高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第二节影响化学反应速率的因素课件新人教版选修.ppt

高中,化学,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,高中,化学,第二节影响化学反应速率的因素,【,新课导入,】,虽然好多的化学反应能够发生,但是你有没有注意到,这些化学反应进行快慢差异很大。如,:,炸药的爆炸是瞬间完成的,而钢铁的生锈却是一个缓慢的过程。同样是化学反应,为何有的进行得这么快,而有的却进行得那么慢,!,这是什么因素决定的呢,?,搞清楚这些就可以对化学反应进行调控,使对我们有利的反应进行得快一些,对我们有害的化学反应,让它进行得慢一些。,【课标要求】,1.,理解外界条件,(,浓度、温度、压强、催化剂等,),对化学反应速率的影响,认识其一般规律。,2.,了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。,3.,知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。,4.,了解化学反应速率的改变在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。,知识探究,梳理知识,点拨方法,一、有效碰撞理论,1.,化学反应发生的条件,探究点一化学反应速率的影响因素,必要条件,反应物分子相互接触发生,.,|,充要条件,反应物分子之间发生,.,碰撞,有效碰撞,2.,有效碰撞、活化能与活化分子,有效碰撞,能够,的反应物分子的碰撞,|,活化分子,能量较高,能够发生,的分子,|,活化能,比,高出的能量,如图所示,:,图中,E1,指反应的,E,1,-E,2,是,。,发生化学反应,有效碰撞,活化分子,普通分子,活化能,反应热,3.,化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系,活化分子的百分数越大,单位体积内,越多,单位时间内有效碰撞次数,化学反应,速率越大。,思考,1,活化能大的反应为什么不易发生,?,为什么许多放热反应也需要加热,?,提示,:,活化能大,反应物分子不容易成为活化分子,很少发生有效碰撞,反应不易发生。放热反应,虽然反应物总能量比生成物高,但因为反应的活化能更高,所以常通过加热方法使反应物分子获取一定能量成为活化分子,启动反应发生。,二、影响化学反应速率的因素,1.,内因,:,取决于反应物本身的性质。,活化分子,越多,越快,2.,外因,:,主要有浓度、压强、温度、催化剂等,(1),浓度对化学反应速率的影响,实验探究,褪色,长,褪色,短,规律,:,反应物浓度增大反应速率,;,反应物浓度减小反应速率,。,解释,:,反应物浓度增大单位体积活化分子数,单位时间内有效碰撞几率,反应速率,。,增大,减小,增多,增加,加快,(2),压强对化学反应速率的影响,规律,:,对于有气体参与或生成的化学反应,增大压强,(,缩小容器体积,),反应速率,;,减小压强,(,增大容器体积,),反应速率,。,解释,:,对于气体反应,增大压强,相当于增大反应物浓度,反应速率增大。,思考,2,“,增大压强一定能加快反应速率,”,这种说法是否正确,?,试说明理由。,提示,:,不正确。增大压强不一定能改变反应物浓度。,加快,减慢,(3),温度对化学反应速率的影响,实验探究,规律,:,温度升高,反应速率,;,温度降低,反应速率,。,解释,:,升高温度活化分子百分数,有效碰撞的几率,化学反应速率,。,增大,减小,提高,提高,增大,(4),催化剂对化学反应速率的影响,实验探究,大量气泡,复燃,规律,:,使用合适的催化剂,可,化学反应速率。,解释,:,使用合适的催化剂降低反应所需的,活化分子百分数,有效碰撞几率,化学反应速率,。,(5),其他影响反应速率的因素,固体反应物颗粒大小、光辐照、超声波、电弧、强磁场等也能影响反应,速率。,加快,活化能,提高,提高,增大,名师点拨,1.,活化分子、有效碰撞与反应速率的关系,2.,压强改变对反应速率的影响,(1),对于没有气体参与的化学反应,由于改变压强,物质的浓度变化很小,可忽略不计,对化学反应速率无影响。,3.,各条件对速率的影响大小,催化剂温度,浓度,=,压强,(,体积变化引起的,),各种影响都有其局限性,要针对具体反应具体分析。,过关演练,巩固知识,提升能力,1.,下列说法中正确的是,(,),化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞,普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应,活化分子比普通分子具有较高的能量,化学反应的实质是原子的重新组合,化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,活化分子间的碰撞一定能发生化学反应,A.B.,C.D.,A,解析,:,活化分子间有合适的取向,发生的碰撞为有效碰撞,一定能发生化学反应,正确,;,普通分子间的碰撞为无效碰撞,不会发生化学反应,错误,;,活化分子比普通分子具有较高的能量,正确,;,化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,即原子的重新组合,正确,;,活化分子之间发生的有合适取向的碰撞称为有效碰撞,发生有效碰撞才能发生化学反应,错误。,2,.(2018,安徽铜陵一中月考,),反应,C(s)+H,2,O(g)CO(g)+H,2,(g),在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变使其反应速率增大的是,(,),A.,增加,C(s),的量,B.,将容器的容积缩小一半,C.,保持容积不变,充入,N,2,使体系压强增大,D.,保持压强不变,充入,N,2,使容器容积变大,B,解析,:,A,项,C,为固体,增加其用量,不影响反应速率,;B,项,加压能使反应速率增大,;C,项,保持容积不变,充入,N,2,后各反应物的浓度不变,不影响反应速率,;D,项,保持压强不变,充入,N,2,容器容积增大,反应物浓度减小,使反应速率减小。,3.,常温下,分别将四块形状相同,质量为,7 g,的铁块同时投入下列四种溶液中,生成氢气速率最快的是,(,),A.200 mL 2 mol,L,-1,HCl,溶液,B.100 mL 2 mol,L,-1,H,2,SO,4,溶液,C.100 mL 3 mol,L,-1,HNO,3,溶液,D.50 mL 18.4 mol,L,-1,H,2,SO,4,溶液,B,解析,:,首先排除,C,、,D,硝酸、浓硫酸与,Fe,反应不产生氢气,A,、,B,中盐酸与硫酸中氢离子的浓度分别是,2 mol,L,-1,、,4 mol,L,-1,氢离子浓度大的反应速率快,所以生成氢气速率最快的是,B,。,知识探究,梳理知识,点拨方法,外界条件,(,浓度、温度、压强、催化剂等,),对反应速率的影响,探究点二有关化学反应速率的图像和图表,增大,减小,增大,减小,增大,相同,减小,接触面积,名师点拨,化学反应速率图像题和表格题分析技巧,1.,图像分析技巧,“,三看,”,一看起点,:,分清反应物和生成物,如浓度,时间图像中,浓度减小的是反应,物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点。,二看变化趋势,:,如斜率绝对值越大,速率一般越大。,三看终点,:,分清消耗浓度和增加浓度,反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比。,2.,表格,(,对照,),分析技巧,(1),分析表格,找出影响探究结果的因素。,(2),确定要控制的实验条件,不变或相同因素,一次只能改变一个影响因素。,(3),对照规律,逐组分析探究结果和,(,影响,),因素关系,得出结论。,过关演练,巩固知识,提升能力,C,1.,把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气的速率变化如图所示。下列因素中,可能影响该反应的反应速率的因素是,(,),盐酸的浓度镁条的表面积溶液的温度,Cl,-,的浓度,A.,仅,B.,仅,C.,仅,D.,仅,解析,:,因,Cl,-,不参加反应,Cl,-,的浓度增大或减小都不影响化学反应速率,且该反应中,Cl,-,的浓度不变,错误。,C,2,.(2018,河北沧州一中质检,),一定条件下,溶液的酸碱性对,TiO,2,光催化燃料,R,降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是,(,),A.,溶液酸性越强,R,的降解速率越小,B.R,的起始浓度越小,降解速率越大,C.,在,0,50 min,之间,pH=2,和,pH=7,时,R,的降解百分率相等,D.,在,20,25 min,之间,pH=10,时,R,的平均降解速率为,0.04 molL,-1,min,-1,解析,:,斜率越大,R,的降解速率越大,则,pH=2,时,R,的降解速率明显大于,pH=7,和,pH=,10,时降解速率,A,错误,;,图像中出现了两个影响速率的条件,:,反应物起始浓度和,pH,因,pH,不同,故不能由图像判断反应物浓度对反应速率的影响,B,错误,;,据图像可知,在,50 min,时,pH=2,和,pH=7,时,R,均完全降解,C,正确,;D,项,在,20,25 min,之间,pH=10,时,R,的平均降解速率为,mol,L,-1,min,-1,=4,10,-6,mol,L,-1,min,-1,D,错误。,3.,某实验小组以,H,2,O,2,分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。,实验,编号,反应物,催化剂,10 mL 2%H,2,O,2,溶液,无,10 mL 5%H,2,O,2,溶液,无,10 mL 5%H,2,O,2,溶液,1 mL 0.1 mol/L FeCl,3,溶液,10 mL 5%H,2,O,2,溶液,+,少量,HCl,溶液,1 mL 0.1 mol/L FeCl,3,溶液,10 mL 5%H,2,O,2,溶液,+,少量,NaOH,溶液,1 mL 0.1 mol/L FeCl,3,溶液,(1),催化剂能加快化学反应速率的原因是,。,(2),实验和的目的是,。,实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论,;,资料显示,通常条件下,H,2,O,2,稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是,。,解析,:,(1),加入催化剂能使化学反应速率加快,其原因是加入催化剂降低了反应的活化能,使更多的普通分子变为活化分子,增大了活化分子的碰撞几率,使活化分子的有效碰撞增多,从而加快反应速率。,(2),实验和的区别是中,H,2,O,2,的浓度小,中,H,2,O,2,的浓度大,所以实验和的目的是探究浓度对反应速率的影响。为了能够通过实验和探究浓度对反应速率的影响,对原实验方案进行改进,可向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中观察实验现象。,答案,:,(1),降低了反应的活化能,(2),探究浓度对反应速率的影响向反应物中加入等量同种催化剂,(,或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中,),(3),实验、中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析如图能够得出什么实验结论,?,解析,:,(3),由图像知实验反应速率最快,实验反应速率最慢,说明碱性环境能增大,H,2,O,2,分解的速率,酸性环境能减小,H,2,O,2,分解的速率。,答案,:,(3),碱性环境能增大,H,2,O,2,分解的速率,酸性环境能减小,H,2,O,2,分解的速率。,课堂检测,即学即测,查漏补缺,1,.,下列说法正确的是,(,),A.,增大压强,活化分子百分数增加,化学反应速率一定增大,B.,升高温度,单位体积内分子总数不变,但活化分子数增加了,C.,分子间所有的碰撞为有效碰撞,D.,加入反应物,使活化分子百分数增加,化学反应速率增大,B,解析,:,压强对反应速率的影响只适用于气体体系,且压强增大,活化分子百分数不变,A,错误,;,升高温度,活化分子百分数增加,化学反应速率一定增大,B,正确,;,活化分子间所发生的分子间碰撞,只有能发生反应的碰撞才是有效碰撞,C,错误,;,加入反应物,活化分子百分数不变,但单位体积内活化分子数增加,化学反应速率增大,且改变固体的质量反应速率不变,D,错误。,2,.(2018,四川成都外国语学校期中,),在一密闭容器中充入,1 mol H,2,和,1 mol I,2,压强为,p(Pa),并在一定温度下使其发生反应,:H,2,(g)+I,2,(g)2HI(g),Hv(,逆,),。,(1),比较,t,2,时刻,正、逆反应速率大小,v,正,v,逆,。,(,填,“,”“,=,”,或,“,(2),若,t,2,=2 min,计算反应开始至,t,2,时刻用,M,的浓度变化表示的平均反应速率,:,。,(3)t,3,时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为,。,(4),如果升高温度,则,v,逆,(,填,“,增大,”“,减小,”,或,“,不变,”,),。,(4),升高温度,化学反应速率加快。,答案,:,(2)0.25 mol/(Lmin),(3)75%,(4),增大,实验微专题,3,探究,“,影响化学反应速率的因素,”,方法,控制变量法,1.,确定变量,影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他因素不变,只改变某一个条件,探究这一条件对反应速率的影响,再进行实验。因此常用控制变量思想解决此类问题。,2.,定多变一,解答此类问题时,要认真审题,弄清实验目的,明确要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表,确定一个变化的量,弄清在其他几个量不变的情况下,这个变量对实验结果的影响,进而总结出规律。然后再确定另一个变,量,重新进行相关分析。但在分析相关数据时,要注意题给数据的有效性。,3.,示例,探究温度、催化剂对反应,:2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,的影响,因此可以确定催化剂,(,是否加入,MnO,2,),和温度,(,加热、常温,),作为可变量,其他的则控制为不变量。,探究对象的反应,2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,控制的可变量,催化剂,温度,控制的不变量,浓度、温度等,浓度、催化剂等,实验方案,取相同量的,5%H,2,O,2,溶液于两支规格一样的试管中,向其中一支试管中加入少量,MnO,2,另一支不加,在常温下观察,取相同量的,5%H,2,O,2,溶液于两支规格一样的试管中,给其中一支试管加热,另一支不加热,观察,根据两个探究对象的反应都有气体生成的特征,利用导管将生成的气体导入水槽中,观察水槽中产生气泡的剧烈程度,并以此判断该控制的可变量对化学反应速率是否产生影响以及具体的影响效果。,【,典型例题,】,KI,溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录,:,实验编号,温度,/,30,40,50,60,70,显色时间,/s,160,80,40,20,10,回答下列问题,:,(1),该反应的离子方程式为,。,(2),该实验的目的是,。,解析,:,(1),根据得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒,可得该反应的离子方程式为,4H,+,+4I,-,+O,2,2I,2,+2H,2,O,。,(2),表中数据只有温度和显色时间,故该实验的目的是探究温度对反应速率的影响。,答案,:,(1)4H,+,+4I,-,+O,2,2I,2,+2H,2,O,(2),探究温度对反应速率的影响,(3),实验试剂除了,1 mol,L,-1,KI,溶液、,0.1 mol,L,-1,H,2,SO,4,溶液外,还需要的试剂是,实验现象为,。,(4),上述实验操作中除了需要,(3),的条件外,还必须控制不变的是,(,填字母,),。,A.,温度,B.,试剂的浓度,C.,试剂的用量,(,体积,)D.,试剂添加的顺序,答案,:,(3),淀粉溶液无色溶液变蓝,(4)CD,解析,:,(3),为测定显色时间,产物中有碘单质生成,还需要的试剂是淀粉溶液,实验现象为无色溶液变蓝色。,(4),设计实验必须保证其他条件不变,只改变一个条件,才能得到准确的结论,还必须控制不变的是试剂的用量,(,体积,),和试剂添加的顺序。,(5),由上述实验记录可得出的结论是,。,(6),若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,你会采取的措施是,。,答案,:,(5),每升高,10,反应速率增大为原来的,2,倍,(6),保持其他实验条件不变,采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验,解析,:,(5),分析实验数据,温度每升高,10,显色时间缩短到原来的一半,故可得出的结论是,:,每升高,10,反应速率增大为原来的,2,倍。,(6),若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,需保持其他实验条件不变,采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验。,【,变式练习,】,在酸性溶液中,碘酸钾,(KIO,3,),和亚硫酸钠可发生如下反应,:,生成的碘可以用淀粉溶液检验,根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某同学设计实验如下表所示,:,实验,序号,0.01 mol,L,-1,KIO,3,酸性溶液,(,含淀粉,),的体积,/mL,0.01 mol,L,-1,Na,2,SO,3,溶液的体积,/mL,H,2,O,的体积,/mL,实验,温度,/,溶液出现蓝色时所需时间,/s,实验,1,5,V,1,35,25,实验,2,5,5,40,25,实验,3,5,5,V,2,0,该实验的目的是,;,表中,V,2,=,。,解析,:,通过分析表中的数据可知,该实验探究的是温度、浓度对反应速率的影响,;,由于实验,1,和实验,2,的温度相同,则为探究浓度的影响,实验,2,与实验,3,的温度不同,应为探究温度的影响,故溶液的浓度一定相同,即水的体积一定相同,因此,V,2,=40,。,答案,:,探究该反应的速率与温度、亚硫酸钠溶液浓度的关系,(,或其他合理答案,),40,谢谢观赏！,