高二选修4—2.2影响化学反应速率的因素.ppt

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,*,一、影响化学反应速率的内部条件,1、内因(主要因素),2、外因(次要因素),反应物质本身的性质。,例1、决定化学反应速率的主要因素是,A、反应时的温度B、反应物的性质,C、反应物的浓度D、容器内的压强,B,如：与水反应时，K比Na剧烈；与H,2,反应时，F,2,比Cl,2,剧烈。,物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素,分析同一反应,分析不同反应,讨论影响化学反应速率的因素,内因：,外因：,反应物本质属性,有哪些？是如何影响化学反应速率的？,日常生活中改变速率的方法有加热、搅拌、增大反应物的浓度、使用催化剂、汽车加大油门、炉膛安装鼓风机、把煤块粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕点盒装小包除氧剂等等。,化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关。所有能够改变内能、运动速率、以及碰撞几率的方法，都可以用来改变、控制反应的速率。,有效碰撞条件：,能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞；,不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞。,有足够的能量使旧键断裂,碰撞时要有合理的取向,能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子。,活化分子特点：,具有较高的能量，能量不足的分子获取能量后才能变成活化分子,活化分子百分数：（活化分子数/反应物分子数）100%,能量,反应过程,生成物,反应物,反应热,E,1,E,2,活化分子,讨论,单位体积内活化分子百分数或单位体积内活化分子数,与浓度、温度、压强、催化剂的关系,活化能越低，单位体积内活化分子数越多，化学反应速率就会越快。,化学反应的历程,普通,分子,活化,能,活化,分子,合理,取向的,碰撞,有效,碰撞,新物质,能量,思考：浓度、压强、温度、催化剂的变化对有效碰撞的频率有何影响？,实验2-2,浓度对化学反应速率的影响,0.01mol/L的KMnO,4,溶液,0.1,mol/LH,2,C,2,O,4,溶液,0.2,mol/LH,2,C,2,O,4,溶液,快,慢,2KMnO,4,+5H,2,C,2,O,4,+3H,2,SO,4,=K,2,SO,4,+2MnSO,4,+10CO,2,+8H,2,O,结论：,其它条件相同时，,增加,反应物的,浓度,，反应,速率加快,；反之，,降低,反应物的浓度（含稀释），反应,速率减慢,。,浓度的一般讨论对象为,气体,或,溶液,，对于,纯液体,和,固体,，一般情况下其浓度是定值。,二、影响化学反应速率的外部条件,（一）、浓度对化学反应速率的影响,用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响,（一）、浓度对化学反应速率的影响,浓度增大,单位体积内活化分子的数目增大,（活化分子百分比不变，分子总数增大）,分子发生有效碰撞次数增多,化学反应速率增大,原因：,在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子百分数是一定的，即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数增多，活化分子数也相应的增多，反应速率也必然增大。,规律：,其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。,注意：,a、此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。,b、气体或溶液浓度的改变与反应速率的关系并不是一概如此，若随着浓度的改变，物质的本质发生了变化，那么反应速率的含义也不同了。如：硫酸与铁的反应,任务一：实验验证0.2mol/L和0.1mol/LH,2,C,2,O,4,溶液与0.005 mol/LKMnO,4,酸性溶液反应的速率快慢，并计算化学反应速率。,1.取2支试管，各加入4mL 0.005mol/L KMnO,4,酸性溶液；,2.取2支试管，各加入4mL 0.2mol/L和0.1mol/LH,2,C,2,O,4,溶液；,3.将两支试管中的草酸溶液分别加入1中的两支试管中，加入同时按下秒表；,4.观察至溶液恰好褪色，记录时间。并填写下表。,试剂(mol/L),自变量(mol/L,),因变量,(,mol L,-1,s,-1,),测量数据(s),计算数据,KMnO,4,0.005,H,2,C,2,O,4,0.2,H,2,C,2,O,4,0.1,反应速率,(,mol L,-1,s,-1,),时间,反应速率,(,mol L,-1,s,-1,),实验1,4mL,4mL,实验2,4mL,4mL,H,2,C,2,O,4,0.2,4/8,H,2,C,2,O,4,0.1,4/8,KMnO,4,0.005,4/(8t),KMnO,4,0.005,4/(8t),任务二：如果给出的试剂只有0.005 mol/LKMnO,4,酸性溶液、0.2mol/LH,2,C,2,O,4,溶液和蒸馏水，完成不同草酸浓度（0.2mol/L和0.1mol/L）对化学反应速率影响实验。如何进行实验？,试剂(mol/L),自变量(mol/L,),因变量,(,mol L,-1,s,-1,),测量数据(s),计算数据,KMnO,4,0.005,H,2,C,2,O,4,0.2,蒸馏水,反应速率,(,mol L,-1,s,-1,),时间,反应速率,(,mol L,-1,s,-1,),实验1,4mL,4mL,0mL,实验2,4mL,2mL,2mL,H,2,C,2,O,4,0.2,4/8,H,2,C,2,O,4,0.2,2/8,KMnO,4,0.005,4/(8t),KMnO,4,0.005,4/(8t),方案：先取出4mL和2mL草酸溶液于两支试管中，然后在第二支试管中加入蒸馏水2mL（先配出不同浓度的草酸溶液，再将其跟同浓度同体积的高锰酸钾溶液混合）,充分认识蒸馏水对调整溶液体积一致有重大作用。要明白V（最终溶液）对c（最终溶液）的影响，理解几种溶液混合时，某种溶液的浓度并不再是初始给出数据，而是混合稀释后的浓度。,（二）、压强对反应速率的影响,分析：,对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，单位体积内活化分子数增多，因而可以增大化学反应的速率。,结论：,对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反,应速率减慢。,压强增大,浓度增大,单位体积内,n,活,有效碰撞,注意：,压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应，当然并不一定全部是气体。如果反应物是,固体、液体、溶液,时，改变压强对反应速率没有影响。,压强对反应的影响,本质上是浓度的影响,。当用不同的方法改变体系的压强时，应从本质出发，具体分析。,压强增大,气体的体积缩小,浓度增大,化学反应速率增大,单位体积内活化分子数增大,有效碰撞次数增多,用碰撞理论来解释外界条件对化学反应速率的影响,N,2,H,2,Ar,讨论1：取一个,容积固定,的密闭容器，充入Ar后，对速率如何影响？,总气压增大,N,2、,H,2,浓度不变,这种做法绝不是教材中所说“增压”范畴，（教材中的增压必须缩容）,速率不变,N,2,H,2,Ar,讨论2,：向,容积可变,的容器中充入惰性气体，分析速率变化情况,注意：,压强的“真变”与“假变”,注意：改变压强就是改变单位体积内气体的浓度，如果系统的压强虽然发生了变化，但是单位体积内气体的浓度并不发生改变时，反应速率也不改变。,小结：惰性气体对反应速率的影响,（1）如果保持,恒温恒容，加入惰性气体,后，反应物的浓度,，因此对反应速率,。,（2）如果,恒温恒压，加入惰性气体,后，反应体系体积,，反应物的浓度,，因此反应速率会,。,结论：1、,恒容时“假变”：,加入稀有气体使压强增大，反应物和生成物的浓度都没有变化，所以化学反应速率不变。,2、,恒压时“真变”：,加入稀有气体使体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，所以化学反应速率减小。,压强,对速率的影响是,通过改变气体的浓度,来,改变,的；若压强变化之后，气体的,浓度未变,，其化学反应,速率不变,。,例3、在一,固定体积,的密闭体系中发生反应：N,2,3H,2,2NH,3,。现采取下列措施：（1）往体系中充入一定量的氢气；（2）往体系中充入一定量的氮气；（3）往体系中充入一定量的He；（4）压缩容积使体积变小。哪些措施能够使反应速率增大？为什么？,答案：（1）、（2）、（4）能够使反应速率增大。因为它们都使反应物浓度增大，因而加快反应速率。,要点,：,（1）、（2）只是使,个别反应物的浓度增大,，此时，我们,是,从浓度变化的角度讨论,它对化学反应速率的影响。（4）是使,全体反应物的浓度同时发生改变，我们是从压强对化学反应速率的影响的角度讨论,。后面当我们讨论化学平衡的时侯，也是同样处理的，这是,本节、也是本章教材的难点,之一，务必加以注意。,问题：（1）、（2）使反应物的浓度增大，与（4）使反应物的浓度增大，有什么不同？,例：密闭容器中通入1molH,2,和1molI,2,(气体)，压强为P（Pa）在一定温度下使其发生以下反应：H,2,（g）+I,2,(g)=2HI(g),H,温度浓度=压强。各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。,(3)对化学反应速率的影响除以上四点外，还有：光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂、形成原电池、氯离子盐蚀等等。,如下图所示，相同体积的,a,、,b,、,c,三密闭容器，其中,c,容器有一活塞，,a,、,b,两容器为定容容器，起始向三容器中都加入相同量的,SO,2,和,O,2,使三容器压强相等，一定条件下发生2,SO,2,+,O,2,=2,SO,3,的反应。问：,如起始在,a,、,c,两容器中通入同量的,N,2,，则此时三容器起始压强为,P,a,_,P,b,P,c,；,起始a、c两容器的反应速率大小关系为,V,a,_,V,c,；,反应一段时间后,a,、,c,中速率大小关系为,V,a,_,V,c,；,=,=,=,起始反应速率关系为,V,a,_,V,b,_,V,c,