第七篇 影响化学反应速率的因素 讲义 苏教版高中化学选修4化学反应原理（机构 原卷+解析）

第七篇 影响化学反应速率的因素 1、 碰撞理论 （1）活化分子、活化能、有效碰撞 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 ②活化能：如图 图中E1为正反应的活化能，E3为使用催化剂时的活化能，E2为逆反应的活化能，反应热为E1−E2。 ③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 1．分子的有效碰撞 2．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 例1　下列说法正确的是(　　) A．活化分子具有的能量是活化能 B．活化分子的总数越多，反应速率越快 C．某一反应的活化分子的百分数是个定值 D．单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越快 1.　一定温度下，反应H2＋Cl2===2HCl中的某一基元反应H2＋Cl===HCl＋H，其能量变化如下图所示。H…H…Cl表示反应物分子旧化学键没有完全断裂、新化学键没有完全形成的过渡态。 该基元反应的活化能为____________ kJ·mol－1，ΔH为________kJ·mol－1。 2、 影响化学反应速率的外界因素 1．浓度对反应速率的影响 （1）影响结果： 其他条件相同时 （2）理论解释： 其他条件不变时，增大反应物浓度→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞增加→化学反应速率加快。反之，减小反应物浓度，化学反应速率减慢。 2．压强对反应速率的影响 （1）影响结果： 对于有气体参加的反应，在相同温度下， 增大压强(减小容器容积)，反应速率加快； 减小压强(增大容器容积)，反应速率减慢。 （2）理论解释： 对于有气体参加的反应，在相同温度下，增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→反应速率加快；反之减小压强，反应速率减慢。 3．温度对反应速率的影响 （1）影响结果： 其他条件相同时，升温反应速率加快，降温反应速率减慢。据测定，许多反应的温度每升高10 K，其反应速率增加2～4倍。 （2）理论解释： 其他条件相同时，升高温度→活化分子百分数以及分子间碰撞频率提高→有效碰撞增加→化学反应速率加快。 4．催化剂对反应速率的影响 （1）影响结果： 使用催化剂可改变化学反应速率(一般情况下是指加快反应速率)。 （2）理论解释： 催化剂→降低反应所需活化能→提高活化分子百分数→有效碰撞增加→反应速率增大。 （3）特点： ① 选择性：只对某一反应或某类反应起催化作用。 ② 高效性：可以较大幅度降低反应的活化能，从而有效地提高化学反应速率。 5．其他因素对反应速率的影响 如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物间的接触面积等，均是行之有效的改变化学反应速率的方法。 外界因素对化学反应速率影响的深化理解 1．浓度 （1）固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。 （2）增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。 2．温度 温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。升温时，化学反应速率增大；降温时，化学反应速率减小。 3．压强 （1）对于没有气体参与的化学反应，由于改变压强，物质的浓度变化很小，可忽略不计，对化学反应速率无影响。 （2）对于有气体参加的反应。 ① 恒温时： 压缩体积压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大。 ② 恒温、恒容时： 充入反应物气体压强增大―→反应物浓度增大化学反应速率增大； 充入“无关”气体压强增大―→反应物浓度不变―→化学反应速率不变。 ③ 恒温、恒压时： 充入“无关”气体―→压强不变体积增大反应物浓度减小化学反应速率减小。 4．催化剂 （1）催化剂的使用与反应过程的能量变化： 加入催化剂改变反应的历程，降低反应所需的活化能，反应体系中活化分子百分数提高，使反应速率显著增大，但不改变反应过程中的反应热，能量变化如图。 （2）催化剂能改变化学反应的速率，但反应前后质量和化学性质不发生改变，催化剂具有选择性，不同的反应有不同的催化剂。 （3）若催化剂是酶，要注意酶只有在温和条件下催化效果才最好，若温度过高，则酶会变性，反应无催化作用。 例1　把下列4种X溶液，分别加入4个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓缓地进行反应，其中反应速率最大的是(　　) A．20 mL,3 mol·L－1 B．20 mL,2 mol·L－1 C．10 mL,4 mol·L－1 D．10 mL,2 mol·L－1 例2　(2018·温州市求知中学期中)对于反应：NO＋CO2NO2＋CO在密闭容器中进行，下列哪些条件加快该反应速率(　　) A．增大体积使压强减小 B．体积不变充入CO2使压强增大 C．体积不变充入He气使压强增大 D．压强不变充入N2使体积增大 1.　硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO