内容正文:
第二节 影响化学反应速率的因素
1.了解活化能的含义,会用活化能理论解释化学反应速率的影响因素。
2.掌握外界条件(浓度、压强、温度、催化剂)对化学反应速率的影响规律及实质,并会用相应规律解决有关问题。
3.学会比较反应的快慢以及如何通过改变外界条件改变化学反应速率。
[对应学生用书P ]
知识点一 有效碰撞理论
1.有效碰撞
(1)概念
(2)发生条件
①发生碰撞的分子具有较高的能量。
②分子发生合适取向的碰撞。
2.活化分子与活化能
→具有较高能量,有可能发生有效碰撞的分子
→活化分子高出反应物分子平均能量的部分
如图所示:
图中E1是活化能,E1-E2是反应热。
注意:普通分子+活化能活化分子
3.化学反应发生所经历的过程
[判一判]
(1)能发生有效碰撞的分子必须具有足够高的能量。(√)
(2)活化分子间的碰撞一定是有效碰撞。(×)
提示 活化分子发生碰撞时,只有适当的取向时,才能发生有效碰撞,错误。[来源:学§科§网]
(3)当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化学反应。(√)
知识点二 影响化学反应速率的因素——浓度
按表中实验步骤完成实验,观察实验现象,填写下表:
原理
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
实验步骤
实验现象
KMnO4酸性溶液褪色
KMnO4酸性溶液褪色
褪色时间
褪色时间长
较0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液褪色时间短
结论
H2C2O4溶液浓度越大,KMnO4酸性溶液褪色越快,反应速率也越快;反之H2C2O4溶液浓度越小,反应速率越慢
1.若加热KMnO4来制备氧气,在其它条件不变的情况下,增加KMnO4固体的质量,生成氧气的速率能够加快吗?若研成粉末呢?
提示 增加KMnO4固体的质量不能加快化学反应的速率,但研成粉末,化学反应速率加快。
2.用有效碰撞理论解释为什么增大反应物的浓度能增大化学反应速率?
提示 增大反应物的浓度,即增大了单位体积内活化分子的数目,有效碰撞次数增多,反应速率加快。
3.增大浓度时,活化分子的百分数增大吗?
提示 不变。活化能不变,活化分子的百分数不变。
1.影响规律
2.适用范围
此规律只适用于气体或溶液的反应,对于纯固体或纯液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。但固体反应物表面积越大,反应速率越大。对于溶液,增加液态的体积不改变化学反应速率,增大溶液的浓度加快反应速率。
3.原因分析
(1)增大反应物浓度→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增加→反应速率增大。
(2)减小反应物浓度→单位体积内活化分子数减少→有效碰撞几率减小→反应速率减小。
[例] (1)将粉末形状大小相同的铁和铝分别与等浓度的稀盐酸反应产生气泡的速率铝________铁(填“<、>、=”)。Al与盐酸反应的离子方程式是
______________________________________________________________。
(2)改变下列条件对铝与盐酸反应产生气泡的速率的影响分别是(填“增大”、“减小”、“不变”):
①改成等浓度的稀硫酸________。
②盐酸加水稀释________。
③稍稍加热盐酸________。
④加入少量固体NaCl________。
⑤再加入少量相同的Al粉________。
⑥通入少量HCl气体________。
解析 (1)铝比铁活泼,与盐酸反应剧烈,生成氯化铝和氢气,反应的离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑。(2)①改成等浓度的稀硫酸,氢离子浓度增大,反应速率增大;②盐酸加水稀释,浓度减小,反应速率减小;③稍稍加热盐酸,温度升高,反应速率增大;④加入少量固体NaCl,对浓度无影响,则反应速率不变;⑤再加入少量相同的Al粉,浓度不变,速率不变;⑥通入少量HCl气体,浓度增大,反应速率增大。
答案 (1)> 2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(2)①增大 ②减小 ③增大 ④不变 ⑤不变 ⑥增大
解答浓度对反应速率的影响问题时需注意以下三点:
(1)比较化学反应速率的大小时,首先看是否是反应物本身的性质起主导作用。
(2)在内因相同的情况下,看哪种外因导致的速率改变。
(3)对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变。
知识点三 影响化学反应速率的因素——压强
对于气体来说,在一定温度下,一定质量的气体所占的体积与压强成反比。如图所示:
结论:增大压强,气体体积缩小,浓度增大,化学反应速率加快。
在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g