第2章 第3节 第2课时 外界条件对化学反应速率的影响-2020-2021学年高中化学选修4【导学教程】同步辅导（鲁科版） word

第2课时　外界条件对化学反应速率的影响 [学习目标] 1.掌握浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。 2.了解外界条件(温度、浓度、压强和催化剂)影响反应速率的原因。 3.了解化学反应速率、浓度公式和阿伦尼乌斯公式的含义及应用。 4.理解化学反应速率图像的意义。 要点一　浓度对化学反应速率的影响 1.基本规律 在其他条件不变时，增大反应物的浓度可以加快化学反应速率；减小反应物的浓度可以减慢化学反应速率。 2.化学反应速率与反应物浓度的定量关系 (1)速率方程 对于任意一个化学反应aA＋bB===cC＋dD，其反应速率方程为v＝kcm(A)·cn(B)，式子中m、n、k都由实验测得，与化学方程式中的系数无关。 (2)反应速率常数 速率方程中的比例系数k称为反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，它具备以下特点： ①与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响。温度升高，k值通常增大。 ②通常情况下，k值越大，反应进行得越快。 3.压强对化学反应速率的影响 压强对反应速率的影响是通过改变气体浓度实现的，故一般意义上增大气体压强是指压缩气体体积；对于有气体参加的化学反应，温度一定时：[来源:Z§xx§k.Com] 1.对于固体或纯液体物质，一般情况下其浓度可视为常数，因此改变固体或纯液体的用量对化学反应速率无影响，但固体物质的表面积的大小会影响化学反应速率，一般地，固体的颗粒越细，表面积就越大，反应速率就越快，改变溶液的用量时，由于浓度不变，因此对化学反应速率无影响。 2.一个反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 3.不同物质浓度的改变对化学反应速率的影响程度可能相同，也可能不同。 【特别提醒】　(1)压强的影响归根结底是对浓度的影响，如果增大压强但不会改变参加反应物质的浓度，则反应速率不会增大，如恒温恒容条件下，向容器中充入不参与反应的惰性气体，虽然压强增大了，但反应速率并没有改变。 (2)外界条件对v(正)、v(逆)影响的方向是一致的，但影响的程度可能不同，即要增大都增大，要减小都减小，不会出现一个增大一个减小的情况。 1.反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 ①增加C的量　②将容器的体积缩小一半　③保持体积不变，充入N2使体系压强增大　④保持压强不变，充入N2使容器的容积变大 A.①③　　　　　　　　　 B.①④ C.②③ D.②④ 解析　①固态反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响。②容器体积缩小一半相当于压强增大一倍，各物质的浓度增加1倍。浓度增大，正、逆反应速率均增大。③体积不变，充入N2，体系总压强增大，但反应混合物的浓度并未改变，反应速率基本不变。④充入N2使容器体积增大，总压强不变，但反应混合物的浓度同等程度减小，正、逆反应速率均减小。 答案　A 要点二　温度对化学反应速率的影响 1.规律 2.化学反应速率与温度的定量关系 (1)经验规律 对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率增加到原来的2～4倍。此近似规律只对一些反应的化学反应速率做粗略估计。 (2)经验公式(阿伦尼乌斯公式) k＝Ae－ Ea为活化能，单位为J·mol－1或kJ·mol－1。 当Ea＞0时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率增大。 (3)活化能Ea ①概念：普通反应物分子形成活化分子所吸收的能量。 ②意义：活化能越高，反应越难进行，反应速率常数越小，化学反应速率越慢。 影响化学反应速率因素的微观解释——有效碰撞理论 1.有效碰撞 能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。有效碰撞必须满足两个条件： (1)发生碰撞的分子具有较高的能量； (2)分子在一定的方向上发生碰撞。 2.活化分子和活化能 在化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子。活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能，所以活化能的高低、活化分子数目的多少直接决定了化学反应速率的快慢。活化能越低，活化分子数目越多，反应速率越大；活化能越高，活化分子数目越少，反应速率越小。 3.运用有效碰撞理论解释外界条件改变对化学反应速率的影响 变化结果 条件变化 活化能 单位体积分子总数[来源:学科网] 活化分子百分数 单位体积活化分子数 有效碰撞次数 反应速率 增加反应物的浓度 不变 增多 不变 增多 增多 加快 增大压强 不变 增多 不变 增多 增多 加快 升高温度 不变 不变 增多 增多 增多 加快 使用催化剂 降低 不变 增多 增多 增多 加快 相互关系 单位体积活化分子数＝单位体积分子总数×活化分子