資源簡介

(共26張PPT)
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率
1.理解濃度、壓強、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
2.能從基元反應(yīng)過渡理論、基元反應(yīng)碰撞理論、活化能等角度解釋外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率的影響。
知識回顧
知識回顧
反應(yīng)物本身的性質(zhì)
濃度
壓強
溫度
催化劑
固體表面積
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
內(nèi)因
外因
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？
外界因素是如何影響化學(xué)反應(yīng)速率的，它們與化學(xué)反應(yīng)速率之間存在著定量關(guān)系嗎？
一、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
1.基本規(guī)律
對氣體或溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度可以提高化學(xué)反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度可以降低化學(xué)反應(yīng)速率。
提醒　由于固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，所以改變固體或純液體的量，對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。
2.反應(yīng)物的濃度與化學(xué)反應(yīng)速率之間的定量關(guān)系
(1)反應(yīng)速率方程
反應(yīng)速率方程可定量地表示化學(xué)反應(yīng)速率與參與反應(yīng)的反應(yīng)物濃度的關(guān)系。
如H2＋Cl2===2HCl，反應(yīng)速率v＝kc(H2)· 。其中，k為反應(yīng)速率常數(shù)。
(2)反應(yīng)速率常數(shù)(k)
含義 表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率
意義 通常反應(yīng)速率常數(shù)k越大，反應(yīng)進行得越快
影響因素 與濃度無關(guān)，但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響
(3)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率方程是實驗測定的結(jié)果，不能隨意根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式直接寫出。對于很多反應(yīng)，反應(yīng)速率方程中濃度的方次與化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)無確定關(guān)系。
二、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
1.基本規(guī)律(對于有氣體參加或生成的反應(yīng))
2.解釋：壓強的改變導(dǎo)致氣體濃度的改變，從而對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。
壓強增大→
氣體體積減小
　　　↓
反應(yīng)物濃度增大
→化學(xué)反應(yīng)速率增大
反之，壓強減小，化學(xué)反應(yīng)速率減小。
3.壓強對化學(xué)反應(yīng)速率影響的本質(zhì)是濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。當其他條件不變，若壓強變化能引起物質(zhì)的濃度的變化，則化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生變化；若壓強變化不能引起物質(zhì)的濃度的變化，則化學(xué)反應(yīng)速率不變。對于只涉及液體和固體的反應(yīng)，壓強的改變對化學(xué)反應(yīng)速率幾乎沒有影響。
對于反應(yīng)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
(1)恒溫恒容條件下，向反應(yīng)體系中充入氮氣，反應(yīng)速率_____，原因是______
____________________________________________________。
(2)恒溫恒容條件下，向反應(yīng)體系中充入氦氣，容器內(nèi)總壓強______，反應(yīng)速率_____，原因是容積不變，充入氦氣，________________________________
______________。
(3)恒溫恒壓條件下，向反應(yīng)體系中充入氦氣，反應(yīng)速率_____，原因是壓強不變，充入氦氣，容積_____，反應(yīng)物___________________________________。
(4)恒溫條件下，增大容器體積，正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率______。
增大
容積
不變，充入氮氣，反應(yīng)物氮氣的濃度增大，反應(yīng)速率增大
增大
不變
反應(yīng)物氮氣、氫氣的濃度均未變，
反應(yīng)速率不變
減小
增大
氮氣、氫氣的濃度減小，反應(yīng)速率減小
減小
充入惰性氣體對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
三、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
1.一般規(guī)律
對于大多數(shù)反應(yīng)，當其他條件不變時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢。
2.化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的定量關(guān)系
(1)范托夫近似規(guī)律：對于在溶液中發(fā)生的反應(yīng)，溫度每升高10 K，反應(yīng)速率提高到原來的2～4倍。利用這個經(jīng)驗規(guī)律，可以對一些化學(xué)反應(yīng)的速率做粗略的估計。
(2)阿倫尼烏斯經(jīng)驗公式：k＝ ，式中k為反應(yīng)速率常數(shù)，Ea為活化能。由該式可知，當Ea>0時，升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率隨之提高。Ea值越大，改變溫度對反應(yīng)速率的影響程度越大。
3.基元反應(yīng)過渡態(tài)理論
(1)基元反應(yīng)過渡態(tài)理論認為：基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到產(chǎn)物的變化過程中要經(jīng)歷一個高能量的中間狀態(tài)，這個狀態(tài)稱為過渡態(tài)。此時舊鍵沒有完全斷裂、新鍵沒有完全形成，如
(2)活化能
概念 過渡態(tài)的能量與反應(yīng)物的平均能量之差，用Ea表示
單位 J·mol－1或kJ·mol－1
意義 活化能的存在是化學(xué)反應(yīng)通常需要獲得能量才能實際發(fā)生的
原因
與反應(yīng)速率之間的關(guān)系 不同的基元反應(yīng)活化能(Ea)大小不同，因此化學(xué)反應(yīng)速率不同。活化能越高，反應(yīng)越難發(fā)生
如圖
活化能
釋放的能量
反應(yīng)熱
(3)解釋溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
升高溫度可以提高反應(yīng)物分子的能量，增大反應(yīng)物之間的碰撞頻率，增大反應(yīng)物分子形成過渡態(tài)的比例，因此升高溫度可以提高化學(xué)反應(yīng)速率。
4.基元反應(yīng)碰撞理論
(1)基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
(2)有效碰撞
越快
(3)活化分子
能夠發(fā)生有效碰撞的分子。對于某一化學(xué)反應(yīng)來說，在一定條件下，反應(yīng)物分子中活化分子的百分數(shù)是一定的。
(4)溫度、活化能對化學(xué)反應(yīng)速率影響的解釋
①高溫時，活化分子多，有效碰撞多，化學(xué)反應(yīng)速率大；反之，化學(xué)反應(yīng)速率小。
②活化能高，能量超過活化能的活化分子少，有效碰撞少，化學(xué)反應(yīng)速率小。
四、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
1.催化劑的概念
(1)催化劑是能改變化學(xué)反應(yīng)速率而在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變的物質(zhì)。
(2)催化劑的活性與自身成分、粒徑、合成方法、壓強、溫度等有關(guān)。催化劑發(fā)揮作用需要維持在活性溫度范圍內(nèi)。此外，有些物質(zhì)的存在會使催化劑明顯失效，這種現(xiàn)象稱為催化劑中毒。
2.催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)使用催化劑，反應(yīng)的活化能降低，化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)大幅增大，能大幅度加快化學(xué)反應(yīng)速率。
(2)比溫度、壓強、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的程度更大。
3.催化劑的催化原理
(1)催化劑通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程，較大幅度降低反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率。
(2)微觀解釋
使用催化劑―→改變反應(yīng)的歷程―→降低反應(yīng)的活化能―→使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子―→增加單位體積內(nèi)的活化分子百分數(shù)―→加快化學(xué)反應(yīng)速率。
4.催化劑的特點
(1)選擇性：某種催化劑對某一反應(yīng)可能是活性很強的催化劑，但對其他反應(yīng)就不一定有催化作用。
(2)高效性：可以較大幅度地降低反應(yīng)的活化能，從而有效地提高化學(xué)反應(yīng)速率。
(3)催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，不能改變反應(yīng)熱，只能改變化學(xué)反應(yīng)速率。
活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系
1.對于反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),其他條件不變時,下列措施不能改變化學(xué)反應(yīng)速率的是(　　)
A.增大C(s)的量
B.增大H2O(g)的濃度
C.增大CO(g)或H2(g)的濃度
D.減小H2O(g)的濃度
A
2.Fe與稀硫酸反應(yīng)制氫氣,下列措施能使生成氫氣的速率一定加快的是(　　)
A.增加鐵的量
B.增大硫酸的濃度
C.加熱
D.增大壓強
C
3.已知C(s)+CO2(g) 2CO(g)　ΔH>0,反應(yīng)速率為v1,
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0,反應(yīng)速率為v2。對于上述兩個反應(yīng),當溫度升高時,v1和v2的變化情況為(　　)
A.同時增大 B.同時減小
C.v1增大,v2減小 D.v1減小,v2增大
A
4.四個試管中都裝有5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液,分別在不同的溫度下加入0.1 mol·L-1的硫酸和一定量的水,最先出現(xiàn)渾濁的是(　　)
A.20 ℃,10 mL硫酸 B.20 ℃,5 mL硫酸和5 mL水
C.30 ℃,10 mL硫酸 D.30 ℃,5 mL硫酸和5 mL水
C
5.下列說法正確的是(　　)
A.催化劑可降低反應(yīng)所需活化能，提高活化分子百分數(shù)，從而提高反應(yīng)速率
B.升高溫度，只能增大吸熱反應(yīng)速率，不能增大放熱反應(yīng)速率
C.對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強，反應(yīng)速率一定加快
D.增大反應(yīng)物濃度，能夠提高活化分子百分數(shù)，從而提高反應(yīng)速率
A
6.科學(xué)家結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究出了均相催化的思維模型。
總反應(yīng)：A＋B―→AB(K為催化劑)
反應(yīng)①：A＋K―→AK　Ea1
反應(yīng)②：AK＋B―→AB＋K　Ea2
下列說法正確的是(　　)
A.第①步為慢反應(yīng)，第②步為快反應(yīng)
B.升高溫度使反應(yīng)①的速率加快，反應(yīng)②的速率減慢
C.該反應(yīng)的ΔH＝－Ea kJ·mol－1
D.催化劑增大了活化分子百分數(shù)，加快了反應(yīng)速率
AD
活化能
濃度
壓強
溫度
催化劑
固體表面積
反應(yīng)物性質(zhì)越活潑，活化能越小
加入催化劑降低活化能
溫度越高k越大
關(guān)系表達式： υ = k cm(A)·cn(B)
氣體濃度變化
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
內(nèi)因
外因

展開更多......

收起↑