2018-2019版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率 第2課時課件 魯科版選修4.ppt

第2課時外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,第2章第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率,學(xué)習(xí)目標定位 1.理解濃度、壓強、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，掌握其一般規(guī)律。 2.知道反應(yīng)速率常數(shù)、活化能的含義，能夠根據(jù)相應(yīng)規(guī)律解決有關(guān)問題。,新知導(dǎo)學(xué),達標檢測,內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),一、濃度、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,1.濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 (1)一般規(guī)律 其他條件不變，增大反應(yīng)物濃度可以 化學(xué)反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物濃度可以 化學(xué)反應(yīng)速率。 (2)定量關(guān)系 反應(yīng)速率方程 對于任意一個化學(xué)反應(yīng)aAbB=cCdD，其反應(yīng)速率方程為vkcm(A)cn(B)，式子中m、n、k都是由實驗測得，與化學(xué)方程式中的系數(shù) 。,增大,減小,無關(guān),反應(yīng)速率常數(shù)(k),單位濃度,溫度,催化劑,越快,2.壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 (1)一般規(guī)律 對于氣體反應(yīng)，其他條件不變時，壓強與濃度成 ，增大壓強，化學(xué)反應(yīng)速率 ，減小壓強，化學(xué)反應(yīng)速率 。 (2)對于只有固體和液體參加的反應(yīng)，壓強的變化對于反應(yīng)速率的影響_。,正比,增大,減小,可以忽略不計,(1)對于固體或純液體物質(zhì)，一般情況下其濃度可視為常數(shù)，因此改變固體或純液體物質(zhì)的用量對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。 (2)固體反應(yīng)物的顆粒大小對固體表面積的影響很大，固體顆粒越細，表面積越大，反應(yīng)速率越大。 (3)壓強對反應(yīng)速率的影響是通過改變氣體濃度實現(xiàn)的。對于密閉容器中有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，溫度一定時：,改變,不變,例1反應(yīng)3Fe(s)4H2O(g) Fe3O4(s)4H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進行，試回答： (1)增加Fe的量，其反應(yīng)速率_(填“增大”“不變”或“減小”，下同)。,解析Fe為固體，因此增加Fe的量，反應(yīng)速率不變。,答案,解析,(2)將容器的體積縮小一半，正反應(yīng)速率_，逆反應(yīng)速率_。,解析將容器的容積縮小一半，體系中各氣態(tài)物質(zhì)的濃度均增大，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大。,不變,增大,增大,(3)保持體積不變，充入N2使體系壓強增大，正反應(yīng)速率_，逆反應(yīng)速率_。,解析保持容器的容積不變，充入N2使體系壓強增大，體系中各物質(zhì)的濃度不變，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均不變。,答案,解析,(4)保持壓強不變，充入N2使容器的體積增大，正反應(yīng)速率_，逆反應(yīng)速率_。,解析保持壓強不變，充入N2使容器的容積增大，體系中各氣態(tài)物質(zhì)的濃度均減小，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減小。,不變,不變,減小,減小,規(guī)律總結(jié),常見的幾種壓強改變形式 (1)恒溫縮小(或增大)容器體積 壓強增大(或減小) 反應(yīng)速率增大(或減小)。 (2)恒溫恒容充入反應(yīng)氣體 該物質(zhì)濃度增大 反應(yīng)速率增大。 (3)恒溫恒容充入“無關(guān)氣體” 容器總壓增大，但反應(yīng)混合物的各組分濃度不變，反應(yīng)速率不變。 (4)恒溫恒壓充入“無關(guān)氣體” 體積增大 反應(yīng)混合物各組分的濃度減小 反應(yīng)速率減小。,例2把下列4種X的溶液，分別加入到4個盛有10 mL 2 molL1鹽酸的燒杯中，并加水稀釋到50 mL，此時X與鹽酸緩慢地進行反應(yīng)，其中反應(yīng)速率最大的是 A.20 mL3 molL1 B.20 mL2 molL1 C.10 mL4 molL1 D.10 mL2 molL1,解析本題中反應(yīng)速率的大小是由混合后反應(yīng)物濃度的大小決定的，由于最后溶液體積相同，所以混合前X的物質(zhì)的量越大，混合后其濃度越大，反應(yīng)速率越快。,答案,解析,易錯警示,(1)分析兩溶液混合后反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響時，應(yīng)根據(jù)混合后溶液中反應(yīng)物的濃度，而不是混合前溶液的濃度。 (2)分析溶液中進行的離子反應(yīng)濃度對反應(yīng)速率的影響時，應(yīng)注意離子濃度改變的方式，加入無關(guān)的離子，不影響反應(yīng)速率。,二、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,1.一般規(guī)律 當(dāng)其他條件不變時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率 ，降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率 。 2.經(jīng)驗規(guī)律 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)速率增加到原來的 倍。利用此經(jīng)驗規(guī)律可以對一些反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率做粗略估計。,增大,減小,24,3.理論解釋 (1)根據(jù)基元反應(yīng)碰撞理論，能量較高，相互之間發(fā)生碰撞，能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)物分子叫做活化分子。 化學(xué)反應(yīng)一般需要一個活化的過程，即能發(fā)生反應(yīng)的分子，必須是先_能量后形成活化分子。 普通反應(yīng)物分子形成活化分子所吸收的 叫活化能(Ea)。 由阿倫尼烏斯公式k (k為反應(yīng)速率常數(shù)，A為比例系數(shù)，e為自然對數(shù)的底，R為摩爾氣體常量，Ea為活化能)知：活化能越高，反應(yīng)速率常數(shù)越小，反應(yīng)速率越 。 (2)升高溫度，可以提高反應(yīng)物分子的 ，增大反應(yīng)物分子形成活化分子的比例，反應(yīng)速率增大。,吸收,能量,小,能量,(1)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律對于吸熱、放熱反應(yīng)都適用。 (2)對于可逆反應(yīng)：升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，但增大的程度不同；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，但減小的程度不同。,例3設(shè)C(s)CO2(g)2CO(g)H0，反應(yīng)速率為v1，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H<0，反應(yīng)速率為v2，對上述反應(yīng)，當(dāng)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,解析溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響適用于任何反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)速率增大，降低溫度反應(yīng)速率減小。,答案,解析,易錯警示,升高溫度，放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率都增大，降低溫度，放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率都減小。,例4反應(yīng)A(g)3B(g)2C(g)H<0。達到平衡后，將氣體混合物的溫度降低，下列敘述中正確的是 A.正反應(yīng)速率變大，逆反應(yīng)速率變小，平衡向正反應(yīng)方向移動 B.正反應(yīng)速率變小，逆反應(yīng)速率變大，平衡向逆反應(yīng)方向移動 C.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都變小，平衡向正反應(yīng)方向移動 D.正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都變小，平衡向逆反應(yīng)方向移動,解析該反應(yīng)是放熱的氣體分子數(shù)減小的可逆反應(yīng)，降溫，正、逆反應(yīng)速率均變小，平衡向放熱反應(yīng)即正反應(yīng)方向移動。,答案,解析,規(guī)律總結(jié),升高溫度，v正、v逆增大倍數(shù)不同，降溫，v正、v逆減小倍數(shù)不同，故改變溫度，平衡發(fā)生移動。,三、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,1.催化劑的概念 催化劑是能 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)_的物質(zhì)。,加快,不變,2.催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響原因分析 (1)某些反應(yīng)使用催化劑前后的活化能及反應(yīng)速率常數(shù)之比如下表所示：,分析上表數(shù)據(jù)，回答下列問題： 使用催化劑，其反應(yīng)的活化能有何變化？反應(yīng)速率常數(shù)有何變化？_。,使用催化劑，反應(yīng)的活化能大幅度降低，反應(yīng)速率常數(shù)變大,使用催化劑對其化學(xué)反應(yīng)速率有怎樣的影響？ _。 與其他因素(如濃度、溫度等)相比較，催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響程度如何？為什么？ _。 (2)催化劑的催化原理：催化劑通過參與化學(xué)反應(yīng)改變反應(yīng)歷程、降低反應(yīng)的 來提高化學(xué)反應(yīng)速率。,化學(xué)反應(yīng)速率增大,比溫度、壓強、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響程度都要大，加快的速率可達幾千倍；催化劑可以較大幅度地降低反應(yīng)的活化能,活化能,催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響特點 (1)催化劑具有 。某反應(yīng)中的催化劑不一定適用于其他反應(yīng)，故工業(yè)生產(chǎn)中，常需要選取特定的催化劑來提高生產(chǎn)效率。 (2)催化劑具有高效性?？梢暂^大幅度降低反應(yīng)的活化能，從而有效地提高化學(xué)反應(yīng)速率。 (3)催化劑 地改變正、逆反應(yīng)速率。但催化劑 引起平衡移動， 改變化學(xué)平衡常數(shù)， 改變平衡轉(zhuǎn)化率。,選擇性,同等倍數(shù),不能,不,不,例5對于某一可逆反應(yīng)，使用催化劑的作用在于 A.提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率 B.同等程度改變正、逆反應(yīng)速率 C.增大正反應(yīng)速率，減小逆反應(yīng)速率 D.改變平衡混合物的組成,解析根據(jù)催化劑的作用原理可知：催化劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，不能影響化學(xué)平衡的移動。能同等倍數(shù)地改變正、逆反應(yīng)速率。值得注意的是，催化劑不是只提高正反應(yīng)速率，而是同時、同等程度地提高正、逆反應(yīng)速率。,答案,解析,規(guī)律總結(jié),加入催化劑“四不變” 不改變平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)焓變及本身性質(zhì)。,例6某反應(yīng)過程能量變化如圖所示，下列說法正確的是 A.反應(yīng)過程a有催化劑參與 B.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，熱效應(yīng)等于H C.使用催化劑，可改變該反應(yīng)的活化能 D.有催化劑的條件下，反應(yīng)的活化能等于E1E2,解析由題圖可知，a是沒有催化劑參與的反應(yīng)過程，b是有催化劑參與的變化過程，反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，所以反應(yīng)放熱，C項正確。,答案,解析,方法規(guī)律,(1)使用催化劑可以同時降低正、逆反應(yīng)的活化能，正、逆反應(yīng)速率改變倍數(shù)相同。 (2)反應(yīng)焓變HE反應(yīng)物E生成物,達標檢測,1.下列關(guān)于反應(yīng)速率與參與反應(yīng)物質(zhì)的濃度的關(guān)系式vkca(A)cb(B)的敘述中，正確的是 A.對于所有的化學(xué)反應(yīng)，k是數(shù)值和單位都不變的常數(shù) B.a、b是化學(xué)方程式中A和B的系數(shù) C.對于某個特定的化學(xué)反應(yīng)，k與所有外界條件都無關(guān) D.vkca(A)cb(B)需要通過實驗來確定，不能隨意根據(jù)化學(xué)方程式直接寫出,答案,1,2,3,4,5,6,7,2.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是 A.用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，改用98%的濃硫酸可加快產(chǎn)生氫氣 的速率 B.100 mL 2 molL1的鹽酸跟鋅片反應(yīng)，加入適量的氯化鈉溶液，反應(yīng)速 率不變 C.SO2的催化氧化是一個放熱的反應(yīng)，所以升高溫度，反應(yīng)速率減慢 D.汽車尾氣中的NO和CO可以緩慢反應(yīng)生成N2和CO2，減小壓強反應(yīng)速率 減慢,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,解析A項中，改用98%的濃硫酸，鐵發(fā)生鈍化，不產(chǎn)生氫氣； B項，加入氯化鈉溶液使鹽酸濃度變小，c(H)減小，反應(yīng)速率減慢； C項，升高溫度，放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率都加快； D項，減小壓強，有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)的速率減慢。,1,2,3,4,5,6,7,解析A項，Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2，既降低了c(H)，反應(yīng)速率減小，又減少了n(H)，生成的H2減少； B項，c(H)不變，n(H)增大，反應(yīng)速率不變，生成的H2增加； C項，CH3COOH=CH3COOH，降低了c(H)，反應(yīng)速率減小，因為2CH3COOHZn=(CH3COO)2ZnH2，故產(chǎn)生H2的總量不變； D項， 在酸性條件下具有強氧化性，消耗H，且被還原為NO，產(chǎn)生H2的總量減少。,3.100 mL 3 molL1的硫酸溶液跟過量鋅粉反應(yīng)，在一定溫度下，為了減緩反應(yīng)進行的速率，又不影響生成氫氣的總量，可向反應(yīng)物中加入適量的 A.Na2CO3固體 B.3 molL1的硫酸 C.CH3COOK溶液 D.KNO3溶液,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,解析比較同一個化學(xué)反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)速率大小時，催化劑、溫度對反應(yīng)的影響程度較大，溫度相同時，反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率就越大。,4.向四個容積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO2和O2，反應(yīng)開始時，按正反應(yīng)速率由大到小排列正確的是 甲在500 時，10 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng) 乙在500 時，用V2O5作催化劑，10 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng) 丙在450 時，8 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng) 丁在500 時，8 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng) A.甲乙丙丁 B.乙甲丙丁 C.乙甲丁丙 D.丁丙乙甲,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,5.對于反應(yīng)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，能增大正反應(yīng)速率的措施是 A.通入O2 B.增大容器容積 C.移去部分SO3 D.降低體系溫度,解析增大容器容積、移去部分SO3，即減少濃度，而減少物質(zhì)的濃度、降低溫度均減小反應(yīng)速率，B、C、D錯誤，A中增加O2的濃度，反應(yīng)速率加快，A正確。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,6.Na2S2O3溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是,答案,1,2,3,4,5,6,7,7.在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。 (1)降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率_(填“增大”“減小”或“不變”)。,解析降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,減小,(2)600 時，在一容積為2 L的密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，在反應(yīng)進行至10 min和20 min時，分別改變了影響反應(yīng)的一個條件，反應(yīng)過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖所示，前10 min正反應(yīng)速率變化趨勢是逐漸_(填“增大”“減小”或“不變”)；前15 min內(nèi)用SO3表示平均反應(yīng)速率為_。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,減小,1.33103molL1min1,解析前10 min隨著反應(yīng)的不斷進行，反應(yīng)物SO2和O2的濃度不斷減小，正反應(yīng)速率變化趨勢是逐漸減小，前15 min內(nèi)用SO3表示的平均反應(yīng)速率為,1,2,3,4,5,6,7,(3)圖中反應(yīng)進程，表示正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等的時間段是_。,解析反應(yīng)過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量不隨時間變化的時間段，即1520 min和2530 min反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,1520 min，2530 min,(4)根據(jù)圖中判斷，10 min時改變的條件可能是_； 20 min時改變的反應(yīng)條件可能是_。 a.加入催化劑 b.縮小容器容積 c.降低溫度 d.增加O2的物質(zhì)的量,解析1015 min三條曲線的斜率突然增大，說明反應(yīng)速率突然增大，其原因可能是加入催化劑或縮小容器容積。反應(yīng)進行至20 min時，O2的物質(zhì)的量突然增大，平衡發(fā)生移動，SO2、SO3的物質(zhì)的量隨之發(fā)生變化。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,ab,d,