大学化学2.2 影响化学反应速率的因素
质量作用定律只适用于基元反应。对 于复杂反应，质量作用定律只适用于复杂 反应的每一步基元反应，因此，不能根据 复杂反应的总反应式直接书写速率方程。
8
如复杂反应： 2NO 2H2 N2 2H2O 实验测得其反应速率为： k c2 (NO) c(H2 )
而不是 k c2 (NO) c2 (H2 )
例如：测得
2N2O5(CCl4) N2O4(CCl4) O2(g)不同温度下的k值
T/K 293.15 298.15 303.15 308.15 313.15 318.15
k / s1
0.235104 0.469104 0.933104 1.82104 3.6 2 1 04 6.29104
13
(1)
x=kt
c0 c kt
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱc-t 或x-t成线性关系。
(2) k的单位：molL-1s-1或molL-1min-1。
(3)
t0.5
c0 c k
c0
1 2
c0
k
c0 2k
半衰期与浓度成正比。
14
反应速率与反应物浓度的一次方成正
比的反应。
如：226 88
Ra
222 86
(2)H2(g) Cl2(g) 2HCl(g)
1
2 k2 c(H2 ) c 2 (Cl2 ) 3/2级反应 12
3.零级反应和一级反应
零级反应
t=0 t=t
AB
c0 0 cx
dc dx k dt dt
积分得： x=kt c0 c kt
c-t 或x-t成线性关系。
第2章 化学反应速率
1
2
2.2.1 浓度与反应速率
1.基元反应和复杂反应
基元反应：由反应物微粒（分子、原
子、离子或自由基等）一步直接转化为产
物的化学反应。绝大多数基元反应为双分
子反应。
H2C C C CH2+ H2C CH2 HH
3
复杂化学：由多个基元反应组成的反应。
例如： 2NO 2H2 N2 2H2O 由以下两个基元反应组成： 2NO H2 N2 H2O2 H2O2 H2 2H2O
Rn
4 2
He
1 H2O2 H2O 2 O2
1 N2O5 N2O4 2 O2
H2 C
(g)
H2C
CH2
H3C C CH2 (g)
H
15
A B为一级反应
t=0
c0 0
t=t
cx
kc
dc kc dt
dc kdt c
c dc t
kdt
c c0
0
ln c kt
如果它的速率方程可表示为：
k cm (A) cn (B)
则其中(m+n)称为总反应级数（简称反
应级数）。通常m、n不一定等于a、b。
10
例如：
(1)N2O4 2NO2 1 k1 c(N2O4 ) 一级反应
(2)NO2 CO NO CO2
2 k2 c(NO2 ) c(CO) 二级反应
：反应瞬间速率。
c(A)、c(B)：物质的瞬间浓度。
k： 反 应 速 率 常 数 ， 表 示 反 应 物 浓 度 为1 molL-1时的反应速率。
6
k的说明： (1)一定温度下，不同反应k的往往不同。 (2)对于同一个反应，k值与反应物浓度、 分压无关，只与反应的性质、温度及催化 剂等因素有关，通常温度升高， k 增大。 (3)k的值越大，表明给定条件下的反应速 率越大。
ln c0 kt c
t0.5
2.303 lg c0
k
c
2.303 lg k
c0
1 2
c0
2.303 lg 2 0.693
k
k
一级反应的半衰期与起始浓度无关，
仅与温度有关。
18
2.2.2 温度对化学反应速率的影响
大多数化学反应，温度升高，反应速 率增大。
范德霍夫归纳了许多实验结果，提出 一条经验规则：反应物浓度相同的情况下， 温度每升高10 K，反应速率增加2~4倍。
c0
ln c0 kt
c
lg
c
kt 2.30
3
lg
c0
16
一级反应的特点：
(1)
lg
c
kt 2.303
lg
c0
lgc-t 曲线应为直线，从直线的斜率 可求得k。
(2) k的单位：s-1或min-1。
17
(3) 半衰期：反应物A的转化率为50%时所 需的反应时间称为半衰期，用t0.5表示。
4
2. 质量作用定律 大量的实验证明，在一定温度下，
基元反应的反应速率与各反应物浓度幂 （幂次为反应方程式中该物质化学式前 的系数）的乘积成正比，这一规律称为 质量作用定律。
5
对某一基元反应：
aA bB pC qD k ca (A) cb (B) 该式即基元反应质量作用定律的数学 表示式，也称基元反应的速率方程式。
因为该反应实际分两步：
第一步（慢） 2NO H2 N2 H2O2 第二步（快） H2O2 H2 2H2O
第一步为影响整个复杂反应快慢的决定性
步骤，所以总反应的快慢就取决于第一步反应
的速率。即 k c2 (NO) c(H2 ) 9
对于一般的化学反应：
aA bB yY zZ
19
1889年阿仑尼乌斯对反应速率常数k 与温度T的关系提出了一个较准确的经验 公式。
20
指数形式：
k
Ea
A e RT
A—指前因子 Ea—实验活化能，单位为kJ·mol-1。
对数形式： ln k ln A Ea
RT
lnk 1 线性关系 T
斜率为 Ea
R
，截距为lnA。
21
1 / T
3.41103 3.35103 3.3 0 1 03
3.25103
3.1 9 1 03 3.1 4 1 03
ln k
-10.659 -9.967 -9.280 -8.612 -7.924 -7.371
22
lnk-1/T 图
23
(3)2NO 2H2 N2 2H2O
3 k3 c2(NO) c(H2) 三级反应
某个具体反应的级数是由实验确定的。
11
实验证明，反应级数可以是正整数，
也可以是零、分数、负数。
例如：(1)NH3
(g)
W
1 2
N2
(g)
3 2
H2
(g)
1 k1 c0 (NH3 ) 零级反应
2.2.2温度、催化剂对化学反应速率的影响
学 习 目 标 思 维 脉 络 1.理解外界条件(温度、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.了解通过改变外界条件 从而改变化学反应速率的 方法和意义。
重难点一
重难点二
情景导入
知识点拨
典例引领
1.使用催化剂,改变反应路径,降低反应的活化能,提高活化分子 百分数,增大化学反应速率。 2.可逆反应中催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。
重难点一
重难点二
情景导入
知识点拨
典例引领
例题向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2, 开始反应时,按正反应速率由大到小排列顺序正确的是( ) 甲.500 ℃,10 mol SO2和5 mol O2的反应 乙.500 ℃,用V2O5作催化剂,10 mol SO2和5 mol O2的反应 丙.450 ℃,8 mol SO2和5 mol O2的反应 丁.500 ℃,8 mol SO2和5 mol O2的反应 A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丁、丙 C.乙、甲、丙、丁 D.丁、丙、乙、甲
重难点一
重难点二
情景导入
知识点拨
典例引领
成功体验2 如图是相同条件下做H2O2分解的对比实验时,放出 O2的体积随时间的变化关系示意图,a使用催化剂,b不使用催化剂, 其中正确的是( )
解析:由于是相同条件下做H2O2分解的对比实验,因此产生氧气 的体积相同,a使用催化剂,化学反应速率大,产生氧气速率快。 答案:A
重难点一
重难点二
情景导入
知识点拨
典例引领
2.2.2 温度、催化剂对化学反应速率的影响
第2课时温度、催化剂对化学反应速率的影响[目标要求] 1.知道温度对化学反应速率影响的结论和理论解释。
2.知道催化剂对化学反应速率影响的结论和理论解释。
1．温度对反应速率的影响(1)影响其他条件相同时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。
(2)原因其他条件相同时，升高温度，提高了活化分子的百分数和较高能量的分子间的碰撞频率，使分子间有效碰撞的几率提高，反应速率增大。
2．催化剂对反应速率的影响(1)影响：使用催化剂可加快反应速率。
(2)原因：催化剂改变了反应的路径，降低了反应所需的活化能，提高了反应体系中活化分子的百分数，使有效碰撞的几率提高，反应速率加快。
(3)根据图象填空。
如图所示，使用催化剂使反应速率加快其中途径Ⅰ表示没使用催化剂。
途径Ⅱ表示使用了催化剂。
使用了催化剂，反应的活化能降低。
图中E1、E2都是该反应的活化能，但E2<E1是因为使用了催化剂，与不使用催化剂相比，反应的活化能由E1变为E2，活化分子的百分数增多。
知识点一温度对化学反应速率的影响1．对于反应：M＋N―→P，如果温度每升高10℃，化学反应速率提高到原来的3倍，在10℃时完成反应的10%需要81 min，将温度提高到30℃时，完成反应的10%需要的时间为()A．9 min B．27 min C．13.5 min D．3 min答案 A解析温度由10℃升高到30℃时，反应速率提高到原来的32倍，设当提高到30℃时，完成反应的10%需要的时间为t min，则32t＝81 min，故t＝9 min。
2．已知硫代硫酸钠溶液与稀H2SO4反应可析出单质硫沉淀：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2＋H2O，某同学按下表进行实验，请你判断哪一组编号加3%Na2S2O3/mL 加1∶5的H2SO4/滴温度/℃1 5 25 252 5 15 353 5 25 45解析反应物的浓度越大，反应温度越高，反应速率越快。
2.2.2 影响化学反应速率的因素——温度、催化剂
练习3：
增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（ A ） 对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因 是（ A ） 升高温度使反应速率加快的主要原因是（ C） 使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（ D） A、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的 总数 B、 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 D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加
下列说法正确的是(
)
A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百 分数，从而使有效碰撞次数增大 B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应 容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率 增大 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增大 了反应物分子中活化分子的百分数 D．催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而 成千成万倍地增大反应速率
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。
小结
决定因素：参加化学反应的物质的性质
影响因素：当其它条件不变时 1.浓度的影响：增加反应物的浓度可以加快化学反应速率；降低 反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。
2.压强的影响：（仅适用于有气体参加的反应）增加体系的压强， 可以加快化学反应速率；降低体系的压强，可以减慢化学反应速 率 3.温度的影响：升高体系的温度可以加快化学反应速率；降低体 系的温度，可以减慢化学反应速率。 4.催化剂：使用催化剂同等程度的增大（减慢）正逆反应速率， 从而改变反应到达平衡所需时间。
实验2-3结论：温度高的溶液先出现浑浊
3、温度
其他条件不变， 温度升高，反应 速率加快 T↑ →普通分子变为活化分子→活%↑→ n活↑ →V↑ 注意： 该规律适用于任何反应。
基础化学教学课件：2.2.2温度对化学反应速率的影响
ln k =− Ea + ln A 2 RT
2
lnk2
lnk1
Ea RT1
Ea RT2
ln k2 Ea (T2 T1 ) k1 R T1T2
• 因 Ea>0 ， ln(k2/k1)>0 ， 故k2>k1
• 即升高温度总是加快 化学反应速率。
温度如何影响反应速率
体系的分类
温度对化学反应速率影响的原因：
化学热力学
课程思政：
• 另外，他热爱祖国，为报效祖国而放弃 国外的荣誉和优越条件，在当今仍不失 为科学工作者的楷模。
Arrhenius（1859年~1927年）
Arrhenius（1859年~1927年）
谢谢
温度对化学反应速率的影响
温度对化学反应速率的影响
回顾
化学反应速率方程
浓度对化学反应速率的影响。
和浓度相比 温度对化学反应速率的影响更为显著。
状态函数的基本特征
夏季室温高：食物容易腐烂变质，但放在冰箱里的食物就能储存较长的时间。
氢气和氧气的化合反应
常温下几乎察觉不到 温度升高到600℃，它们的反应迅猛剧烈，甚至还可能发生爆炸。 大多数化学反应，无论是吸热反应还是放热反应，其反应速率会随着温度的升 高而加快，随着温度的降低而减慢。
温度升高
活化分子相对数目增加
反应速率加快
有效碰撞增加
活化分子与温度的关系图
阿仑尼乌斯方程 温度对于化学反应速率的影响
化学热力学
课程思政：
• 首先，在哲学上他是一位坚定的自然科 学唯物主义者，他终生不信宗教，坚信 科学。
• 其次，他知识渊博，对自然科学的各个 领域都学有所长。
Arrhenius（1859年~1927年）
2.2 影响化学反应速率的因素 同步练习(人教版选修4)
基础演练1．把石灰石浸入盐酸中，下列措施能使反应速率增大的是()①加大盐酸用量②增大盐酸浓度③粉碎石灰石④增大体系压强A．①③B．②③C．①④D．③④解析：本题考查影响反应速率的因素。
固体和液体之间反应，增大液体的浓度可以加快反应速率；加大盐酸用量，如果浓度不增加速率并不加快；将块状碳酸钙粉碎可以增大接触面积，速率加快；由于反应物中无气体，所以增大压强对反应速率无影响。
答案：B2．在有气体参与的反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是()①增大反应物的浓度②升高温度③增大压强④移去生成物⑤加入催化剂A．①②③B．①②③⑤C．②⑤D．①②③④⑤解析：根据活化分子的概念及影响条件知，①③能增大活化分子的浓度(单位体积内活化分子的数目)，加快化学反应速率，但不影响活化分子百分数；而②中分子能量增加，使活化分子百分数增大，活化分子数也同时增加；⑤中催化剂降低了活化能，同样使活化分子百分数增大，活化分子数也同时增加。
答案选C。
答案：C此反应为吸热反应)，反应速率为v1；N2＋3H2 2NH3(此3．设C＋CO反应为放热反应)，反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为()A．都增大B．都减小C．v1增大，v2减小D．v1减小，v2增大解析：升高温度，反应速率都加快。
答案：A4．增大压强对下列反应的速率无影响的是( ) A ．CO 2(g)＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O B ．H2(g)＋I 2C ．NaCl ＋AgNO 3===AgCl ↓＋NaNO 3D ．N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)解析：压强对无气体物质参加的化学反应速率无影响，故选C 项。
答案：C5．下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是( )A ．Cu 能与浓硝酸反应，但不能与浓盐酸反应B ．Cu 与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快C ．N 2与O 2在常温、常压下不反应，放电时可反应D ．Fe 与浓盐酸反应比与稀盐酸反应快解析：选项B 、D 为酸的浓度不同所致；选项C 为反应条件不同所致；唯有选项A 是因浓硝酸与浓盐酸本身性质不同所致。
化学化学反应速率与化学平衡的影响因素
化学化学反应速率与化学平衡的影响因素教案题目：化学反应速率与化学平衡的影响因素导入部分：引言：化学反应是物质转变的过程，速率与平衡是评价化学反应的重要指标。
本节课将介绍影响化学反应速率和化学平衡的因素，帮助学生了解反应速率和平衡的基本概念，并能够分析和解释不同因素对反应速率和平衡的影响。
第一部分：化学反应速率及其影响因素1.1 反应速率的概念反应速率指单位时间内反应物消耗或生成物产生的量。
速率的计算方法为物质浓度的变化与时间的比值。
1.2 影响反应速率的因素1）浓度：浓度高的反应物分子碰撞频率增加，从而增加反应速率。
2）温度：温度升高，分子运动速度增加，碰撞频率和有效碰撞的几率也增加，提高反应速率。
3）催化剂：催化剂通过降低反应活化能，加快反应速率，但催化剂本身不参与反应。
1.3 反应速率的计算公式可采用初始速率法计算反应速率，即通过某一初始时刻的反应物浓度变化速率来推算反应速率。
第二部分：化学平衡及其影响因素2.1 化学平衡的概念化学平衡是指反应物和生成物浓度达到一定比例，反应物和生成物的浓度保持不变的状态。
2.2 影响化学平衡的因素1）浓度：改变反应物的浓度会导致平衡位置的移动。
2）温度：温度升高，平衡位置向吸热方向移动，温度降低则向放热方向移动。
3）压力：对于气相反应，压力的改变可以影响平衡位置的移动。
4）催化剂：催化剂不改变平衡位置，但可以加快平衡达到的速率。
2.3 平衡常数及其计算平衡常数是反应物和生成物浓度的乘积与反应物浓度的乘积的比值，常用于描述化学平衡的程度。
第三部分：实验与例题分析3.1 实验：影响反应速率的实验通过变化反应物浓度、温度和使用催化剂等实验方法，观察反应速率的变化。
3.2 实验：影响化学平衡的实验通过改变反应物浓度、温度和压力等实验操作，观察化学平衡位置的变化。
3.3 例题分析练习一些涉及反应速率和化学平衡的例题，培养学生分析和解决问题的能力。
总结部分：回顾重点：反应速率与化学平衡的概念、计算方法以及影响因素。
2.2影响化学反应速率的因素
化学变化中的碰撞理论是?
分 子 运 动 相 互 碰 撞 分子具 有足够 能量 活化 分子
分子有合适的 取向
化学变化中的碰撞理论是?
分 子 运 动 分子具 有足够 能量 活化 分子 有 效 碰 撞
相 互 碰 撞
分子有合适的 取向
化学变化中的碰撞理论是?
生成物 反应过程
能量 活化分子具有的最低能量
特点：能量比反应 物分子平均能量高
反应物平均能量
活化分子百分数(活%) 活化分子数(n活) = 反应物分子总数(n ) 总
100%
生成物 平均能量
化学反应的历程
活化 能 合理 取向的 碰撞
普通 分子
活化 分子
有效 碰撞
新物质
能量
影响化学反应速率的因素
催化剂的选择性还存在于哪些方面?
科学探究1
科学探究3
注意事项 1)同一催化剂能同等程度的改变化学反应 的速率。
2)催化剂只能改变反应速率，不能将不反 应变成反应 3)催化剂有一定的选择性和活化温度： 4)催化剂中毒：催化剂的活性往往因接触 少量杂质而明显下降，甚至遭到破坏，这种现 象叫催化剂中毒。催化剂中毒会严重影响反应 的顺利进行。工业上为了防止催化剂中毒，要 把原料进行净化除去毒物。
加入试 硫酸溶液、淀粉 唾液、淀粉溶 液 溶液、碘水 剂 蓝色很难褪去 蓝色很快褪去 碘水
唾液对该反应的催化效果更好
反应现
象
催化剂是有选择性的
结 论
科学探究ห้องสมุดไป่ตู้
1.双氧水分解
2.高锰酸钾氧化草酸
3.淀粉水解
科学探究1
湖南长郡卫星远程学校
2.2.2 影响化学反应速率的因素 温度、催化剂对化学反应速率的影响 课件(共27张)
（人教版选修4） 第 二章《化学反应速率和化学平衡》
【问题探究1】（1）我们在讨论催化剂对化学反应速 率的影响时，还应注意哪些问题？
【温馨提示】(1)催化剂有正、负之分，一般情况下的催化剂是 指正催化剂。 (2)催化剂有选择性，不同的化学反应的催化剂 不相同，催化剂具有一定的活化温度。
【问题探究2】（2）根据催化剂对化学反应速率的影 响实质，分析催化剂对可逆反应中的正、逆反应速率 的影响是否相同？
使v(N2)增大。在N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应过程中，随 着时间的增加，N2的浓度逐渐减小，v(N2)逐渐减小。
【课堂检测】
（人教版选修4） 第 二章《化学反应速率和化学平衡》
1．其他条件不变时只改变下列条件，一定能使反应速 率加快的是( ) ①增加反应物的物质的量 ②升高温度 ③缩小反应
2.通过讨论交流、归纳总结，建立分析探究外界因 素影响化学反应速率的思维模型，即“实验现象→影响 规律→理论解释”，促进“证据推理”核心素养的发展。
（人教版选修4） 第 二章《化学反应速率和化学平衡》
【情景导入】我们知道镁条与沸水的反应比与冷水反
基础化学教学课件：2.2.1 浓度对化学反应速率的影响
状态与状态函数
反应速率常数k
物理意义：k在数值上等于各反应物单 位浓度（或分压）下的反应速率。
对于不同反应，k值是不同的 k值与反应物浓度无关，与反应物本性及
温度有关 相同反应条件下，k愈大，反应速率愈快
化学热力学研究特点
速率方程定量表达了浓度对反应速率的 影响。
当温度及催化剂确定后，速率常数k的数 值才会确定，此时浓度(或分压)是影响化 学反应速率的唯一因素。
反应物浓度增大，反应速率增大； 反应物浓度减小，反应速率减少。
通过优化反应物浓度，不仅可以提高生产效 率，还可以减少资源的浪费。
体现了我们对资源的珍视和对环境的尊重， 也是实现绿色发展和可持续发展的重要一环。
基元反应 非基元反应 反应级数 反应机制
浓度对化学反应速率的影响
基元反应
指一步就能完成的化学反应。 由一个基元反应构成的反应称为简单反应。
CO(g) + NO2(g) → CO2(g) + NO(g)
非基元反应
两步或两步以上才能完 成的反应。
H2(g) + I2(g) = 2HI (g) I2(g) = 2I (g)
浓度对化学反应速率的影响
影响化学反应速率的因素
引言
影响化学反应速率的主要因素
反应物的性质
内在因素
当一个化学反应确定之后，在尊重其客观规律的基础上，通过改变外界条件来 改变化学反应的速率。
影响化学反应速率的外在因素
浓度
温度
催化剂
化学反应速率方程的提出，就是为了定量地来说明反应物的浓度和化学反应速 率之间的关系。
2.2 影响化学反应速率的因素
Ⅱ.充入不参与反应的气体 总压强增大 各反应物浓度 未改变 反应速率不变。
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
c.恒温恒压时 充入不参与反应的气体 反应速率减小。
体积增大
气体反应物浓度减小
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
(1)根据催化剂对化学反应速率的影响实质,分析催化剂对可逆反 应中的正、逆反应速率的影响是否相同?
答案:A
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在
不同时间t产生气体体积V的数据,根据数据绘制得到下图,则曲线a、
b、c、d所对应的实验组别可能是( )
组别 1 2 3 4
c(HCl)/(mol·L-1) 2.0 2.5 2.5 2.5
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
二、有关化学反应速率的图像分析 1.解答图像题的方法
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
2.实例分析 (1)其他条件一定,对于气体反应来说,增大压强(缩小容器的容积), 反应速率随着压强的增大而增大,如图A。 (2)其他条件一定,对于气体反应来说,减小压强(扩大容器的容积), 反应速率随着压强的减小而减小,如图B。
K
Na
B
4 mL 0.01 mol·L-1 的
KMnO4 溶液,分别和不同
浓度的 H2C2O4(草酸)溶液 各 2 mL 反应
反应 速率
0.1 mol·L-1 0.2 mol·L-1
的 H2C2O4 的 H2C2O4 溶
溶液
液
5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3