第二课时影响化学反应速率的因素 学案

1 第二节 影响化学反应速率的因素 学习目标（1）理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。 （2）能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活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的影响。 学习重点、难点压强对化学速率的影响，用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。 【学习内容】 化学反应的实质是： 因此，化学反应速率与分子间的 有关。 一、影响化学反应速率的因素 1、内因： _______________________ ____，即比较不同反应在相同条件下的反应速率． 实例：<1> F2与H2化合，I2与H2化合，_____ ____剧烈． <2>酸碱中和反应一瞬间完成，煤，石油的形成需亿万年． 2、外因：影响化学反应速率的外界条件很多，主要是浓度、压强、温度、催化剂等。 <1> 浓度对化学反应速率的影响： 【实验2—2】等浓度、等体积的KMnO4溶液 加入 2ml 0.1mol/L 草酸  [现象] 加入 2ml 0·2mol/L 草酸  [现象] 小结：由此实验推知，反应物的浓度 ，反应速率 。 实例：可燃物在空气、纯氧中燃烧现象的比较；酸雨对文物古迹的腐蚀在近代加速。 Fe丝在空气中不能燃烧，而在氧气中剧烈燃烧． 结论：当其它条件不变时，增加反应物 ，可以 化学反应速率， 否则相反。 这是为什么呢? [探究] 从物质结构（化学键）的角度分析2HBr+Cl2=2HCl+Br2反应的过程。 化学反应的过程就是反应物分子中的原子，重新组合成生成物分子的过程。也就是说，就是旧化学键 、新化学键 的过程。例如，在2HBr+Cl2=2HCl+Br2反应中，H—Br、Cl—Cl ， H—Cl、Br—Br。 [思考] 上述反应中，H—Br、Cl—Cl的 是否是自发产生的呢？ [解析] 分子中化学键并不会自发 的。只有分子间相互 ，化学键才可能 ，化学反应才能发生。 反应物分子(或离子)间发生反应，需要 ②化学反应发生的先决条件： 。 [思考] 是否所有的的碰撞都能使化学键断裂、化学反应得以发生呢？ [分析]并非每次碰撞都能使化学键断裂。 即：并非每次碰撞都能发生化学反应。能够发生化学反应的碰撞是很少的。分子间的碰撞与打篮球相似。正如投篮： 1、能量不够；2、虽能量足够，但是没有合适的取向；3、当有足够的能量和合适的取向，于是发生有效碰撞。 ③有效碰撞： 。 有效碰撞的条件下---- 1）分子微粒要有 （即为活化分子）2）且碰撞时有合适的 。 ④活化分子： 。(比分子平均能量高，能量不足的分子应吸收一定的能量后才能变为活化分子)

⑤在其它条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物中所占的百分数是 的。 即：单位体积内活化分子的数目和单位体积内反应物分子的总数成 。 即：活化分子的数目和反应物的浓度成 。 因此：增大反应物的浓度，可以 单位体积内活化分子的数目，单位体积内的有效碰撞次数也相应 ，化学反应速率就 。因此，增大反应物的浓度可以 化学反应速率。 小结： (1)化学反应发生的条件 分子具有足够能量活化分子 分子运动  相互碰撞 有效碰撞发生化学反应 有合适的取向 (2)在其它条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。 (3) 机理：浓度增加  单位体积内活化分子数___ __ (活化分子百分数__ ____)  有效碰撞次数  反应速率 。 ※ 浓度对化学反应速率的影响 （1）结论：其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率增大 （2）适用范围：对气体或溶液中发生的化学反应（固体、纯液体其浓度可作是一个常数）。 <2> 压强对化学反应速率的影响: （1）结论：对于有 参加的反应来说，当其他条件不变时，增大压强，化学反应速率 ；减小压强，反应速率 。 （2）机理：对有 参加的反应：压强增大  容器体积  气体浓度__ _  单位体积内活化分子数_____ _(活化分子百分数___ __) 有效碰撞次数___ ___  反应速率______．相反，减小压强，气体的体积就 ，气体反应物浓度就 ，反应速率也随之 。 （3）适用范围：仅适用于体系中有 物质的反应。 （4）实例：工业上合成氨，正是采用了 条件来加快合成氨的速率。 ※ ① 必须有气态反应物 ② 压强的改变，本质上是改变气体的浓度，因此，压强改变，关键看气体浓度有没有改变，如果气体浓度有改变，v才可能改变。 ③ 压强改变针对气体而言，固体、纯液体、溶液其浓度可作是一个常数．由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，所以压强对固体、纯液体、溶液等反应的速率无影响。 （5） 恒温恒容时，往容器中充入惰性气体，则化学反应速率 ；恒温恒压时，往容器中充入惰性气体，则化学反应速率 。 对于气体反应体系，充入惰性气体有以下两种情况：“惰性气体”与反应体系无关的气体。 ①恒温恒容时： a、充入“惰性气体”引起总压增大，但各物质浓度 ，反应速率 。 ②恒温恒压时： b、充入“惰性气体”引起体积 引起各反应物浓度 引起反应速率 。 如：在一定温度下于密闭容器中进行的化学反应SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)：. ①恒温恒容时：充入N2，化学反应速率 ； ②恒温恒压时：充入N2 化学反应速率 。 （6）密闭容器的涵义：是指容器全封闭不漏气，容器内外之间没有物质传递。密闭容器不等于容 2

器体积不变。 练习1、反应C(S)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是 ( ) A．增加C的量 B．将容器的体积缩小为一半 C．保持体积不变,充入氮气使体系的压强增大 D．保持压强不变,充入氮气使容器的体积增大 练习2、一定温度下，100 mL 6 mol·L-1 H2SO4与过量锌粉反应，为了减缓反应速率，但又不影响生成氢气的总质量，可向反应物中加入适量的 A．碳酸钠固体 B．水 C．硫酸钾溶液 D．盐酸溶液 <3> 温度对化学反应速度的影响 大理石 + 10ml 0·1mol/L 盐酸  反应缓慢  再加热 反应 （1）结论：其它条件不变时，升高温度，化学反应速率 ；反之，降低温度，化学反应速率 。 （2）机理：温度升高  分子能量_____  能量较高的非活化分子变成了______ 活化分子百分数____ 单位体积内活化分子数____  有效碰撞次数____ _化学反应速率_______． 解释： 活化分子百分数增加（主要原因） 温度升高 反应速率加快 单位时间内有效碰撞次数增加 （次要原因） 实例： (a)Mg和冷水反应很微弱，加热后，反应速率明显加快． (b)人们用电冰箱保存食物，化学原理____________________________________． ※经验规律：一般而言，温度每升高10℃，化学反应速率一般增大为原来的 倍。即 。 注意： a．温度对v影响与物质聚集状态（反应物存在的状态）无明显关系 b．温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，对于可逆反应，升高温度，正、逆反应速率均要加快但影响程度不同。 c．一般情况，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更易控制。 例 1、对于反应A=B+C，温度每升高10℃，反应速率增大到原来速率的3倍，现将反应体系的温度由12℃升高到42℃，反应速率增加到原来的 ( ) A．6倍 B．9倍 C．18倍 D．27倍 练习：若温度每升高10℃，速率增大为原来的3倍，设原来为t1，V1,后来 为t2，V2，则V2=_____V1．若t1=15℃，t2=55℃，则V2=___ _V1 ． <4> 催化剂对化学反应速率的影响 【实验2—3】： 5mL5%的H2O2 + 3滴洗涤剂 比较快慢 5mL5%的H2O2 + 3滴洗涤剂 + 少量MnO2 现象： ，化学方程式______________________． （1）结论：适当的催化剂能 化学反应速率 （2）机理：使用催化剂  ____了发生反应所需要的能量  能量较高的非活化分子变成了______ 活化分子百分数___ _ 单位体积内的活化分子数__ __ 有效碰撞次数__ __ 化学反应速率___ __． 实例：约 的化学反应需使用催化剂。 催化剂：能 改变化学反应速率，而在反应前后本身的 与 都保持 的物质。 注意：①这里的改变包括加快或减慢。加快反应的为正催化剂，减慢反应的为负催化剂说，通常所说的催化剂即指正催化剂。 ②催化剂具有 ，不同反应有不同的催化剂。某催化剂对某一反应可能具有很强的催化活性，但对其他反应就不一定具有催化作用。 ③催化剂有一定的 ，不同催化剂的 不同。催化剂只有在一定温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一定相同。 ④可逆反应中催化剂对正逆反应的改变程度 。 ⑤催化剂中毒：催化剂的催化活性往往因接触 而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫做催化剂中毒。工业上为了防止催化剂中毒而把原料进行 以除去使催化剂中毒的物质。 ⑥催化剂不能改变化学反应（例如：不能改变生成物的量），不能改变平衡转化率。 催化剂：催化剂参与反应，改变反应历程，降低反应所需要的能量，也就等于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞频率，加快了反应速率。 思考：在用氯酸钾分解制氧气时加入二氧化锰后能否提高氧气的量？ <5> 其它外界条件对化学反应速率的影响 其它因素： ①___________，②________ ___，③______ ___，④____________ ⑤ ⑥ 等外界条件也会对化学反应速率产生影响。 实例： (a)煤粉燃烧比煤块________， (b)固体之间的反应速率一般较慢，若将其溶解后再反应，反应速率大大加快， (c)AgBr，AgI，HNO3，H2O2等光照时加快分解． [讨论] 采用哪些方法可以增大铁与盐酸反应的化学反应速率？ [小结] 影响化学反应速率的外界条件主要有浓度、压强、温度与催化剂的使用。 外界因素 浓度 压强 温度 催化剂 增大 减小 增大 减小 升高 降低 正 分子本身能量 反应所需能量 活化分子百分数 单位体积内活化分子数 有效碰撞次数 化学反应速率 例3：下列说法正确的是 A．增大压强，活化分子数增加，化学反应速率一定增大 B．升高温度，活化分子百分数增加，化学反应速率一定增大 C．活化分子间所发生的分子间的碰撞为有效碰撞 D．加入反应物，使活化分子百分数增加，化学反应速率增大 例4：盐酸与碳酸钠固体反应时，能使反应的最初速率明显加快的是 ( ) A．增加碳酸钠固体的量 B．盐酸的量增加一倍C．盐酸的用量减半浓度加倍 D．温度升高 40 0C