内容正文:
化学平衡状态第二节 影响化学反应速率的因素
有些化学反应在瞬间就能完成,如酸、碱在水溶液中的中和反应;有些化学反应却进行得非常缓慢,如煤和石油的形成,需要经过漫长的地质年代……为什么不同化学反应的反应速率差别如此之大呢?木炭在氧气中比在空气中燃烧得旺;夏天将食物放在冰箱里不容易腐烂……对于同一化学反应,其反应速率的快慢受哪些外界条件的影响呢?
1.如何定量表示化学反应速率?
提示:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。符号为v,单位为mol/(L·min)、mol/(L·s)或mol/(L·h)。
2.化学反应速率的计算方法有哪些?
提示:(1)根据定义式:v=
(2)根据方程式计量数:如2SO2+O22SO3
v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)=2∶1∶2
3.影响化学反应速率的因素有哪些?
提示:影响化学反应速率的内因是反应物自身的性质。
影响化学反应速率的外界因素主要有浓度、温度、压强、催化剂等。增大反应物浓度,反应速率加快,反之,反应速率减慢;温度升高,反应速率加快,反之,反应速率减慢;对于有气体参加的反应,增大压强(缩小容器容积),反应速率加快,反之,反应速率减慢;使用催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率。 [来源:学科网]
知识目标
1.了解影响化学反应速率的因素主要是内因。
2.理解外界条件对反应速率的影响。
3.认识浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
4.能初步运用有效碰撞、活化分子等概念解释浓度、压强、温度等条件对化学反应速率的影响。
能力目标
1.学会用实验方法探究浓度、温度、催化剂等对化学反应速率的影响。
2.学会用控制变量法通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响,理解其一般规律。
重点难点
1.浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2.用有效碰撞、活化分子等概念解释浓度、压强、温度等条件对化学反应速率的影响。
一、有效碰撞理论
1.有效碰撞
反应物分子间的碰撞能够发生化学反应的碰撞不能发生化学反应的碰撞
2.活化分子和活化能
(1)活化分子: 能够发生有效碰撞的分子 。
(2)活化能:活化分子高出普通分子的能量(即活化分子发生化学反应时所要克服的最低能量),如图中 E1 为活化能。
二、影响化学反应速率的因素
1.影响因素
内因: 反应物本身的性质 ;外因主要有: 温度 、 浓度 、 压强 、 催化剂 等。影响化学反应速率的决定因素是 内因 。
2.外界条件对化学反应速率的影响
(Ⅰ)浓度对化学反应速率的影响
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-1H2C2O4溶液褪色时间短
结论[来源:学科网ZXXK]
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
微观
解释
反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 增多 →单位时间内有效碰撞 增加 →反应速率 加快 ;反之,反应速率 减慢
(Ⅱ)压强对比化学反应速率的影响
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 。
(Ⅲ)温度对反应速率影响
(1)根据表中实验操作要求完成实验,观察实验现象,填写下表:
实验原理
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
实验操作
实验现象
混合后均出现浑浊,但70_℃热水一组首先出现浑浊
实验结论
升高温度,化学反应速率增大
微观解释
温度升高,有效碰撞增加,反应速率加快
(2)已知4H++4I-+O2===2I2+2H2O。根据下列实验,回答问题:
①在两支试管中分别依次加入0.1 mol·L-1H2SO4溶液5 mL,1 mol·L-1KI溶液5 mL,3滴淀粉溶液。将一支试管置于热水中,另一支试管置于冷水中。实验中观察到的实验现象是 两试管中都变蓝色,且热水中试管变蓝色比较快 。
②由该实验得出的结论是 升高温度,可加快反应速率 。
(Ⅳ)催化剂对反应速率的影响
(1)按下列实验步骤完成实验:
向锥形瓶内加入10 mL 10%的H2O2;
将插有短导管和漏斗的双孔胶塞塞到锥形瓶上;
将带余烬的木条通过短导管插入锥形瓶,观察实验现象;
经漏斗向锥形瓶内加入少量MnO2后,观察实验现象。
回答下列问题:
①实验中观