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第2课时 浓度、压强对化学反应速率的影响
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课标解读
1.通过实验探究,了解浓度、压强对化学反应速率的影响。
2.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
1.通过教材实验,从宏观上认识浓度、压强影响化学反应速率的规律及原因。(宏观辨识与微观探析)
2.形成化学变化是有条件的观念,认识反应条件对化学反应速率的影响,能运用化学反应原理分析影响化学反应速率的因素,初步学会运用变量控制的方法研究化学反应。(变化观念与平衡思想)
知识精讲
知识点01 碰撞理论
1.碰撞理论
(1)碰撞理论要点
反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应,反应速率的大小与单位时间内反应物分子碰撞次数成正比。
(2)有效碰撞的定义:能发生反应的碰撞。
(3)发生有效碰撞的条件:
①分子必须具有足够高的能量;
②分子在一定的方向上发生碰撞。
2.活化分子与活化能
(1)活化分子:能量较高,有可能发生有效碰撞的分子。
(2)活化能: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。
3.基元反应
(1)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,反应过程中没有任何中间物生成。
(2)复杂反应:
经过两个或多个步骤完成的反应。
(3)基元反应的活化能与反应速率的关系
每个基元反应都有对应的活化能,活化能越大,活化分子所占比例越小,有效碰撞的比例就越小,化学反应速率越小。
【即学即练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。
答案:21.5 +7.5
解析:基元反应的活化能是指反应物到过渡态之间的能量差,故该基元反应的活化能为21.5kJ·mol-1,ΔH为反应物和生成物的能量差,由于反应物的能量小于生成物的能量,所以该反应为吸热反应,ΔH为7.5 kJ·mol-1。
【即学即练2】下列说法正确的是( )
A.活化分子发生碰撞即发生化学反应
B.升高温度会增大反应速率,原因是增大了活化分子的碰撞次数
C.某一反应的活化分子的百分数是一个定值
D.活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞
答案:D
解析:只有活化分子发生有效碰撞才能发生化学反应,温度升高,分子的能量增大,活化分子的百分数增大,化学反应速率增大,活化分子的碰撞次数增多只是化学反应速率增大的次要因素,故选D。
知识点02 影响反应速率的因素
1.主要因素
影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质。例如:金属钠与冷水剧烈反应,而镁和沸水仅能微弱反应。
2.外部因素
影响反应速率的外部因素有:浓度、温度、压强、催化剂及反应物之间的接触面积、光、电磁波、超声波等。
3.浓度、压强对反应速率的影响
(1)浓度对反应速率的影响
①规律:
其他条件相同时,增大反应物的浓度,反应速率增大;减小反应物浓度,反应速率减小。
②微观解释:
增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,反应物放生有效碰撞次数增多,反应速率增大 (注意:浓度改变引起了活化分子浓度的改变,而活化分子百分数不变。)
③适用对象:在溶液中的化学反应或气体反应
对于固体或纯液体,其浓度可视为常数,因而其物质的量的改变不影响化学反应速率。固体物质的反应速率与接触面积有关,固体颗粒越小,固体反应物总表面积增大,反应速率就越大。
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。
(2)压强对反应速率的影响
①规律:
对有气体参加的反应,在密闭容器中保持温度不变时,增大压强,气体体积减小,相当于增大反应物的浓度,反应速率增大;减小压强,气体体积增大,相当于减小反应物的浓度,反应速率减小。
②微观解释:
压强对反应速率的影响,可以归结为浓度改变对反应速率的影响。
③适用对象:针对有气体参加的反应。
由于固体、液体粒子间的空隙很小,改变压强几乎不能改变它们的浓度,因此对只有固体或液体参加的反应,压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。
【即学即练3】对于反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),其他条件不变时,下列措施不能改变化学反应速率的是( )
A.增大C(s)的量 B.增大H2O(g)的浓度
C.增大CO(g)或H2(g)的浓度 D.减小H2O(g)的浓度
答案:A
解析:改变浓度,可以改变化学反应速率,而改变固体物质的物质的量不能改变化学反应速率,因为固体物质的浓度可视为常数。
【即学即练4】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