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第一節(jié) 化學反應速率 課時2
第二章 化學反應速率與化學平衡
1.了解化學反應速率的影響因素。
2.能用簡單碰撞理論解釋速率影響因素對反應速率的影響。
夏天，食物很快就會腐
爛變質(zhì)，為此人們發(fā)明了冰箱。為什么將食品放在冰箱里就可以保存比較長的時間？
【思考】在必修的學習中，我們知道了鈉和水、鎂和水的反應速率是不一樣的，這說明了什么問題？
在相同條件下，不同的化學反應會有不同的速率，這表明反應速率首先是由反應物的組成、結構和性質(zhì)等因素決定的。
一、化學反應速率的影響因素
【思考】除了物質(zhì)本身的結構性質(zhì)外，我們發(fā)現(xiàn)外界因素也會對化學反應速率造成影響。請舉出一些生活中的例子，并說明相關的影響因素是什么？
濃度、壓強、溫度、催化劑、表面積、光、放射線輻射、電弧、強磁場、高速研磨、超聲波、原電池與電解池、等等。向反應體系輸入能量，都有可能改變化學反應速率。
濃度、溫度、催化劑等因素如何影響化學反應速率
1.濃度對化學反應速率的影響
5mL 0.1mol/L H2SO4
+ 5mL 0.1mol/L Na2S2O3
出現(xiàn)淡黃色渾濁慢
出現(xiàn)淡黃色渾濁快
【結論】其它條件相同時，增大反應物濃度，反應速率增大；減小反應物濃度，反應速率減小。
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑+S↓+H2O
+2 +4 0
5mL 0.5mol/L H2SO4
+ 5mL 0.1mol/L Na2S2O3
2.溫度對化學反應速率的影響
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑+S↓+H2O
+2 +4 0
5mL 0.1mol/L H2SO4
+ 5mL 0.1mol/L Na2S2O3
熱水
冷水
出現(xiàn)淡黃色
渾濁快
出現(xiàn)淡黃色
渾濁慢
結 論
其它條件相同時，
升高溫度，反應速率增大；
降低溫度，反應速率減小。
在兩支試管中分別加入2mL 5%的H2O2溶液，再向其中一支H2O2溶液中滴入FeCl3溶液2滴，比較二者的化學反應速率。
加入試劑 5%的H2O2溶液+2滴0.1mol/LFeCl3 5%的H2O2溶液
產(chǎn)生氣泡快慢
結 論
快
慢
加入催化劑，化學反應速率加快
3.催化劑對化學反應速率的影響
【實驗小結】
當其他條件相同時，
增大反應物濃度，化學反應速率增大;降低反應物濃度,化學反應速率減小。
升高溫度，化學反應速率增大;降低溫度,化學反應速率減小。大量實驗證明，溫度每升高100C，化學反應速率通常增大為原來的2~4倍。這表明溫度對反應速率的影響非常顯著。
催化劑可以改變化學反應速率。
對于有氣體參加的化學反應，改變壓強同樣可以改變化學反應速率。
二、活化分子與活化能
如何解釋濃度、壓強、溫度及催化劑等因素對化學反應速率的影響呢
1918年，路易斯提出了化學反應速率的簡單碰撞理論。該理論認為，反應物分子間的碰撞是化學反應的先決條件。反應物分子間有效碰撞的頻率越高，化學反應速率越大。
簡單碰撞理論
研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)化學反應并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成的，而往往經(jīng)過多個反應步驟才能實現(xiàn)。
每一步反應都稱為基元反應，這兩個先后進行的基元反應反映了2HI= H2+ I2 的反應歷程。反應歷程又稱反應機理。
1.反應機理
2HI=H2+I2
第一步： 2HI → H2 +2I
第二步： 2I → I2
實際過程
自由基
氣體分子的碰撞頻率：任何氣體中分子間的碰撞次數(shù)都是非常巨大的。氣體的濃度為1mol/L時，在每立方厘米、每秒內(nèi)反應物分子的碰撞可達1028次 ，如果反應物分子間的任何一次碰撞都能發(fā)生反應，反應只需10－5 s就可以完成。任何氣體的反應均可瞬間完成。但實際并非如此。
2.有效碰撞
基元反應的發(fā)生：有效碰撞
有效碰撞：能夠發(fā)生化學反應的碰撞。
碰撞時取向不合適
碰撞時能量不足
有效碰撞
有效碰撞的條件：
①足夠的能力
②合適的取向
活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。
活化能：活化分子具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差。
反應物分子
平均能量
反應的
活化能
活化分子
3.簡單碰撞理論解釋溫度對化學反應速率的影響
其他條件相同時，升高溫度→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多→單位體積內(nèi)活化分子百分數(shù)增多→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多→化學反應速率增大。
升高溫度
4.簡單碰撞理論解釋濃度對化學反應速率的影響
其他條件相同時，增大反應物濃度→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多→化學反應速率增大
增大濃度
5.簡單碰撞理論解釋壓強對化學反應速率的影響
氣體P↑，V體↓，氣體濃度↑
即單位體積內(nèi)反應物分子總數(shù)↑
單位體積內(nèi)活化分子數(shù)↑
有效碰撞次數(shù)↑
v ↑
增大壓強
6.簡單碰撞理論解釋催化劑對化學反應速率的影響
當其他條件相同時，使用催化劑，改變反應歷程→活化能降低→活化分子百分數(shù)增多→單位體積、單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多→化學反應速率增大
1.采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術，在材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應用。對于反應2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg提出如下反應歷程:
第一步 N2O5 NO2+NO3 快速平衡
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反應
第三步 NO+NO3→2NO2 快反應
其中可近似認為第二步反應不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_________。
A. v(第一步的逆反應)＞v（第二步反應)
B. 反應的中間產(chǎn)物只有NO3
C. 第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效
D. 第三步反應活化能較高
AC
練一練
2.炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子，生成活化氧。活化過程的能量變化模擬計算結果如圖所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列說法不正確的是（ ）
A.每活化一個氧分子吸收0.29eV能量
B.水可使氧分子活化反應的活化能降低0.18eV
C.氧分子的活化是O-O的斷裂與C-O鍵的生成過程
D.炭黑顆粒是大氣中SO2轉化為SO3的催化劑
A
練一練
化學反應速率的影響因素：①內(nèi)因——反應物的性質(zhì)
②外因——濃度、溫度、壓強、催化劑等
單位時間內(nèi)、
單位體積內(nèi)
有效碰撞次數(shù)增多
增大化學反應速率
單位體積內(nèi)
活化分子
百分數(shù)增大
單位體積內(nèi)
活化分子數(shù)增大
增大濃度
升高溫度
使用催化劑
增大壓強
簡單碰撞理論：①有效碰撞
②活化分子
③活化能
簡單碰撞理論解釋反應條件對化學反應速率的影響

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