影响化学反应速率的因素省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页教学目标教学目标1.1.了解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化了解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率影响。学反应速率影响。2.2.使学生能初步利用有效碰撞、碰撞取向和活使学生能初步利用有效碰撞、碰撞取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率影响。等条件对化学反应速率影响。3.3.掌握利用浓度、压强、温度和催化剂等条件掌握利用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小方法；比较反应速率大小方法；4.4.经过识别相关化学反应速度与压强、温度或经过识别相关化学反应速度与压强、温度或浓度等图像，提升识图析图能力，培养从图浓度等图像，提升识图析图能力，培养从图像中挖掘化学信息能力。像中挖掘化学信息能力。第2页 先回顾学过化学反应速率含义先回顾学过化学反应速率含义(1)(1)化学反应速率是用来衡量化学反应快慢尺度化学反应速率是用来衡量化学反应快慢尺度,它它与时间和浓度改变相关与时间和浓度改变相关.(2)(2)在同一反应中用不一样物质来表示时在同一反应中用不一样物质来表示时,其数值能其数值能够不一样够不一样,但都表示同一个反应速率但都表示同一个反应速率.所以所以,表示化表示化学反应速率时学反应速率时,必须说明反应物中哪种物质做标准必须说明反应物中哪种物质做标准.不一样物质速率比值一定等于化学方程式中对应不一样物质速率比值一定等于化学方程式中对应化学计量数之比化学计量数之比.(3)(3)普通来说普通来说,化学反应速率随反应进行而逐步减慢化学反应速率随反应进行而逐步减慢.所以所以,某一段时间内反应速率某一段时间内反应速率,是平均速率是平均速率,而不是而不是指瞬时速率指瞬时速率.(4)(4)化学反应速率普通不能用固体或纯液体表示。化学反应速率普通不能用固体或纯液体表示。第3页1 1、影响化学反应速率原因、影响化学反应速率原因参加反应参加反应物质本身结构和性质物质本身结构和性质，这是，这是决定化学反应速率根本原因决定化学反应速率根本原因思索思索：其它原因能引发化学反应速率改变吗？其它原因能引发化学反应速率改变吗？化学反应速率不但与其本身结构和性质相关，化学反应速率不但与其本身结构和性质相关，其它外界条件改变也会引发化学反应速率改变。其它外界条件改变也会引发化学反应速率改变。温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等 内因：内因：第4页2、化学反应碰撞理论：、化学反应碰撞理论：、化学反应实质是：、化学反应实质是：旧化学键断裂，旧化学键断裂，新化学键形成新化学键形成、化学反应发生先决条件：、化学反应发生先决条件：反应物分子相互接触和碰撞反应物分子相互接触和碰撞注意：注意：反应物分子之间碰撞次数很多，但并不是反应物分子之间碰撞次数很多，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。每一次碰撞均可发生化学反应。在化学上，把能够发生化学反应碰撞叫在化学上，把能够发生化学反应碰撞叫有效碰撞；有效碰撞；不能发生化学反应碰撞叫不能发生化学反应碰撞叫无效碰撞；无效碰撞；有效碰撞次数越多，反应速率越快。有效碰撞次数越多，反应速率越快。第5页思索：反应物分子要含有什么条件思索：反应物分子要含有什么条件才能发生有效碰撞？才能发生有效碰撞？、有足够能量使旧键断裂、有足够能量使旧键断裂、碰撞时要有合理取向、碰撞时要有合理取向第6页力量不够力量不够取向不好取向不好好球！有效好球！有效碰撞碰撞第7页、在化学上，把能够发生有效碰撞分子在化学上，把能够发生有效碰撞分子叫叫活化分子，活化分子，特点是：特点是：、活化分子含有较高能量，能量不足分子、活化分子含有较高能量，能量不足分子获取能量后才能变成活化分子获取能量后才能变成活化分子、在温度不变时，对某一个反应来说，活化分子在、在温度不变时，对某一个反应来说，活化分子在反应物中所占百分数是恒定，且与温度呈正比。反应物中所占百分数是恒定，且与温度呈正比。活化分子数活化分子数 反应物分子总数反应物分子总数活化分子百分数活化分子百分数3 3、外因：引发活化分子百分数以及反应物分子总数改变条件、外因：引发活化分子百分数以及反应物分子总数改变条件主要包含：浓度、压强、温度和催化剂等主要包含：浓度、压强、温度和催化剂等第8页A+B-C ABC A-B+C 活化络合物活化络合物快快慢慢活化能：活化能：活化活化络合物与反应物络合物与反应物势能之差称为反应势能之差称为反应活化能。活化能。A B C E E正正A+BCH E逆逆AB+CH 0，放热反应，放热反应第9页普通普通分子分子活化活化能能活化活化分子分子合理合理取向取向碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量一个反应经历过程一个反应经历过程小结小结第10页探究试验4、浓度对化学反应速率影响、浓度对化学反应速率影响0.01mol/LKMnO4 溶液溶液0.1mol/LH2C2O4溶液溶液0.2mol/LH2C2O4溶液溶液第11页第12页探究试验浓度对化学反应速率影响浓度对化学反应速率影响0.01mol/LKMnO4 溶液溶液0.1mol/LH2C2O4溶液溶液0.2mol/LH2C2O4溶液溶液快快慢慢2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O 结结 论论其它条件相同时，其它条件相同时，增加增加反应物反应物浓度浓度，反应，反应速速率加紧率加紧；反之，；反之，降低降低反反应物浓度，反应应物浓度，反应速率速率减慢减慢。第13页浓度对反应速率影响浓度对反应速率影响本本质质原原因因第14页思索：怎样从理论上解释上述结论？思索：怎样从理论上解释上述结论？在其它条件不变时，活化分子在反应物分子中所占百分在其它条件不变时，活化分子在反应物分子中所占百分比不变比不变所以，单位体积内活化分子数目与与单位体积内反应物所以，单位体积内活化分子数目与与单位体积内反应物分子总数呈正比，也就是和反应物浓度呈正比分子总数呈正比，也就是和反应物浓度呈正比当反应物浓度增大时，单位体积内反应物分子数增多，当反应物浓度增大时，单位体积内反应物分子数增多，活化分子数增多，活化分子数增多，有效碰撞次数增多，有效碰撞次数增多，反应速率增大。反应速率增大。第15页注意：注意：、此规律只适合用于气体反应或溶液中进行反应、此规律只适合用于气体反应或溶液中进行反应、对于纯固体和纯液体、对于纯固体和纯液体来说，其浓度为普通常数，来说，其浓度为普通常数，其其用量改变不会引发化学反应速率改变用量改变不会引发化学反应速率改变、固体反应物表面积越大，接触面积越大，反应速率、固体反应物表面积越大，接触面积越大，反应速率越大，表面积越小，接触面积越小，反应速率越小越大，表面积越小，接触面积越小，反应速率越小、纯水作为反应物时，用量改变不会引发反应速率改变、纯水作为反应物时，用量改变不会引发反应速率改变第16页请试依据浓度对化学反应速率影响推出压强对化请试依据浓度对化学反应速率影响推出压强对化学反应速率影响情况学反应速率影响情况 第17页5 5、压强对反应速率影响、压强对反应速率影响思索：其它条件不变时，改变压强，气、液、固体体积怎样改变？思索：其它条件不变时，改变压强，气、液、固体体积怎样改变？由试验可知：其它条件不变时，压强增大，气由试验可知：其它条件不变时，压强增大，气体体积减小，压强减小，气体体积增大体体积减小，压强减小，气体体积增大压强改变对液体和固体体积影响不大压强改变对液体和固体体积影响不大对于有气体参加反应，增大压强，气体体积对于有气体参加反应，增大压强，气体体积，反，反应物浓度应物浓度，单位体积活化分子数，单位体积活化分子数，单位，单位时间内有效碰撞次数时间内有效碰撞次数，化学反应速率，化学反应速率。减小减小增大增大增多增多增多增多增大增大结论：结论：对于有气体参加反应对于有气体参加反应，当其它条件不变时当其它条件不变时，增大压强增大压强，化学反应速率增大化学反应速率增大，减小压强减小压强，化学反应速率减小化学反应速率减小第18页注意：注意：、压强改变只影响、压强改变只影响有气体参加有气体参加反应反应速率反应反应速率、压强改变时，必须引发浓度改变，、压强改变时，必须引发浓度改变，化学反应速率才能改变化学反应速率才能改变、压强改变对固体和液体物质体积影响不大，、压强改变对固体和液体物质体积影响不大，所以，压强改变所以，压强改变不影响固体和液体物质反应速率不影响固体和液体物质反应速率第19页反反应速率无改速率无改变！例题例题1 1 恒容条件下，反应恒容条件下，反应N2+3H2 2NH3中充入中充入He气，反应速率怎样改变？气，反应速率怎样改变？He分子分子讨讨论论第20页 对于压强改变，对于压强改变，只有引只有引发反应体系中反应物浓度改发反应体系中反应物浓度改变，变，才对反应速率产生影响。才对反应速率产生影响。改变压强，其实是改变了反改变压强，其实是改变了反应物浓度。应物浓度。注意！注意！第21页思索思索恒压条件下，反应恒压条件下，反应N2+3H2 2NH3中充入中充入He气，反应速率怎样改变？气，反应速率怎样改变？减慢减慢第22页注意注意 恒容时恒容时加入稀有气体使压强增大，反应物和生成加入稀有气体使压强增大，反应物和生成物浓度都没有改变，所以化学反应速率不变。物浓度都没有改变，所以化学反应速率不变。恒压时恒压时加入稀有气体使体积增大，反应物和生成加入稀有气体使体积增大，反应物和生成物浓度都减小，所以化学反应速率减小。物浓度都减小，所以化学反应速率减小。压强压强“真变真变”与与“假变假变”压强压强对速率影响是对速率影响是经过改变气体浓度经过改变气体浓度来来改变改变；若压强改变之后，气体；若压强改变之后，气体浓度未变浓度未变，其化学反应其化学反应速率不变速率不变。第23页探究试验6、温度对化学反应速率影响、温度对化学反应速率影响5mL0.1mol/LH2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3热水热水冷水冷水第24页第25页探究试验温度对化学反应速率影响温度对化学反应速率影响5mL0.1mol/LH2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3热水热水冷水冷水快快慢慢Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O 结结 论论其它条件相同时，其它条件相同时，升高升高温度温度，反应，反应速率加紧速率加紧；反之，反之，降低温度降低温度，反应，反应速率减慢速率减慢。第26页第27页讨论：为何升高温度会加紧化学反应速率？讨论：为何升高温度会加紧化学反应速率？解释：解释：浓度一定时，升高温度，反应物分子将取得能量，浓度一定时，升高温度，反应物分子将取得能量，使一部分原来能量低分子变成高能分子，使一部分原来能量低分子变成高能分子，活化分子百分数增加，活化分子百分数增加，使单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，使单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，化学反应速率加紧。化学反应速率加紧。因为反应温度升高，分子运动加紧，单位时间内反应物因为反应温度升高，分子运动加紧，单位时间内反应物分子碰撞次数增多，反应也会对应加紧。分子碰撞次数增多，反应也会对应加紧。试验表明，试验表明，温度每升高温度每升高1010，化学反应速率通常化学反应速率通常增加到原来增加到原来2 2至至4 4倍倍。第28页气体、液体、固体反应物温度同时升高气体、液体、固体反应物温度同时升高结论：结论：温度对反应速率影响与反应物状态无关温度对反应速率影响与反应物状态无关思索：思索：反应体系温度升高对不一样状态反应物温度有何影响？反应体系温度升高对不一样状态反应物温度有何影响？第29页7 7、催化剂对化学反应速率影响：、催化剂对化学反应速率影响：【试验试验2 24 4】结论：结论：催化剂催化剂(MnO(MnO2 2)能够显著加紧化学反应速率能够显著加紧化学反应速率讨论：催化剂是怎样改改变学反应速率？讨论：催化剂是怎样改改变学反应速率？使用催化剂，能够降低反应所需要能量，使反应体系中使用催化剂，能够降低反应所需要能量，使反应体系中更多反应物分子变成活化分子，大大增加了单位体积内更多反应物分子变成活化分子，大大增加了单位体积内反应物分子中活化分子所占百分数，使化学反应速率加紧。反应物分子中活化分子所占百分数，使化学反应速率加紧。第30页能量能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能量出能量反应热反应热没加催没加催化剂化剂加了催化剂加了催化剂第31页中学阶段若无特殊说明，只讨论正催化剂中学阶段若无特殊说明，只讨论正催化剂规律：催化剂能改改变学反应速率，能够加紧化规律：催化剂能改改变学反应速率，能够加紧化学反应速率催化剂叫做学反应速率催化剂叫做正催化剂正催化剂；能够减慢化学；能够减慢化学反应速率催化剂叫反应速率催化剂叫负催化剂负催化剂注意：催化剂在化学反应中参加了化学反应，只不过在注意：催化剂在化学反应中参加了化学反应，只不过在反应前期消耗多少，在反应后期则生成多少，催化剂在反应前期消耗多少，在反应后期则生成多少，催化剂在反应前后质量未发生改变，但一些物理性质发生改变反应前后质量未发生改变，但一些物理性质发生改变结论：结论：催化剂能显著改改变学反应速率，本催化剂能显著改改变学反应速率，本身化学性质和质量不变身化学性质和质量不变第32页探究试验催化剂对化学反应速率影响催化剂对化学反应速率影响2H2O2 2H2O+O2MnO2第33页第34页探究试验催化剂对化学反应速率影响催化剂对化学反应速率影响2H2O2 2H2O+O2MnO2【结论结论】其它条件不变时，选取适当催化剂能够改变其它条件不变时，选取适当催化剂能够改变反应速率；反应速率；正催化剂正催化剂使使反应速率加紧反应速率加紧，负催化剂使反应，负催化剂使反应速率减慢。速率减慢。第35页科学探究探究探究1设计试验比较在设计试验比较在2mL 5%H2O2中加入中加入FeCl3和和CuSO4溶液各溶液各1mL，比较二者分解速率？，比较二者分解速率？加入试剂加入试剂0.1mol/LFeCl3 0.1mol/L CuSO4 产生气泡快慢产生气泡快慢结结 论论快快慢慢FeCl3对该反应催化效果更加好对该反应催化效果更加好 第36页科学探究探究探究2设计试验比较在设计试验比较在4mL 0.01mol/L KMnO4和和2mL 0.1mol/L H2C2O4，加不加，加不加MnSO4对反应对反应速率有否影响？速率有否影响？加入试剂加入试剂0.01mol/LKMnO4 0.1mol/LH2C2O40.01mol/L KMnO4 0.1mol/LH2C2O4MnSO4溶液褪色时间褪色时间结结 论论快快慢慢MnSO4对该反应有催化作用对该反应有催化作用 第37页科学探究探究探究3现有现有5mL 淀粉溶液、碘水、淀粉溶液、碘水、2mol/L硫酸溶液。硫酸溶液。设计试验比较唾液、稀硫酸对反应速率影响效果怎样？设计试验比较唾液、稀硫酸对反应速率影响效果怎样？加入试剂加入试剂硫酸溶液、淀粉溶液、碘水唾液、淀粉溶液碘水反应现象反应现象结结 论论蓝色很快褪去蓝色很快褪去蓝色极难褪去蓝色极难褪去唾液对该反应催化效果更加好唾液对该反应催化效果更加好 催化剂是有选择性催化剂是有选择性第38页除了上述原因外，光、声、电、反应物颗粒大小、除了上述原因外，光、声、电、反应物颗粒大小、溶剂性质、紫外线、超声波、磁场等也会显著溶剂性质、紫外线、超声波、磁场等也会显著改改变学反应速率改改变学反应速率8 8、其它原因影响：、其它原因影响：第39页外界条件对化学反应速率影响（总结）外界条件对化学反应速率影响（总结）影响原因分子总分子总数数活化分子活化分子百分数百分数活化分活化分子总数子总数活化分子浓度活化分子浓度（单位体积活化分（单位体积活化分子数）子数）增大浓增大浓度度增大压增大压强强升高温升高温度度正催化正催化剂剂增加增加不变不变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增加增加增加增加增加增加不变不变第40页 增大反应物浓度增大反应物浓度使反应速率加紧主要原因（使反应速率加紧主要原因（）对于气体参加体系对于气体参加体系增大压强增大压强使反应速率加紧主要原因使反应速率加紧主要原因 是是（）升高温度升高温度使反应速率加紧主要原因是（使反应速率加紧主要原因是（）使用催化剂使用催化剂使反应速率加紧主要原因是（使反应速率加紧主要原因是（）A、活化分子百分数不变，但提升单位体积内活化分子、活化分子百分数不变，但提升单位体积内活化分子 总数总数 B、增大分子运动速率而使有效碰撞增加增大分子运动速率而使有效碰撞增加C、升高反应物分子能量，使活化分子百分数增加升高反应物分子能量，使活化分子百分数增加 D、降低反应所需能量，使活化分子百分数增加、降低反应所需能量，使活化分子百分数增加AAC D练习练习：第41页1、将一定浓度盐酸倒入碳酸钙中，若作以下改变情况，其中能、将一定浓度盐酸倒入碳酸钙中，若作以下改变情况，其中能使最初化学反应速率增大是使最初化学反应速率增大是 （）A、盐酸浓度不变，而使盐酸用量一倍、盐酸浓度不变，而使盐酸用量一倍B、盐酸浓度增大一倍，而使盐酸用量降低到原来二分之一、盐酸浓度增大一倍，而使盐酸用量降低到原来二分之一C、盐酸浓度和用量都不变，增加碳酸钙量、盐酸浓度和用量都不变，增加碳酸钙量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：第42页 19W.奥斯特瓦尔德（德国人）从事催化作用、化学平衡以及反应速度研究 1929年A.哈登（英国人），冯奥伊勒 歇尔平（瑞典人）说明了糖发酵过程和酶作用 1963年K.齐格勒（德国人）、G.纳塔（意大利人）发觉了利用新型催化剂进行聚合方法，并从事这方面基础研究与化学反应速率相关诺贝尔化学奖与化学反应速率相关诺贝尔化学奖第43页 1967年R.G.W.诺里会、G.波特（英国人）M.艾根（德国人）创造了测定快速 化学反应技术 1997年P.B.博耶（美国人）、J.E.沃克尔（英国人）、J.C.斯科（丹麦人）发觉人体细胞内负责储备转移能量离子传输酶 威廉诺尔斯、巴里夏普莱斯(美国人)、野依良治(日本人)在“手性催化氢化反应”领域取得成就与化学反应速率相关诺贝尔化学奖与化学反应速率相关诺贝尔化学奖第44页