学反应速率的影响。3.了解化学反应速率常数、浓度公式、活化能的含义及应用。了解化学反应速率常数、浓度公式、活化能的含义及应用。1.催催化化剂：能能够改改变某某一一化化学学反反应速速率率本本身身的的质量量与与化化学学性性质反反应前后都没有改前后都没有改变的物的物质；起的作用叫催化作用。；起的作用叫催化作用。2.向向H2O2中中加
2、加入入MnO2，会会加加快快H2O2的的分分解解速速率率；降降温温会会减减慢慢H2O2的分解速率。的分解速率。3.初初中中用用粗粗Zn与与H2SO4(稀稀)反反应制制备H2而而不不用用纯Zn，是是因因为粗粗Zn与与H2SO4可可形形成成原原电池池加加快快生生成成H2的的速速率率，即即原原电池池可可加快氧化加快氧化还原反原反应的速率。的速率。知知识点点外界条件外界条件对化学反化学反应速率的影响速率的影响 自主学自主学习1.浓度度对化学反化学反应速率的影响速率的影响(1)基本基本规律律在在其其他他条条件件不不变时，增增大大反反应物物的的浓度度可可以以_化化学学反反应速率；减小反速率；减小反应物的物
3、的浓度可以度可以_化学反化学反应速率。速率。加快加快减慢减慢反反应速率常数速率常数速率方程中的比例系数速率方程中的比例系数k称称为反反应速率常数，它表示速率常数，它表示_，它具，它具备以下特点：以下特点：a与与浓度度无无关关，但但受受_等等因因素素的影响。温度升高，的影响。温度升高，k值通常通常_。b通常情况下，通常情况下，k值越大，反越大，反应进行得行得_。 单位位浓度下的化学反度下的化学反应速率速率温度、催化温度、催化剂、固体表面性、固体表面性质增大增大越快越快2.压强强对化学反化学反应速率的影响速率的影响(1)对于于气气体体反反应体体系系，压强强与与化化学学反反应速速率率成成正正比比。增
4、增大大压强强,化学反化学反应速率速率_，减小，减小压强强，化学反，化学反应速率速率_。(2)对于于只只涉涉及及液液体体和和固固体体的的反反应，压强强的的改改变对反反应速速率率几几乎无影响。乎无影响。(3)对于气体反于气体反应体系，有以下几种情况：体系，有以下几种情况：恒温恒温时：增大：增大压强强体体积缩小小浓度增大度增大反反应速率速率_。加快加快减慢减慢加快加快恒温、恒容恒温、恒容时a充入气体反充入气体反应物物浓度增大度增大反反应速率速率_。b充充入入“惰惰性性气气体体”总压增增大大，各各物物质浓度度不不变，反反应应速速率率_。恒恒温温、恒恒压时：充充入入“惰惰性性气气体体”体体积增增大大各各
5、反反应物物浓度减小度减小反反应速率速率_。加快加快不不变减慢减慢3温度温度对化学反化学反应速率的影响速率的影响24活化能活化能不同不同不同不同4.催化催化剂对化学反化学反应速率的影响速率的影响(1)催化催化剂能能_化化学学反反应速速率率而而在在反反应前前后后本本身身的的_和和_不不变的物的物质。(2)催化原理催化原理通通过参参与与反反应，改改变反反应历程程， _反反应的的活活化化能能来来提提高高化学反化学反应速率。速率。催化催化剂不能改不能改变化学反化学反应的平衡常数的平衡常数,不能改不能改变平衡平衡转化率。化率。(3)特点特点选择性：只性：只对某一反某一反应或某或某类反反应起催化作用。起催化
6、作用。高效性：可以高效性：可以较大幅度降低反大幅度降低反应的的_，从而有效地，从而有效地_化学反化学反应速率。速率。加快加快质量量化学性化学性质降低降低活化能活化能提高提高自我自我诊断断判断正判断正误：(1)对可逆反可逆反应来来讲，升高温度，升高温度，v吸吸增大，增大，v放放减小。减小。()(2)使使用用催催化化剂可可以以加加快快化化学学反反应速速率率，并并能能提提高高反反应物物的的转化率。化率。()(3)恒温恒恒温恒压时对于一个平衡体系于一个平衡体系N23H2 2NH3加入加入N2，v正正增大，增大，v逆逆减小，故反减小，故反应向正方向移向正方向移动。()(4)降低温度，降低温度，v正正、v
7、逆逆都减小，其吸都减小，其吸热方向的反方向的反应速率减小速率减小的程度大，放的程度大，放热方向的反方向的反应速率减小的程度小。速率减小的程度小。()(5)压强强对反反应速率的影响是由于速率的影响是由于浓度度变化引起的。化引起的。()实验编号号12345HI/molL10.1000.2000.3000.1000.100H2O2/molL10.1000.1000.1000.2000.300v/molL1s10.007 60 0.015 3 0.022 7 0.015 1 0.022 8实验结论：在在HI浓度度一一定定时，化化学学反反应速速率率与与H2O2成成正正比比，在在H2O2浓度度一一定定时，
8、化化学学反反应速速率率与与HI成成正正比比，因因此此化学反化学反应速率的数学表达式速率的数学表达式为vkH2O2HI。(3)反反应速率常数速率常数(k)含含义：表示：表示单位位浓度下的化学反度下的化学反应速率。速率。意意义：通常反：通常反应速率常数越大，反速率常数越大，反应进行得越快。行得越快。影影响响因因素素：反反应速速率率常常数数(k)与与浓度度无无关关，但但受受温温度度、催催化化剂、固固体体表表面面性性质等等因因素素的的影影响响。一一般般来来说，k随随温温度度变化化很很明明显，温度升高，温度升高，k值通常增大。通常增大。2压强强对化学反化学反应速率的影响速率的影响(1)规律律总结：对于于
9、气气体体反反应来来说，在在一一定定温温度度下下，增增大大压强强(减小容器容减小容器容积)，反，反应速率减慢。速率减慢。(2)理理论解解释：在在一一定定温温度度下下，一一定定物物质的的量量的的气气体体所所占占的的体体积与与压强强成成反反比比。增增大大压强强(减减小小容容器器容容积)相相当当于于增增大大反反应物物的的浓度度，反反应速速率率加加快快；减减小小压强强(增增大大容容器器容容积)相相当当于于减减小小反反应物的物的浓度，反度，反应速率减慢。速率减慢。(3)改改变压强强对反反应速率的影响的几种情况速率的影响的几种情况对于于有有气气体体参参加加的的反反应，改改变压强强，对化化学学反反应速速率率产
10、生生影影响响的的根根本本原原因因是是浓度度的的改改变。所所以以讨论压强强对反反应速速率率的的影影响响时，应区区分分引引起起压强强改改变的的原原因因，这种种改改变对反反应体体系系的的浓度度产生何种影响，由此判断出生何种影响，由此判断出对反反应速率有何影响。速率有何影响。3.温度温度对化学反化学反应速率的影响速率的影响(1)温度温度对化学反化学反应速率的影响速率的影响规律律总结：当其他条件不：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学，升高温度，可以增大化学反反应速率；降低温度，可以减小化学反速率；降低温度，可以减小化学反应速率。速率。理理论解解释：在其他条件不：在其他条件不变时，升高温度，反，升高
11、温度，反应物分子的物分子的能量增大，使一部分原来能量能量增大，使一部分原来能量较低的分子低的分子变成活化分子（如成活化分子（如下下图）活化分子百分数增加活化分子百分数增加有效碰撞次数增多有效碰撞次数增多化学反化学反应速率增大。因此，升高温度可以增大化学反速率增大。因此，升高温度可以增大化学反应速率。速率。(2)活化能活化能Ea不同的反不同的反应，活化能差，活化能差值很大。很大。活化能越大，反活化能越大，反应越越难进行，反行，反应速率常数越小。速率常数越小。只有基元反只有基元反应的活化能才是活化分子平均能量与普通反的活化能才是活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量的差物分子平均能量的差值。基元
12、反基元反应碰撞理碰撞理论认为，化学反，化学反应之所以能之所以能发生是反生是反应物物分子碰撞的分子碰撞的结果，但只有能量超果，但只有能量超过某一限度某一限度Ea（相当于活化（相当于活化能）并能）并满足一定方向要求的活化分子足一定方向要求的活化分子间的碰撞，才是真正的碰撞，才是真正发生反生反应的有效碰撞。的有效碰撞。这个理个理论解解释了温度、活化能了温度、活化能对化学反化学反应速率的影响。速率的影响。基元反基元反应过渡理渡理论认为基元反基元反应在从反在从反应物到物到产物的物的变化化过程中要程中要经历一个中一个中间状状态，这个状个状态称称为过渡渡态。过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型。
13、过过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型。过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。实验研渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能。实验研究已证实过渡态确实存在。究已证实过渡态确实存在。4.催化催化剂对化学反化学反应速率的影响速率的影响(1)规律律总结：催化：催化剂能能够改改变化学反化学反应速率。能加快化学反速率。能加快化学反应速率的催化速率的催化剂叫正催化叫正催化剂，能减慢化学反，能减慢化学反应速率的催化速率的催化剂叫叫负催化催化剂，在，在实际应用中，如不特用中，如不特别说明，凡是明，凡是说催化催化剂都是指正催化都是指正催化剂。(2)实验探究：下表列出一些反探究：下表列出
14、一些反应在使用催化在使用催化剂前后的活化能前后的活化能(Ea)的数据以及化学反的数据以及化学反应速率常数之比。速率常数之比。化学反化学反应催化催化剂Ea/kJmol-1无催化无催化剂有催化有催化剂蔗糖蔗糖酶酶107369.21011(310 K)金金1841051.6108(503 K)碘碘2101367.5104(793 K)过氧化氧化氢酶酶75255.8108(298 K)(3)理论解释：使用催化剂理论解释：使用催化剂降低反应所需的能量降低反应所需的能量更多的分更多的分子成为活化分子子成为活化分子大大增加单位体积内的活化分子百分数大大增加单位体积内的活化分子百分数成千上万倍地增大化学反应速
15、率。成千上万倍地增大化学反应速率。特别提醒特别提醒(1)催化催化剂的催化作用是通的催化作用是通过自身参与整个反自身参与整个反应来来实现的，既的，既有催化有催化剂的反的反应又有催化又有催化剂的生成。的生成。(2)使用催化使用催化剂可以同等程度地改可以同等程度地改变（加快或减慢）正、逆反（加快或减慢）正、逆反应速率。速率。(3)催化催化剂不改不改变化学反化学反应平衡常数，不能改平衡常数，不能改变平衡平衡转化率，化率，不能使化学平衡移不能使化学平衡移动，但能大大加快化学反，但能大大加快化学反应速率，从而速率，从而缩短达到平衡所用的短达到平衡所用的时间。(4)催化催化剂具有具有选择性。性。酶酶催化催化
16、剂还具有催化效率高、具有催化效率高、专一、一、反反应条件温和等特点。条件温和等特点。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)与与比较，比较，和和分别仅改变一种反应条件。所改变的条分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是件和判断的理由是_；_。(2)实验实验平衡时平衡时B的转化率为的转化率为_；实验；实验平衡时平衡时C的的浓度为浓度为_。加催化加催化剂,达到平衡的达到平衡的时间缩短短,平衡平衡时A的的浓度未度未变温度升高温度升高,达到平衡的达到平衡的时间缩短短,平衡平衡时A的的浓度减小度减小40%0. .060 molL-1(3)该反应的该反应的H_0，其判断理由是，其判断理由是_。(4
17、)该反应进行到该反应进行到4.0 min时的平均反应速率：时的平均反应速率：实验实验：vB=_；实验；实验：vC=_。温度升高温度升高,平衡向正反平衡向正反应方向移方向移动,故故该反反应是吸是吸热反反应0. .014 molL-1min-10. .009 molL-1min-1解析解析(1)与与相比，反相比，反应物物A的起始的起始浓度和平衡度和平衡浓度相度相同同，但但达达到到平平衡衡所所用用的的时间缩短短，说明明化化学学平平衡衡没没有有发生生移移动，只只是是反反应速速率率加加快快了了，由由于于该反反应是是在在溶溶液液中中进行行的的，改改变压强强不不会会影影响响化化学学反反应速速率率，改改变温温
18、度度会会改改变化化学学反反应速速率率和和使使化化学学平平衡衡移移动，所所以以反反应应为使使用用了了催催化化剂；与与相相比比，平平衡衡时间缩短短，A的的平平衡衡浓度度减减小小，说明明化化学学平平衡衡向向正正反反应方方向向移移动了了，故故改改变的的反反应条条件件为升升高高了了温温度度，该反反应的正反的正反应是吸是吸热反反应。变式训练变式训练某温度时，在某温度时，在2 L密闭容器中气态物质密闭容器中气态物质X和和Y反应生成气态物反应生成气态物质质Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。t/minX/molY/molZ/mol01.001.000.0010.9
19、00.800.2030.750.500.5050.650.300.7090.550.100.90100.550.100.90140.550.100.90(1)体系中体系中发生反生反应的化学方程式是的化学方程式是_。(2)列式列式计算算该反反应在在03 min时间内内产物物Z的平均反的平均反应速率速率:_。(3)该反反应达到平衡达到平衡时反反应物物X的的转化率化率等于等于_。(4)如果如果该反反应是放是放热反反应。改。改变实验条件条件(温度、温度、压强强、催化、催化剂)得到得到Z随随时间变化的曲化的曲线1、2、3(如如图所示所示),则曲曲线1、2、3所所对应的的实验条件改条件改变分分别是是_、_
20、、_。45%升高温度升高温度增大增大压强强加入正催化加入正催化剂平衡时平衡时Z的物质的量没变的物质的量没变(原先是原先是0.9 mol仍为仍为0.9 mol)，既能提，既能提高反应速率又不会影响平衡移动的方法是加入正催化剂；曲高反应速率又不会影响平衡移动的方法是加入正催化剂；曲线线3是缩短了达到平衡的时间是缩短了达到平衡的时间(9 min缩短为缩短为7 min)，平衡时，平衡时Z的的物质的量增大物质的量增大(原先是原先是0.9 mol增加为增加为0.95 mol)，既能提高反应，既能提高反应速率又能使平衡向右移动的方法是加压。综合上述分析速率又能使平衡向右移动的方法是加压。综合上述分析,所对所
21、对应的实验条件改变分别是曲线应的实验条件改变分别是曲线1升温，曲线升温，曲线2加入正催化剂加入正催化剂,曲曲线线3加压。加压。名名师点津点津(1)有关曲有关曲线图像的像的题目目,首先首先应看懂和理解横、看懂和理解横、纵坐坐标的含的含义，然后然后观察曲察曲线的形状和走向的形状和走向，弄清曲弄清曲线所代所代表的是哪些量的关系表的是哪些量的关系，明确曲明确曲线的起点、的起点、终点、交点、折点点、交点、折点及零点及零点，用以分析其特点和用以分析其特点和变化化趋势，再再结合合题目中目中给定的定的化学反化学反应和数据和数据，进行推理和判断。行推理和判断。(2)图像分析是考像分析是考试中常中常见的一种的一种
22、题型型,命命题方式主要有方式主要有2种种，一是告知条件画出一是告知条件画出对应的的图像像，二是告知图像找出符合图像，二是告知图像找出符合图像的所有条件。的所有条件。实验探究探究反反应速率速率测定与比定与比较实验目的目的浓度、温度、催化度、温度、催化剂对学反学反应速率的影响。速率的影响。实验仪器器酒精灯、具支酒精灯、具支试管、量气装置、胶管、量气装置、胶头滴管等。滴管等。实验药品品20%H2O2溶液、溶液、MnO2粉末、粉末、10%H2O2溶液。溶液。实验过程程(1)用胶用胶头滴管吸取滴管吸取20%的的H2O2溶液，加入具支溶液，加入具支试管中，塞上橡皮塞，管中，塞上橡皮塞，观察常温察常温时的的
23、变化情况。化情况。(2)取下橡皮塞，迅速加入少量取下橡皮塞，迅速加入少量MnO2粉末，立即粉末，立即塞塞紧塞子，可塞子，可观察到察到_，右，右侧的量的量气装置的两玻璃管中液面迅速气装置的两玻璃管中液面迅速_。(3)待上述反待上述反应停止后，取下橡皮塞，用胶停止后，取下橡皮塞，用胶头滴管吸取滴管吸取10%的的H2O2溶液，塞好塞子，将溶液，塞好塞子，将H2O2溶液迅速溶液迅速挤入具支入具支试管中，可管中，可观察到察到_，右，右侧量气装置的两玻璃管量气装置的两玻璃管中液面中液面_。(4)加加热具支具支试管，可管，可观察到察到_，右，右侧量气装置的两玻璃管中液面量气装置的两玻璃管中液面_。大量气体逸
24、出大量气体逸出升降升降气体逸出速度明气体逸出速度明显变慢慢升降升降变缓气体逸出的速率加快气体逸出的速率加快升降升降变快快注意事注意事项(1)实验前必前必须检验装置的装置的_，以保，以保证实验成功。成功。(2)H2O2溶液、溶液、MnO2粉末粉末应迅速加入，迅速塞迅速加入，迅速塞紧橡皮塞，以橡皮塞，以保保证实验效果。效果。(3)量气装置的玻璃管中加入一定量的水，量气装置的玻璃管中加入一定量的水，为了便于了便于观察两玻察两玻璃管中液面升降璃管中液面升降变化的快慢，可在水中化的快慢，可在水中_。气密性气密性滴入两滴滴入两滴红墨水墨水(或其他合理答案或其他合理答案)探究探究结论用同一个用同一个实验装置
25、演示装置演示说明了明了浓度、温度、催化度、温度、催化剂对化学反化学反应速率的影响等多个速率的影响等多个实验问题。(1)对比加入比加入MnO2粉末前后的反粉末前后的反应情况，情况，说明明MnO2是是该反反应的的_，催化，催化剂可可_。(2)对比比20%的的H2O2溶液和溶液和10%的的H2O2溶液在溶液在MnO2催化下的催化下的反反应可知：可知：_。(3)升高温度可升高温度可_，降低温度可，降低温度可_。催化催化剂改改变化学反化学反应速率速率增大反增大反应物的物的浓度可增大化学反度可增大化学反应速率，减小反速率，减小反应物的物的浓度可减小化学反度可减小化学反应速率速率增大化学反增大化学反应速率速
26、率减小化学反减小化学反应速率速率(2)升升高高温温度度，v正正和和v逆逆均均增增大大，放放热反反应方方向向的的速速率率v正正不不如如吸吸热反反应方方向向的的速速率率v逆逆增增大大的的倍倍数数大大；同同理理，降降低低温温度度，放放热方向的方向的v正正减慢的倍数小，吸减慢的倍数小，吸热方向的方向的v逆逆减慢的倍数大。减慢的倍数大。(3)增增大大压强强，v正正和和v逆逆均均增增大大，但但v正正(气气体体分分子子数数由由多多到到少少方方向向)增增大大得得多多，v逆逆(气气体体分分子子数数由由少少到到多多方方向向)增增大大得得少少；减减小小压强强，v正正和和v逆逆均均减减小小，且且v逆逆(气气体体分分子子数数由由少少到到多多的的方方向向)减减小小得得少少，v正正(气气体体分分子子数数由由多多到到少少的的方方向向)减减小小得得多多。对于于反反应前前后后气气体体分分子子数数相相同同的的气气体体反反应，加加压时，v正正和和v逆逆同同等等倍倍数地增大，减数地增大，减压时，v正正和和v逆逆同等倍数地减小。同等倍数地减小。(4)催催化化剂对可可逆逆反反应速速率率的的影影响响是是同同等等倍倍数数地地增增大大或或减减小小v正正和和v逆逆。
