化學(xué)選修四影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

化學(xué)選修四影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素第1頁(yè)/共42頁(yè)一.有效碰撞理論

化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物分子之間必須發(fā)生碰撞，但不是任何兩種反應(yīng)物分子之間的碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只有少數(shù)分子之間的碰撞能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞。能夠引起分子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞。（1）有效碰撞：（2）活化分子：具有較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子。（3）活化能：活化分子高出反應(yīng)物分子平均能量的部分?；蚱胀ǚ肿幼兂苫罨肿铀璧淖畹湍芰?。第2頁(yè)/共42頁(yè)能量反應(yīng)過(guò)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該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)?活化能與反應(yīng)熱有關(guān)嗎?反應(yīng)熱活化分子的多少與該反應(yīng)的活化能的大小有關(guān)?；罨艿拇笮∈怯煞磻?yīng)物分子的性質(zhì)決定?；罨茉叫?，則一般分子成為活化分子越容易?；罨肿釉蕉啵瑔挝粫r(shí)間內(nèi)有效碰撞越多，反應(yīng)速率越快。結(jié)論：第3頁(yè)/共42頁(yè)【思維拓展】用哪些方法可以增加反應(yīng)體系的活化分子數(shù)？

提示：一定條件下，活化分子數(shù)不變。增加反應(yīng)體系的活化分子數(shù)有兩個(gè)途徑：(1)增加單位體積內(nèi)活化分子數(shù)，如采取增大反應(yīng)物濃度、加壓等措施；(2)增加活化分子百分?jǐn)?shù)，如采取升高溫度、使用催化劑等措施?；罨肿影俜?jǐn)?shù)：

（活化分子數(shù)/反應(yīng)物分子總數(shù)）×100%n活=n總×活%第4頁(yè)/共42頁(yè)沒(méi)合適的取向沒(méi)足夠的能量類比法：借鑒投籃——獲得靈感足夠的能量合適的取向

為什么有的碰撞可以發(fā)生反應(yīng)，而有的不能發(fā)生反應(yīng)?與哪些因素有關(guān)系？第5頁(yè)/共42頁(yè)第6頁(yè)/共42頁(yè)所有能夠改變內(nèi)能,運(yùn)動(dòng)速率,以及碰撞機(jī)率的方法，都可以用來(lái)改變、控制反應(yīng)的速率?；瘜W(xué)反應(yīng)速率主要取決于：有效碰撞頻率。分子運(yùn)動(dòng)相互碰撞分子具有足夠能量活化分子有合適的取向有效碰撞化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件第7頁(yè)/共42頁(yè)（1）鈉與冷水能劇烈反應(yīng)，而鎂與沸水只能微弱反應(yīng).（2）新鮮的水果和食物保存在冰箱里能存放得更久。（3）硫在純氧中比在空氣中燃燒劇烈。（4）香蕉采摘的時(shí)候并不是完全熟的，常用乙烯作為

它的催熟劑。（5）煤粉比煤塊更容易燃燒。思考與交流用化學(xué)的觀點(diǎn)解釋下列事實(shí)：思考：濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑的變化對(duì)有效碰撞的頻率有何影響？第8頁(yè)/共42頁(yè)一、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)2-2

草酸：化學(xué)式H2C2O4，學(xué)名乙二酸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式HOOC－COOH，是一種弱酸。草酸具有很強(qiáng)的還原性，與氧化劑作用易被氧化成二氧化碳和水?？梢允顾嵝愿咤i酸鉀（KMnO4）溶液褪色，并將其還原成正2價(jià)錳離子。這一反應(yīng)在定量分析中被用作測(cè)定高錳酸鉀濃度的方法。

2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2

↑+8H2O向KMnO4溶液中加入不同濃度的H2C2O4（草酸）溶液第9頁(yè)/共42頁(yè)第10頁(yè)/共42頁(yè)實(shí)驗(yàn)2-20.01mol/L的KMnO4

溶液0.1mol/LH2C2O40.2mol/LH2C2O4快慢2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2

↑+8H2O結(jié)論：其它條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率加快；減小反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率減慢。一、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響現(xiàn)象：有氣泡產(chǎn)生,加入較濃H2C2O4溶液試管，KMnO4先褪色。第11頁(yè)/共42頁(yè)用碰撞理論來(lái)解釋濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響—普通分子—活化分子增大濃度其他條件不變反應(yīng)物濃度增大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)________→單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞幾率________→反應(yīng)速率________；反之，反應(yīng)速率________。微觀解釋：增加減慢增加增加加快增加增多第12頁(yè)/共42頁(yè)增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量一定能加快反應(yīng)速率嗎？

【答案】

不一定，若增加固體或純液體的物質(zhì)的量，該物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變，則化學(xué)反應(yīng)速率不變?！舅季S拓展】第13頁(yè)/共42頁(yè)a、此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng)，對(duì)于固體或純液體反應(yīng)物，一般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量一般不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。c、隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度會(huì)逐漸減小，因此一般反應(yīng)速率也會(huì)逐漸減小。vtb、一般來(lái)說(shuō)，固體反應(yīng)物表面積越大，反應(yīng)速率越大，固體反應(yīng)物表面積越小，反應(yīng)速率越小。注意！d、若濃度增大，改變物質(zhì)性質(zhì)，要具體分析反應(yīng)速率的變化。如：鐵、鋁于硫酸的反應(yīng)。第14頁(yè)/共42頁(yè)KETANGJIANCE例

下列措施能明顯增大原反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率的是(

)A．Na與水反應(yīng)時(shí)增大水的用量B．將稀H2SO4改為98%的濃H2SO4與Zn反應(yīng)制取H2C．用濃硫酸代替稀H2SO4與鐵反應(yīng)D．恒溫、恒容條件下，在工業(yè)合成氨反應(yīng)中，增加氮?dú)獾牧俊敬鸢浮緿[解析]Na和水的反應(yīng)中增加水的用量，水為純液體，對(duì)其濃度幾乎無(wú)影響，反應(yīng)速率幾乎不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；98%的濃H2SO4與Zn反應(yīng)生成SO2，而不生成H2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；濃硫酸與鐵發(fā)生鈍化作用，生成物阻礙了反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，C項(xiàng)錯(cuò)誤；恒溫恒容時(shí)增加氮?dú)獾挠昧?，氮?dú)獾臐舛仍龃?，化學(xué)反應(yīng)速率明顯加快，D項(xiàng)正確。第15頁(yè)/共42頁(yè)二、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大體系壓強(qiáng)，氣體的體積減小，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，因而可以增大化學(xué)反應(yīng)的速率。說(shuō)明增大壓強(qiáng)，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率增大。減小壓強(qiáng)，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小。第16頁(yè)/共42頁(yè)用碰撞理論來(lái)解釋壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響—普通分子—活化分子增大壓強(qiáng)其他條件不變?cè)龃髩簭?qiáng)→體積縮小→反應(yīng)物濃度增大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)________→單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)______→反應(yīng)速率________；反之，反應(yīng)速率________。微觀解釋：增多增加加快減慢第17頁(yè)/共42頁(yè)思考:在N2+3H2

2NH3中，當(dāng)其他外界條件不變時(shí)：Ⅰ減小體系壓強(qiáng)，該反應(yīng)的速率怎么變？Ⅱ在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入N2

，反應(yīng)的速率怎么變？Ⅲ在反應(yīng)中保持體系容積不變，充入He，反應(yīng)的速率怎么變？Ⅳ在反應(yīng)中保持體系壓強(qiáng)不變，充入He，反應(yīng)的速率怎么變？壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響減小增大不變減小第18頁(yè)/共42頁(yè)對(duì)于氣體有下列幾種情況:1、恒溫時(shí)：增大壓強(qiáng)→體積減少→C增大→反應(yīng)速率增大2、恒容時(shí)：

A、充入氣體反應(yīng)物→反應(yīng)物濃度增大→濃度增大→反應(yīng)速率增大；

B、充入“無(wú)關(guān)氣體”（如He、N2等）→引起壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)器的體積不變，各物質(zhì)的濃度不變→反應(yīng)速率不變3、恒壓時(shí)：充入“無(wú)關(guān)氣體”（如He等）→引起體積增大，→各反應(yīng)物濃度減少→反應(yīng)速率減慢。第19頁(yè)/共42頁(yè)

壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)速率的影響是通過(guò)對(duì)濃度的影響實(shí)現(xiàn)的P增大→C成比例增大，P減小→C成比例減小發(fā)散思考：壓強(qiáng)對(duì)于任意化學(xué)反應(yīng)的速率都有影響嗎？提示：改變壓強(qiáng)只能改變有氣體參加或有氣體生成的反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率，而對(duì)于只有固體或純液體參加的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，改變壓強(qiáng)，對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率幾乎沒(méi)有影響。第20頁(yè)/共42頁(yè)KETANGJIANCE例

反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是(

)A．增加C的量B．將容器的體積縮小一半C．保持體積不變，通入H2O(g)D．壓強(qiáng)不變充入N2使容器體積增大【答案】A[解析]增加C的用量，由于是固體，對(duì)其濃度無(wú)影響，對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率無(wú)影響，A項(xiàng)正確；容器體積壓縮一半，氣態(tài)物質(zhì)濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快，B項(xiàng)錯(cuò)誤；體積不變，通入H2O(g)，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，C項(xiàng)錯(cuò)誤；壓強(qiáng)不變充入N2，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物濃度減小，反應(yīng)速率減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。第21頁(yè)/共42頁(yè)Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O探究實(shí)驗(yàn)三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

不同溫度條件下同濃度硫酸與Na2S2O3溶液的反應(yīng)

硫代硫酸鈉（Na2S2O3），又名次亞硫酸鈉、大蘇打、海波。它是常見(jiàn)的硫代硫酸鹽，無(wú)色透明的單斜晶體。硫代硫酸鈉易溶于水，遇強(qiáng)酸反應(yīng)產(chǎn)生硫和二氧化硫。第22頁(yè)/共42頁(yè)第23頁(yè)/共42頁(yè)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(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率加快；反之，降低溫度，反應(yīng)速率減慢。探究實(shí)驗(yàn)三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響現(xiàn)象：混合后均出現(xiàn)渾濁，但熱水一組首先出現(xiàn)渾濁。第24頁(yè)/共42頁(yè)用碰撞理論來(lái)解釋溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響—普通分子—活化分子升高溫度其他條件不變微觀解釋：增多升高溫度，活化分子的百分?jǐn)?shù)________，分子的運(yùn)動(dòng)速率加快，分子間有效碰撞的幾率________，反應(yīng)速率________。增大增大溫度每升高10℃，速率增加2-4倍。第25頁(yè)/共42頁(yè)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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溶液出現(xiàn)藍(lán)色的時(shí)間與溫度的關(guān)系？【結(jié)論】其它條件相同時(shí)，溫度高，出現(xiàn)藍(lán)色的時(shí)間短；

溫度低，出現(xiàn)藍(lán)色的時(shí)間長(zhǎng)?？茖W(xué)探究【注意】

（1）反應(yīng)若是可逆反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都加快，降低溫度，正、逆反應(yīng)速率都減小。（2）一般，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率增大2～4倍。第26頁(yè)/共42頁(yè)探究實(shí)驗(yàn)四、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響第27頁(yè)/共42頁(yè)2H2O22H2O+O2↑MnO2探究實(shí)驗(yàn)四、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響現(xiàn)象：加MnO2前帶有余燼的木條沒(méi)有明顯的變化；加入MnO2后，_____________，余燼木條________，火焰明亮。迅速產(chǎn)生大量氣泡復(fù)燃實(shí)驗(yàn)結(jié)論：MnO2能加速H2O2的分解，MnO2作催化劑。第28頁(yè)/共42頁(yè)(1)圖像：途徑Ⅰ表示____________________，途徑Ⅱ表示________________。(2)微觀解釋：使用催化劑，改變了反應(yīng)的路徑，反應(yīng)的活化能________，由____變?yōu)開(kāi)___，活化分子的________增多，使有效碰撞的幾率________，反應(yīng)速率________。沒(méi)使用催化劑使用了催化劑降低E1E2百分?jǐn)?shù)提高加快用碰撞理論來(lái)解釋催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律：其它條件相同時(shí)，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。微觀解釋：第29頁(yè)/共42頁(yè)催化劑對(duì)可逆反應(yīng)中的正、逆反應(yīng)速率的影響是否相同？提示：因催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是降低活化能，增加有效碰撞次數(shù)，對(duì)正、逆反應(yīng)的影響是相同的，所以催化劑對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響相同。【思維拓展】第30頁(yè)/共42頁(yè)例

亞氯酸鹽(如NaClO2)可用作漂白劑，在常溫下不見(jiàn)光時(shí)可保存一年，但在酸性溶液中因生成亞氯酸而發(fā)生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解時(shí)，剛加入硫酸，反應(yīng)緩慢，隨后突然反應(yīng)釋放出大量ClO2，這是因?yàn)?

)A．酸使亞氯酸的氧化性增強(qiáng)B．溶液中的H＋起催化作用C．溶液中的Cl－起催化作用D．逸出的ClO2使反應(yīng)生成物的濃度降低KETANFJIANCE【答案】C[解析]由題目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亞氯酸，生成的亞氯酸在剛加入硫酸時(shí)反應(yīng)緩慢，隨后突然反應(yīng)加快，這說(shuō)明分解生成的產(chǎn)物中的某種物質(zhì)起了催化劑的作用，故正確答案為C。第31頁(yè)/共42頁(yè)(1)催化劑有正、負(fù)之分，一般情況下的催化劑是指正催化劑。(2)催化劑有選擇性，不同的化學(xué)反應(yīng)的催化劑不相同，催化劑具有一定的活化溫度。(3)催化劑對(duì)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)的速率影響相同?！咎貏e提醒】第32頁(yè)/共42頁(yè)第33頁(yè)/共42頁(yè)科學(xué)探究

〖探究1〗設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(duì)該反應(yīng)的催化效果更好

第34頁(yè)/共42頁(yè)第35頁(yè)/共42頁(yè)科學(xué)探究〖探究2〗設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較在4mL0.01mol/LKMnO4和2mL0.1mol/LH2C2O4，加不加MnSO4對(duì)反應(yīng)