高二選修影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二一、影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)部條件1、內(nèi)因(主要因素)2、外因(次要因素)反應(yīng)物質(zhì)本身的性質(zhì)。例1、決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是A、反應(yīng)時的溫度B、反應(yīng)物的性質(zhì)C、反應(yīng)物的濃度D、容器內(nèi)的壓強B如：與水反應(yīng)時，K比Na劇烈；與H2反應(yīng)時，F(xiàn)2比Cl2劇烈。

物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)速率大小的決定因素分析同一反應(yīng)分析不同反應(yīng)第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二討論影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素內(nèi)因：外因：反應(yīng)物本質(zhì)屬性有哪些？是如何影響化學(xué)反應(yīng)速率的？日常生活中改變速率的方法有∶加熱、攪拌、增大反應(yīng)物的濃度、使用催化劑、汽車加大油門、爐膛安裝鼓風(fēng)機、把煤塊粉碎后使用、用冰箱保存食物、糕點盒裝小包除氧劑等等?；瘜W(xué)反應(yīng)速率與分子間的有效碰撞頻率有關(guān)。所有能夠改變內(nèi)能、運動速率、以及碰撞幾率的方法，都可以用來改變、控制反應(yīng)的速率。第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二有效碰撞條件：能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞；不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫無效碰撞。①有足夠的能量使舊鍵斷裂②碰撞時要有合理的取向能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子。第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二活化分子特點：具有較高的能量，能量不足的分子獲取能量后才能變成活化分子活化分子百分?jǐn)?shù)：（活化分子數(shù)/反應(yīng)物分子數(shù)）×100%能量反應(yīng)過程生成物反應(yīng)物反應(yīng)熱E1E2活化分子討論單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)或單位體積內(nèi)活化分子數(shù)與濃度、溫度、壓強、催化劑的關(guān)系活化能越低，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多，化學(xué)反應(yīng)速率就會越快。第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二化學(xué)反應(yīng)的歷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質(zhì)能量思考：濃度、壓強、溫度、催化劑的變化對有效碰撞的頻率有何影響？第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二實驗2-2濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響0.01mol/L的KMnO4

溶液0.1mol/LH2C2O4溶液0.2mol/LH2C2O4溶液快慢2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2

↑+8H2O結(jié)論：其它條件相同時，增加反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率加快；反之，降低反應(yīng)物的濃度（含稀釋），反應(yīng)速率減慢。濃度的一般討論對象為氣體或溶液，對于純液體和固體，一般情況下其濃度是定值。二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的外部條件（一）、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二用碰撞理論來解釋外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響（一）、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響濃度增大單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增大（活化分子百分比不變，分子總數(shù)增大）分子發(fā)生有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率增大第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二原因：在其他條件不變時，對某一反應(yīng)來說，活化分子百分?jǐn)?shù)是一定的，即單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)與反應(yīng)物的濃度成正比。所以當(dāng)反應(yīng)物的濃度增大時，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，活化分子數(shù)也相應(yīng)的增多，反應(yīng)速率也必然增大。規(guī)律：其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度，可以增大反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度，可以減小化學(xué)反應(yīng)的速率。注意：a、此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng)，對于純固體或液體的反應(yīng)物，一般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量不會改變化學(xué)反應(yīng)速率。b、氣體或溶液濃度的改變與反應(yīng)速率的關(guān)系并不是一概如此，若隨著濃度的改變，物質(zhì)的本質(zhì)發(fā)生了變化，那么反應(yīng)速率的含義也不同了。如：硫酸與鐵的反應(yīng)第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二任務(wù)一：實驗驗證0.2mol/L和0.1mol/LH2C2O4溶液與0.005mol/LKMnO4酸性溶液反應(yīng)的速率快慢，并計算化學(xué)反應(yīng)速率。1.取2支試管，各加入4mL0.005mol/LKMnO4酸性溶液；2.取2支試管，各加入4mL0.2mol/L和0.1mol/LH2C2O4溶液；3.將兩支試管中的草酸溶液分別加入1中的兩支試管中，加入同時按下秒表；4.觀察至溶液恰好褪色，記錄時間。并填寫下表。試劑(mol/L)自變量(mol/L)因變量(mol·L-1·s-1

)測量數(shù)據(jù)(s)計算數(shù)據(jù)KMnO40.005H2C2O40.2H2C2O40.1反應(yīng)速率(mol·L-1·s-1

)時間反應(yīng)速率(mol·L-1·s-1

)實驗14mL4mL實驗24mL4mLH2C2O40.2╳4/8H2C2O40.1╳4/8KMnO40.005╳4/(8t)KMnO40.005╳4/(8t)第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二任務(wù)二：如果給出的試劑只有0.005mol/LKMnO4酸性溶液、0.2mol/LH2C2O4溶液和蒸餾水，完成不同草酸濃度（0.2mol/L和0.1mol/L）對化學(xué)反應(yīng)速率影響實驗。如何進行實驗？試劑(mol/L)自變量(mol/L)因變量(mol·L-1·s-1

)測量數(shù)據(jù)(s)計算數(shù)據(jù)KMnO40.005H2C2O40.2蒸餾水反應(yīng)速率(mol·L-1·s-1

)時間反應(yīng)速率(mol·L-1·s-1

)實驗14mL4mL0mL實驗24mL2mL2mLH2C2O40.2╳4/8H2C2O40.2╳2/8KMnO40.005╳4/(8t)KMnO40.005╳4/(8t)方案：先取出4mL和2mL草酸溶液于兩支試管中，然后在第二支試管中加入蒸餾水2mL（先配出不同濃度的草酸溶液，再將其跟同濃度同體積的高錳酸鉀溶液混合）第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二充分認(rèn)識蒸餾水對調(diào)整溶液體積一致有重大作用。要明白V（最終溶液）對c（最終溶液）的影響，理解幾種溶液混合時，某種溶液的濃度并不再是初始給出數(shù)據(jù)，而是混合稀釋后的濃度。第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二（二）、壓強對反應(yīng)速率的影響分析：對氣體來說，若其他條件不變，增大壓強，就是增加單位體積的反應(yīng)物的物質(zhì)的量，即增加反應(yīng)物的濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，因而可以增大化學(xué)反應(yīng)的速率。結(jié)論：對于有氣體參加的反應(yīng)，若其他條件不變，增大壓強，反應(yīng)速率加快；減小壓強，反應(yīng)速率減慢。壓強增大濃度增大單位體積內(nèi)n活↑有效碰撞↑→→→第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二注意：壓強影響，只適用于討論有氣體參加的反應(yīng)，當(dāng)然并不一定全部是氣體。如果反應(yīng)物是固體、液體、溶液時，改變壓強對反應(yīng)速率沒有影響。壓強對反應(yīng)的影響本質(zhì)上是濃度的影響。當(dāng)用不同的方法改變體系的壓強時，應(yīng)從本質(zhì)出發(fā)，具體分析。壓強增大氣體的體積縮小濃度增大化學(xué)反應(yīng)速率增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大有效碰撞次數(shù)增多用碰撞理論來解釋外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二N2H2Ar討論1：取一個容積固定的密閉容器，充入Ar后，對速率如何影響？總氣壓增大N2、H2濃度不變這種做法絕不是教材中所說“增壓”范疇，（教材中的增壓必須縮容）速率不變N2H2Ar討論2：向容積可變的容器中充入惰性氣體，分析速率變化情況注意：壓強的“真變”與“假變”

注意：改變壓強就是改變單位體積內(nèi)氣體的濃度，如果系統(tǒng)的壓強雖然發(fā)生了變化，但是單位體積內(nèi)氣體的濃度并不發(fā)生改變時，反應(yīng)速率也不改變。第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二小結(jié)：惰性氣體對反應(yīng)速率的影響（1）如果保持恒溫恒容，加入惰性氣體后，反應(yīng)物的濃度

，因此對反應(yīng)速率

。（2）如果恒溫恒壓，加入惰性氣體后，反應(yīng)體系體積

，反應(yīng)物的濃度

，因此反應(yīng)速率會

。結(jié)論：1、恒容時“假變”：加入稀有氣體使壓強增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都沒有變化，所以化學(xué)反應(yīng)速率不變。

2、恒壓時“真變”：加入稀有氣體使體積增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都減小，所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。

壓強對速率的影響是通過改變氣體的濃度來改變的；若壓強變化之后，氣體的濃度未變，其化學(xué)反應(yīng)速率不變。第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二例3、在一固定體積的密閉體系中發(fā)生反應(yīng)：N2＋3H2

2NH3。現(xiàn)采取下列措施：（1）往體系中充入一定量的氫氣；（2）往體系中充入一定量的氮氣；（3）往體系中充入一定量的He；（4）壓縮容積使體積變小。哪些措施能夠使反應(yīng)速率增大？為什么？答案：（1）、（2）、（4）能夠使反應(yīng)速率增大。因為它們都使反應(yīng)物濃度增大，因而加快反應(yīng)速率。要點：（1）、（2）只是使個別反應(yīng)物的濃度增大，此時，我們是從濃度變化的角度討論它對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。（4）是使全體反應(yīng)物的濃度同時發(fā)生改變，我們是從壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的角度討論。后面當(dāng)我們討論化學(xué)平衡的時侯，也是同樣處理的，這是本節(jié)、也是本章教材的難點之一，務(wù)必加以注意。問題：（1）、（2）使反應(yīng)物的濃度增大，與（4）使反應(yīng)物的濃度增大，有什么不同？第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二例：密閉容器中通入1molH2和1molI2(氣體)，壓強為P（Pa）在一定溫度下使其發(fā)生以下反應(yīng)：H2（g）+I2(g)=2HI(g)△H<0①體積不變，加入1molH2，速率

。②體積不變，加入1molN2，速率

。③壓強不變，加入1molN2，速率

。④壓強不變，加入1molH2

、1molI2速率

。⑤升高溫度，速率

。增大增大減小不變不變第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二實驗2-3溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響5mL0.1mol/L的H2SO4+5mL0.1mol/LNa2S2O3熱水冷水快慢Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2

↑+S↓+H2O結(jié)論：其它條件相同時，升高溫度，反應(yīng)速率加快；反之，降低溫度，反應(yīng)速率減慢。(三)、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響結(jié)論：其他條件不變時，升高溫度，可以增大反應(yīng)速率，降低溫度，可以減慢反應(yīng)速率。升高溫度，一部分非活化分子吸收能量轉(zhuǎn)化為活化分子，使得活化分子百分?jǐn)?shù)提高，活化分子間的有效碰撞頻率變大，故反應(yīng)速率增大。原因：(1)活化分子數(shù)增加，有效碰撞次數(shù)增加（主）：濃度一定時，升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增加，使原來一部分原來能量較低的分子變成活化分子，從而增加了活化分子的數(shù)量，使有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。(2)分子運動速率加快（次）：溫度升高，使分子運動的速度加快，單位時間內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率也會相應(yīng)的加快。也是一個原因。第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二用碰撞理論來解釋外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響（三）、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響升高溫度分?jǐn)?shù)增加活化分子百化分子數(shù)增加單位體積內(nèi)活有效碰撞次數(shù)增加反應(yīng)速率加快特別提醒：1、溫度對反應(yīng)速率的影響，無論是放熱反應(yīng)，還是吸熱反應(yīng)都適用。2、溫度對反應(yīng)速率的影響，無論固體、液體、氣體都適用。每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大到原來的2～4倍。第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二科學(xué)探究已知:4H++4I-+O2=2I2+2H2O現(xiàn)有1mol/LKI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液和淀粉溶液，請設(shè)計實驗探究溶液出現(xiàn)藍色的時間與溫度的關(guān)系？【結(jié)論】其它條件相同時，溫度高，出現(xiàn)藍色的時間短；溫度低，出現(xiàn)藍色的時間長。一般來說，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大到原來的2～4倍。第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二實驗2-4催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響2H2O22H2O+O2↑MnO2【結(jié)論】其它條件不變時，選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢愿淖兎磻?yīng)速率；正催化劑使反應(yīng)速率加快，負(fù)催化劑使反應(yīng)速率減慢。（四）催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響注意：催化劑有正、負(fù)之分，如不作說明則為正催化劑！注意：催化劑參與化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化，物理性質(zhì)可能發(fā)生變化。另外，有些反應(yīng)是不需要催化劑的，如燃燒、中和反應(yīng)等。第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二生成物平均能量活化分子具有能量能量反應(yīng)物平均能量生成物平均能量能量使用催化劑Ea活化分子能量反應(yīng)物平均能量Ea第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二能量反應(yīng)過程E1E2反應(yīng)物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量反應(yīng)熱沒加催化劑加了催化劑催化劑對反應(yīng)速率的影響第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二規(guī)律：催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)的速率。分析原因：在其他條件不變時，使用催化劑可以大大降低反應(yīng)所需要的能量，會使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，大大增加單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子所占的百分?jǐn)?shù)，因而使反應(yīng)速率加快。催化劑改變了反應(yīng)機理，正催化劑降低了反應(yīng)活化能，增大了活化分子百分?jǐn)?shù)，使反應(yīng)速率顯著增大。正催化劑降低了反應(yīng)活化能，則分子只需具有較低的能量就能變成活化分子，即反應(yīng)所需的能量降低。活化分子百分比增大，活化分子數(shù)增多有效碰撞次數(shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二科學(xué)探究〖探究1〗設(shè)計實驗比較在2mL5%的H2O2中加入FeCl3和CuSO4溶液各1mL，比較二者分解速率？加入試劑0.1mol/LFeCl3

0.1mol/LCuSO4

產(chǎn)生氣泡快慢結(jié)論快慢FeCl3對該反應(yīng)的催化效果更好

滴加0.1mol/L三氯化鐵溶液到過氧化氫中比滴加0.1mol/L硫酸銅溶液到過氧化氫中，使過氧化氫的分解速率快很多，因此過氧化氫分解用三氯化鐵作催化劑比用硫酸銅好得多；第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二科學(xué)探究〖探究2〗設(shè)計實驗比較在4mL0.01mol/LKMnO4和2mL0.1mol/LH2C2O4，加不加MnSO4對反應(yīng)速率有否影響？加入試劑0.01mol/LKMnO4

0.1mol/LH2C2O40.01mol/LKMnO4、0.1mol/LH2C2O4MnSO4溶液褪色時間結(jié)論快慢MnSO4對該反應(yīng)有催化作用

高錳酸鉀溶液（紫紅色）加入草酸溶液，紫紅色褪色，如果同時再加硫酸錳則褪色快些。第29頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二科學(xué)探究〖探究3〗現(xiàn)有5mL淀粉溶液、碘水、2mol/L硫酸溶液。設(shè)計實驗比較唾液、稀硫酸對反應(yīng)速率影響效果如何？加入試劑硫酸溶液、淀粉溶液、碘水唾液、淀粉溶液、碘水反應(yīng)現(xiàn)象結(jié)論藍色很快褪去藍色很難褪