内容正文:
第2课时 化学反应速率的影响因素
一、碰撞理论
化学反应速率与分子碰撞 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间的碰撞次数成正比
有效
碰撞 概念 能 的碰撞
条件 ①发生碰撞的分子具有足够高的能量
②分子在一定的方向上发生碰撞
活化分子 化学反应中,能量较高、有可能发生 的分子
活化能 活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差
发生反应
有效碰撞
续
表
小
小
小
能量较高
正
逆
反应热
[微思考]
①分子发生碰撞一定是有效碰撞吗?
②所有的化学反应都有多个基元反应吗?
[微点拨]
①化学反应速率决定于基元反应慢的基元反应。
②活化能与化学反应速率的关系:活化分子的百分数越大―→单位体积内活化分数越多―→有效碰撞次数越多―→速率越快。
续表
提示:不一定,活化分子能发生反应的碰撞才是有效碰撞。
提示:有些反应只有一个基元反应,有些反应有多个基元反应。
二、影响化学反应速率的因素
浓度 规律 其他条件相同时,增大反应物的浓度,反应速率 ;减小反应物的浓度,反应速率 _____
微观解释 反应物浓度增大→单位体积活化分子数增多→单位时间内有效碰撞增多→反应速率 (反应物浓度减小,则与之相反)
压强 规律 对于有气体参加的反应,其他条件不变时,增大压强,反应速率 ;减小压强,反应速率_____
微观解释 增大压强→气体体积缩小→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几率增加→反应速率 ;反之,反应速率 _____
增大
减小
增大
增大
减小
加快
减小
温度 规律 其他条件相同时,升高温度,反应速率 ;降低温度,反应速率 。对于许多反应而言,一般温度每升高10 K,其反应速率可增加2~4倍
微观解释 升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞几率增加→反应速率 ;反之,反应速率 ___
续表
减小
增大
加快
减小
催化剂 规律 其他条件不变时,使用催化剂,化学反应速率 _____
图示
使用催化剂→改变了反应的路径(如图),反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞几率增加→反应速率______
其他因素 ①增大反应物间的接触面积,反应速率加快。
②光、电磁波、超声波等因素对反应速率产生影响
续表
增大
加快
[微提醒]
①外界条件对化学反应速率的影响是次要因素,主要因素是物质本身的性质的影响。
②压强对化学反应速率的影响是通过改变物质的浓度实现的,若压强改变,反应体系中物质的浓度不变,则对化学反应速率无影响。
③催化剂能够同等程度的降低正、逆反应的活化能,但是无法改变反应的焓变。
续表
[新知探究(一)]
外界条件对化学反应速率的影响
[探究与创新能力]
[探究活动]
某小组同学查到一份研究过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应的实验资料,具体如下:
资料1:室温下,过氧化氢溶液可与氢碘酸(HI)反应,溶液为棕黄色。
资料2:保持298 K,101 kPa条件下,取相同体积的H2O2和HI溶液,实验数据如下表所示:
实验编号 1 2 3 4 5
c(H2O2)/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.1 0.3 0.3
c(HI)/(mol·L-1) 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1
出现棕黄色时间/s 13.1 6.5 4.3 4.4 4.4
1.过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应的化学方程式是什么?
提示:H2O2+2HI===2H2O+I2。
2.实验1、2、3研究哪一种条件对反应速率的影响?从上述三个实验可以得到什么结论?
提示:根据表格信息和控制变量法可知,实验1、2、3研究HI的浓度对反应速率的影响;结论是反应速率与HI浓度成正比(或反应速率随HI浓度增大而增大)。
3.该组同学对编号4、5的实验分别升高不同温度,发现升高温度较小的一组,棕黄色出现加快,升高温度较大的一组,棕黄色出现反而变慢,可能的原因是什么?
提示:反应物过氧化氢易分解,温度升高,双氧水分解,反应物浓度降低,造成反应速率减慢。
[生成认知]
“控制变量法”在速率中的应用
[跟踪训练]
1.已知反应:CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,下列措施中可使生成CO2的速率加快的是(不考虑CaCO3与HCl接触面积改变的影响) ( )
A.加大CaCO3的量 B.加大盐酸的浓