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1、第二节第二节 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素【研究情景研究情景】在一洁净的容器中,使氢气与氧在一洁净的容器中,使氢气与氧气按体积比气按体积比2 2:1 1的比例混合,气体分子因自由的比例混合,气体分子因自由运动不断发生碰撞(相互接触)运动不断发生碰撞(相互接触)。【假设假设1 1】反应物分子之间只要相互碰撞就能发反应物分子之间只要相互碰撞就能发生化学反应。生化学反应。 【假设假设2】具有较高能量的分子之间的碰撞都能具有较高能量的分子之间的碰撞都能引发化学反应。引发化学反应。 阅读课本序言阅读课本序言P2-P4问题:问题:为什么有的碰撞可以发生反应,而有的为什么有的碰撞可以发生反应
2、,而有的 不能发生反应不能发生反应?与哪些因素有关系?与哪些因素有关系?一、有效碰撞理论一、有效碰撞理论1、什么是有效碰撞?、什么是有效碰撞?引起分子间的化学反应的碰撞。引起分子间的化学反应的碰撞。某一化学反应的速率大小与某一化学反应的速率大小与单位时单位时间内间内有效碰撞的次数有效碰撞的次数有关有关2、发生有效碰撞的条件、发生有效碰撞的条件1)发生碰撞的)发生碰撞的分子具有较高的能量。分子具有较高的能量。2)分子在)分子在一定的方向一定的方向上发生碰撞。上发生碰撞。 二、活化分子和活化能理论二、活化分子和活化能理论1、什么是活化分子?、什么是活化分子?具有具有较高能量较高能量,能够,能够发生
3、有效碰撞发生有效碰撞的分子的分子注意:注意:发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子一定是一定是活化分子,活化分子,但活化分子的碰撞但活化分子的碰撞不一定是不一定是有效碰撞。有效碰撞。但:但:有效碰撞次数的有效碰撞次数的多少多少与与单位体积内反单位体积内反应物中应物中活化分子的多少活化分子的多少有关。有关。活化分子的多少又与活化分子的多少又与什么有关什么有关?问题问题:2、活化能、活化能活化分子高出活化分子高出反应物分反应物分子平均能量子平均能量的部分的部分E1为活化能为活化能H = E1-E2一个反应要发生一般要经历哪些过程?一个反应要发生一般要经历哪些过程?普通普通分子分子活化活化能能活化活化
4、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结论:单位体积内活化分子数越多,有结论:单位体积内活化分子数越多,有效碰撞次数(或碰撞几率)越多,该反应效碰撞次数(或碰撞几率)越多,该反应的反应速率越大的反应速率越大资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 决定化学反应速率的因素是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参加反应的物质本身的化学性质。质。其
5、他因素其他因素内因内因(决定性因素)(决定性因素)浓度浓度催化剂催化剂压强压强温度温度影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素影响反应速率的因素影响反应速率的因素(2 2)外部因素:)外部因素:(1 1)内部因素(主要因素)内部因素(主要因素) ):浓度:浓度:温度温度:压强压强:催化剂:催化剂:其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。一、浓度对反应速率的影响一、浓度对反应速率的影响2KMnO2KMnO4 4 + + 5H5H2 2C C2 2O O4 4 +3H +3H2 2SOSO4 4=K=K2 2SOSO4 4 +2MnSO +2MnSO4 4 +10CO
6、+10CO2 2+8H+8H2 2O O+7+3+2+4在其他条件不变时,在其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率增大反应物浓度,反应速率增大增大;减小反应物的浓度,化学反应的速率减小反应物的浓度,化学反应的速率减小减小。参加反应物质的性质参加反应物质的性质二、压强对反应速率的影响二、压强对反应速率的影响:其它条件不变时,:其它条件不变时,有气体有气体参加的反参加的反应应,增大压强,反应速率加快;减小压强,反增大压强,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢应速率减慢。三、温度对反应速率的影响三、温度对反应速率的影响Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2 +S+H2O结论:其他条件不变
7、,温度升高,反应速率加快结论:其他条件不变,温度升高,反应速率加快+2+40四、催化剂对反应速率的影响四、催化剂对反应速率的影响结论:加入催化剂可以加快反应的速率结论:加入催化剂可以加快反应的速率一、浓度对反应速率的影响一、浓度对反应速率的影响 反应物浓度增大,反应物浓度增大,虽活化分子百分数不变,虽活化分子百分数不变,但单位体积内分子总数增多,但单位体积内分子总数增多,故单位体积内活化故单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大大。二、压强对反应速率的影响二、压强对反应速率的影响压强增大压强增大浓度增大浓度增大 单位体积内单位体积内n
8、活活有效碰撞几率有效碰撞几率反应速率增大反应速率增大体积缩小体积缩小对于气体有下列几种情况对于气体有下列几种情况:增大压强增大压强2、恒容时:、恒容时:3、恒压时:、恒压时:1、压缩体积压缩体积c增大增大 v增大增大A.充入气体反应物充入气体反应物c增大增大总压增大总压增大v增大增大B.充入充入“惰性气体惰性气体”(He、N2等)等)总压增大总压增大 c不变不变 v不变不变体积增大体积增大 c减少减少 v减小减小B.充入充入“惰性气体惰性气体”(He、N2等)等)浓度不变浓度不变 c不变不变v不变不变A.按相同比例充入反应物按相同比例充入反应物三、温度对反应速率的影响三、温度对反应速率的影响
9、升高温度,升高温度,一部分非活化分子吸收能量转化为活化一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子,分子,虽单位体积内分子总数不变,虽单位体积内分子总数不变,但活化分子百分数但活化分子百分数提高提高,故单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率故单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大增加,反应速率增大。1、温度对反应速率影响的规律,对吸热反应,放热、温度对反应速率影响的规律,对吸热反应,放热 反应都适用。反应都适用。2、反应若是可逆反应,、反应若是可逆反应,升高温度,正、逆反应速率升高温度,正、逆反应速率都加快,都加快,降低温度,正、逆反应速率都减小。降低温度,正、逆反应速率都减小
10、。四、催化剂对反应速率的影响四、催化剂对反应速率的影响使用催化剂,降低反应所需的活化能使用催化剂,降低反应所需的活化能,这样会,这样会使使更多的反应物的分子成为活化分子更多的反应物的分子成为活化分子,虽单位虽单位体积内分子总数不变,但活化分子百分数提高体积内分子总数不变,但活化分子百分数提高,故单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几故单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,反应速率增大率增加,反应速率增大。能能量量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出的能量出的能量反应热反应热没加催没加催化剂化剂加了
11、催化剂加了催化剂 能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质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。和质量没有发生变化的物质叫催化剂。 使用催化剂使用催化剂,同等程度同等程度的增大(减慢)正逆反应速的增大(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,对不发生的反催化剂只能催化可能发生的反应,对不发生的反应无作用应无作用 催化剂催化剂具有选择性具有选择性 催化剂中毒催化剂中毒:催化剂的活性因接触少量的杂质而:催化剂的活性因接触少量的杂质而明显
12、下降甚至遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒。明显下降甚至遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒。注意:注意:外界条件对化学反应速率的影响(总结)外界条件对化学反应速率的影响(总结)影响影响因素因素活化活化能能单位体单位体积分子积分子总数总数活化分活化分子子百分数百分数单位体积单位体积活化分子活化分子数数反应反应速率速率增大增大浓度浓度增大增大压强压强升高升高温度温度正催正催化剂化剂增加增加增加增加不变不变不变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增加增加增加加快加快加快加快加快加快加快加快不变不变不变不变不变不变降低降低 增大反应物的浓度增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因(使反应速
13、率加快的主要原因( )对于气体参与体系对于气体参与体系增大压强增大压强使反应速率加快的主要原因使反应速率加快的主要原因是(是( )升高温度升高温度使反应速率加快的主要原因是(使反应速率加快的主要原因是( )使用催化剂使用催化剂使反应速率加快的主要原因是(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、活化分子百分数不变,但提高单位体积内活化分子的 总数总数B、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加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
14、分数增加、降低反应所需的能量,使活化分子百分数增加AAC D练习练习1: 将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中,若作如下改变的情况,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、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、盐酸的浓度增大一倍,而使盐酸的用量减少到原来的一半半C、盐酸的浓度和用量都不变,增加碳酸钙的量、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、盐酸和碳酸钙不变,增大压强一倍 E、加入、加入CaCl2溶液溶液 F、加入、加入CaCl2固体固体G、将、将CaCO3用用CaCO3粉末代替粉末代替BG练习练习2: