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第二章化學反應速率和化學平衡 第一節化學反應速率
2.1.2 影響化學反應速率的因素
學習目標
1、掌握影響化學反應速率的主要因素
2、理 解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學反應速率的 影響。
3.了解催化劑在生產、生活和科學研究領域中的重大作用，培養科學 態度與社會責任。
1、在通常情況下，Na 與水的反應和Mg 與水的反應哪個劇烈(反應 速率快) 為什么
Na與水反應更劇烈，因為鈉比鎂更活潑
2、將等物質的量的碳酸鈉放入等體積等濃度的鹽酸和醋酸中，產生 CO 的速率哪個較快 為什么
與鹽酸反應產生CO 的速率更快，因為等體積等濃度的鹽酸電離出的氫離子比 醋酸多
3、石油的形成要多少年 炸藥的爆炸呢
石油的形成需要幾干年甚至更久，而炸藥的爆炸只需要幾微秒至幾十微秒
4、以上說明化學反應速率的決定因素是什么
結 論 ：決定化學反應速率的因素是參加反應的物質本身的 化學性質(即反應物的組成、結構和性質等因素)。
思考
不同的化學反應，具有不同的反應速率，因此，參加反應的物 質的本身性質(組成、結構和性質)是決定化學反應速率的最主要 因素。如：形狀大小相同的鐵、鋁分別與等濃度的鹽酸反應生 成氫氣的速率：鐵小于鋁
一.影響化學反應速率的主要因素(內因)
選項 反應物 反應物濃度
反應溫度
A H 和 F 均為0.02mol ·L-1
5℃
B H 和 B r 均為1mol ·L-1
200℃
C H 和 C l 均為1mol ·L-1
100℃
D H 和 N 均為4mol ·L-1
300℃
練一練
1、下列各組化學反應，反應速率最快的是( A
自變量(如濃
度、溫度等)
結論
因變量(如反
應速率)
方法引導 —變量控制法
探究化學反應速率的影響因素，關鍵是控制好變量，其大致步驟：
確定研 不確定
究對象
(化學反應)
確定因變量 (反應速率) 的觀測指標
改變單 一變量
實驗過 程 取兩支大小相同的試管，分別加入5 mL 0.1mol/L Na S O 溶液，向其中一支試管(左圖)加 入5 mL 0.1mol/L H SO 溶液，另一支試管(右圖)加入5 mL 0.5mol/L H SO 溶液，振蕩。 觀察、比較兩支試管中溶液出現渾濁的快慢 實驗裝 置 0.1 mol ·L- H S0.5mL 0.1 mol ·L Na,S 0,5mL
0.5 mol ·L
H S0.5mL
0.1 mol ·L
Na S O 5mL
化學方 程式 實驗現 象 兩支試管中的溶液均變 ,滴加 mol · L- H SO 溶液的試管先變渾濁 實驗結 論
二.影響化學反應速率的外界因素(外因
1、濃度對化學反應速率的影響
S O 2-+2H+=SO T+Sl+H O
以硫代硫酸鈉與硫酸的反應為例
影響規律①:在其他條件不變時，增大反應物濃度，可以 增大反應速率；減小反應物的濃度，可以減小化學反應的 速率。
1 、濃度對化學反應速率的影響
【幾點注意】
①濃度對化學反應速率的影響只適用于氣體或溶液的反應，對于 純固體或液體的反應物，一般情況下其濃度是常數，因此改變它 們的量不會改變化學反應速率②固體物質的反應速率與接觸面積 有關，顆粒越細，表面積越大，反應速率就越快。塊狀固體可以 通過研細來增大表面積，從而加快化學反應速率③對于離子反應， 只有實際參加反應的各離子濃度發生變化，才會引起化學反應速 率的改變④隨著化學反應的進行，反應物的濃度會逐漸減小，因 此一般反應速率也會逐漸減小
練一練
2、一定條件下，在CaCO (塊狀)+2HCl=CaCl +H O+CO
反應中，為了加快反應的速率，下列那些方法可行( AD )
A、增加HCl的濃度
B、加水
C、增加同濃度鹽酸的量
D、改 加CaCO 粉末
實驗過 程 取兩支大小相同的試管，各加入5 mL 0.1mol/L Na S O 溶液和5mL 0.1mol/L H SO 溶液 ,分別放入盛有熱水和冷水的兩個燒杯中。觀察、比較兩支試管中溶液出現渾濁的快慢 實驗裝 置 5mL0.1 mol ·L- N a S O 溶 液 和5 mL0.1 mol ·L- H SO 溶液
5mL0.1 mol ·L-
N a S O 溶 液
和5 mL0.1 mol ·L- S04溶液
化學方 程式 Na S O +H SO =Na SO +Sl+SO T+H O 實驗溫 度 熱水
冷水
出現黃 色渾濁 的時間 短
長
實驗結 論
2、溫度對化學反應速率的影響
以硫代硫酸鈉與硫酸的反應為例
影響規律②:當其他條件不變時，升高溫度，可以增大化 學反應速率；降低溫度，可以減小化學反應速率
2、溫 度對化學反應速率的影響
【幾點注意】
①溫度對反應速率的影響不受反應物聚集狀態的限制，不論是吸 熱反應還是放熱反應，升高溫度都能增大化學反應速率，故不能 認為升高溫度只會增大吸熱反應的反應速率，如：木炭燃燒是放 熱反應，溫度越高，燃燒越快
②實驗測定，溫度每升高10℃,化學反應速率通常增大到原來2 ~4倍
練一練
3、設 NO+CO ÷2CO (正反應吸熱)反應速率為v ;N +3H ÷2NH ( 正 反應放熱)反應速率為v 。對于前述反應，當溫度升高時，v 和v 變化 情況為( A
A、同時增大 B、 同時減小
C、v 減少，v 增大 D、v 增大，v 減小
對于氣體來說，在一定溫度下，一定質量的氣體所占的體積與壓 強成反比
由圖可知：其他條件不變時，增大 壓強，氣體體積縮小，濃度增大
3、壓 強對化學反應速率的影響
氣體模型的理解
影響規律③:對于氣體反應，當其他條件不變時，增大壓 強，氣體體積縮小 ，濃度增大，化學反應速率加快；減小 壓強，氣體體積增大，濃度減小，化學反應速率減慢
2、壓 強對化學反應速率的影響
【幾點注意】
①壓強對化學反應速率的影響只適用有氣體參加的反應；由于固 體、液體粒子間的空隙很小，增大壓強幾乎不能改變它們的濃度 ,因此對只有固體或液體參加的反應，壓強的變化對于反應速率 的影響可以忽略不計。
② 壓強對于反應速率的影響是通過對濃度的影響實現的，P 增大 →c濃度成比例增大，P減小→c濃度成比例減小
練一練
4、在 N +3H ÷2NH 中，當其他外界條件不變時： I、減小體系壓強，該反應的速率怎么變
Ⅱ、在反應中保持體系容積不變，充入N , 反應的速率怎么變 Ⅲ、在反應中保持體系容積不變，充入He, 反應的速率怎么變 IV、在反應中保持體系壓強不變，充入He, 反應的速率怎么變
壓強影響反應速率，必須伴隨體積的改變即濃度的變化。若 容器的體積不變，各氣體的濃度不變，則速率不變。
③對于氣體有下列幾種情況：
1、恒溫時：增大壓強→體積減少→C增大→反應速率增大
2、恒容時：
A、充入氣體反應物→反應物濃度增大→總壓增大→反應
速率增大；
B、沖入“無關氣體”(如He、N, 等)→ 引起總壓增大， 但各反應物的分壓不變，各物質的濃度不變→反應速率不
變
3、恒壓時：沖入“無關氣體”(如He等)→ 引起體積增大， →各反應物濃度減少→反應速率減慢。
練一練
5、對于反應N +O =2NO 在密閉容器中進行，下列條件哪些不能 加快該反應的化學反應速率( DE )
A、縮小體積使壓強增大
B、體積不變充入N 使壓強增大
C、體積不變充入O 使壓強增大
D、使體積增大到原來的2倍
E、體積不變充入氦氣使壓強增大
以雙氧水的催化分解為例
實驗過 程 取兩支大小相同的試管，分別加入2 mL 5%H O 溶液，向其中一支 試管(右圖)滴加2滴1 mol/L FeCl 溶液。觀察、比較兩支試管中氣泡 出現的快慢 實驗裝 置 H O 溶液
FeCl
溶液
H O
溶液
化學方 程式 2H O2= 2H O+O ↑ 實驗現 象 無明顯現象
產生大量氣泡
解釋 H O 分解緩慢
加入FeCl ,H O 分解速率迅速
實驗結 論 催化劑能加快化學反應速率
4、催化劑對化學反應速率的影響
影響規律③:當其他條件不變時，使用催化劑，化學反應 速率增大
4、催化劑對化學反應速率的影響
催化劑：能改 變化學反應速率而自身的化學組成和質 量在反應前后保持不變
正催化劑 加快化學反應速率
催
化
劑
負催化劑 減慢化學反應速率
【幾點注意】
①使用催化劑同等程度的增大(減慢)正逆反應速率，從而改變 反應到達平衡所需時間。
②沒特別指明一般指正催化劑
③催化劑只能催化可能發生的反應，對不發生的反應無作用
④催化劑一定的具有選擇性
⑤催化劑中毒：催化劑的活性因接觸少量的雜質而明顯下降甚至 遭到破壞，這種現象叫催化劑中毒(催化能力降低)。
練一練
6、下列說法正確的是( C )A.催化劑能使不發生反應的物質發生 反應B. 在化學反應前后，催化劑的化學性質不變，質量改變C. 催 化劑能改變化學反應速率D. 電解水時，往水中加入少量N aOH,
可使電解速率明顯加快，所以NaOH 是這個反應的催化劑
(1)固體表面積：固體顆粒越小，其單位質量的表面積越大，與其 他反應物的接觸面積越大，化學反應速率越大。(2) 反應物狀態： 一般來說，配成溶液或反應物是氣體，都能增大反應物之間的接 觸面積，有利于增大反應速率。 (3) 形成原電池：可以增大氧化還 原反應的反應速率。(4)其它方法：光輻照、放射線輻照、超聲波、 電弧、強磁場、高速研磨，均是行之有效的改變化學反應速率的 方法(塊狀)
5、其他因素對化學反應速率的影響
練一練
7、在密閉容器里，通入x mol H 和y molI (g),改變下列條 件，反應速率將如何改變 H (g)+I (g)÷2HI(g)
(1)升高溫度 加快 ;
(2)加入催化劑 加快 ;
(3)充入更多的H 加快；
(4)擴大容器的體積減慢；
(5)容器容積不變，通入氖氣不變。
AB段：Zn與鹽酸的反應是放熱反應，使溶液 的溫度升高，化學反應速率逐漸增大
BC段：隨著反應的進行，鹽酸的濃度逐漸減 小，化學反應速率逐漸減小
三 . 化學反應速率圖像
1、全程速率—時間圖(v-t圖像
(1)Zn與足量鹽酸的反應，反應速率隨時間的變化如圖所示。
(2)H C O 溶液中加入酸性KMnO 溶液，隨著反應的進行，反應速 率隨時間的變化如圖所示
2KMnO +5H C O +3H SO =K SO +2MnSO +10CO 個+8H O
AB 段：反應產生的Mn + 對該反應起催化作用， 化學反應速率逐漸增大
BC 段：隨著反應的進行，反應物的濃度逐漸 減小，化學反應速率逐漸減小
0
其他條件一定，反應速率隨著溫度的升高而增大 其他條件一定，反應速率隨著溫度的降低而減小
T
0
2、速率—溫度圖(v-T 圖像)
其他條件一定，增大氣態反應物的壓強(縮小容 器的容積),反應速率隨著壓強的增大而增大； 其他條件一定，減小氣態反應物的壓強(增大容 器的容積),反應速率隨著壓強的減小而減小
3、速率—壓強圖(v-P 圖像)

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