内容正文:
第2课时 影响化学反应速率的因素
温故知新
1.我们学习过哪些影响化学反应速率的因素?
反应物浓度、温度、压强、催化剂、
反应物接触面积等
内因:
外因:
反应物本身的性质是化学反应速率的决定性因素
2.我们日常生活中改变速率的方法有哪些?
降低温度,减缓食品腐烂
加入催化剂酶,
加快去污速率
降低氧气浓度,
减缓食品腐烂速率
为什么改变反应条件能改变反应速率?
化学反应的过程是反应物分子中的原子重新组合,生成生成物分子的过程;而这一过程是通过反应物分子的相互碰撞来实现的。
反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应,不是每次碰撞都能发生反应。反应速率的大小与单位时间内反应物分子间的碰撞次数成正比。
一、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
有效碰撞
不能发生化学反应的碰撞
无效碰撞
1.分子足够高的能量
2.分子在一定的方向碰撞
2.活化分子
在化学反应中,能量较高、有可能发生有效碰撞的分子。
活化分子百分数: (活化分子数/反应物分子数)×100%
二、浓度对反应速率的影响
规律:其他条件相同时,增大反应物的浓度,反应速率增大;减小反应物的浓度,反应速率减小。
注意:此规律只适用于气体或溶液的反应,不适用纯固体或液体的反应物,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。
3.活化能
活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。
活化分子的平均能量
所有分子的平均能量
活化能
能量
活化能越大,活化分子所占的比例越小,有效碰撞的比例也就越小,化学反应速率越小。
4.基元反应
反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应,称为基元反应。
实际上,许多化学反应往往不是一步转化为生成物的。
例:2HI(g) = H2 (g) + I2 (g)总反应
I2 = 2I (基元反应)
H2+2I = 2HI (基元反应)
增加
增加
增加
加快
不变
普通分子
思考:如何用碰撞理论解释浓度对速率的影响?
影响
外因 单位体积内 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化
分子数
增大反应物浓度
其他条件不变,对于有气体参加的反应,增大压强,对化学反应速率有何影响?
(1)缩小反应容器的体积
增加
增加
增加
加快
三.压强对化学反应速率的影响。
不变
影响
外因 单位体积内 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化
分子数
增大压强
(体积减小)
(2)容器体积不变,充入反应物气体。
反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,化学反应速率加快。
讨论1:取一个容积固定的密闭容器,充入气体Ar,对化学反应速率有何影响?
总气压增大
但反应物浓度不变
速率不变
讨论2:在恒压条件下,向容积可变的容器中充入惰性气体,分析化学反应速率的变化情况。
Ar分子
总气压不变
但 反应物浓度下降
速率降低
Ar分子
结论:对于有气体参加的反应,其他条件不变
压强改变→气体反应物浓度不变→反应速率不变
增大压强→气体反应物浓度增大 →反应速率加快
(反之即减小)
规律:其他条件相同时,升高温度,反应速率增大;降低温度,反应速率减小。
思考:
如何用碰撞理论简单解释温度对反应速率的影响?
四.温度对化学反应速率的影响
不变
增加
增加
加快
增加
升高温度
影响
外因 单位体积内 活化
分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率
分子
总数 活化
分子数
升高温度
思考:对于一个可逆反应C+CO2 2CO(正反应吸热) ,升高温度,正反应速率和逆反应速率将怎样变化?
同一个体系中,升高温度,正反应反应物(C+CO2)活化分子比例增加,同时逆反应反应物(CO)活化分子比例也升高,反应速率均增大。
V正和V逆均增大。
单位体积活化分子数目
增大反应物的浓度
升高
温度
增大压强减小体积
增多
增多
增大
有效碰撞次数
反应速率
过渡状态
Ea逆
Ea正
五. 过渡态理论解释催化剂加快反应速率的原因
反应物分子平均能量
生成物分子平均状态
能量
反应过程
逆反应活化能
正反应活化能
无催化剂过渡态
Ea2
Ea1
有催化剂
过渡态
加入催化剂后
(1)活化能越低,反应速率越_______。
(2)催化剂是通过降低 来增大反应速率的。
快
反应的活化能
反应物
生成物
能量
反应过程
不变
增加
增加
增加
增加
用碰撞理论解释催化剂对速率的影响
影响
外因 单位体积内 活化
分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率
分子
总数 活化
分子数
使用适当催