内容正文:
第2课时 影响化学反应速率的因素
[明确学习目标] 1.观察比较各种现象、过程发生的快慢,分析不同条件对化学反应速率的影响。
2.了解控制化学反应速率对生产、生活的意义。
碰撞理论
1.反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应
(1)
(2)发生有效碰撞的条件
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。
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称为活化分子。
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称为活化能。
影响化学反应速率的因素
反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。除此之外,外界条件也会影响化学反应的速率。
1.浓度对反应速率的影响
(1)规律:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;减小反应物的浓度,反应速率减小。
(2)理论解释:当增加反应物的浓度时,单位体积内反应物的活化分子数目增多,反应物发生有效碰撞的次数增多,所以反应速率增大。
2.压强对反应速率的影响
(1)规律:对于有气体参加的反应,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,反应速率将增大;减小压强,气体的体积增大,相当于减小反应物的浓度,反应速率减小。
(2)理论解释:与浓度对反应速率的影响相同。
3.温度对反应速率的影响
(1)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。据测定,许多反应一般温度每升高10 K,其反应速率增加2~4倍。
(2)理论解释:随着温度升高,反应物的活化分子数目增多,分子运动加快,活化分子有效碰撞的次数增多,反应速率增大。
4.催化剂对反应速率的影响
(1)规律:其他条件相同时,使用适当的催化剂对化学反应速率有显著影响。
(2)过渡态理论
反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能(如图所示)。图中,Ea为正反应的活化能,Ea′为逆反应的活化能。
(3)理论解释:使用催化剂,反应所需的活化能降低,反应速率增大。
5.其他因素对反应速率的影响
除了上述因素外,反应物间的接触面积、光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)增加固体反应物的质量,化学反应速率增大。( )
(2)任何反应,增大压强,反应速率一定增大。( )
(3)恒温恒容密闭容器中发生全为气体的反应,若容器总压强增大,则反应速率一定增大。( )
(4)增大反应物浓度,虽然活化分子百分比未变,但单位体积内分子总数增加,使单位体积内活化分子总数增加,化学反应速率加快。( )
(5)对于A(g)+B(g)C(g) ΔH>0,升高温度v正增大,v逆减小。( )
(6)升高温度,反应物活化分子百分数增大。( )
(7)使用催化剂能降低反应的焓变,所以能加快反应速率。( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
(6)√ (7)×
解析 (1)固体反应物的浓度看作常数,故质量增加而浓度不变,则速率不变。
(2)无气体参加和生成的反应,增大压强,速率无影响。
(3)恒容,若通入惰性气体使容器压强增大,反应物浓度不变,则反应速率不变。
(5)升高温度,v正、v逆均会不同程度增大。
2.下列说法不正确的是( )
A.具有较高能量的反应物分子称为活化分子
B.升高温度增大了活化分子百分数
C.催化剂能够改变化学反应途径
D.对于有气体参与的反应,压缩体积增大压强能提高活化分子的浓度
答案 A
解析 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,依据概念判断A错误。
3.在恒温下,使反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变能够引起反应速率增大的是( )
A.增加C的量
B.将容器的容积缩小一半
C.保持体积不变,充入Ar使体系压强增大
D.保持压强不变,充入Ar使容器容积增大
答案 B
解析 C为固体反应物,增加其用量对反应速率几乎没有影响;容器容积缩小一半,压强增大一倍,气体浓度增大,反应速率增大;体积不变,充入Ar,体系总压强增大,但各物质的浓度并未改变,反应速率不变;保持压强不变,充入Ar,容器容积增大,各气体物质的浓度变小,反应速率减小。
4.下列方法对2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的反应速率没有影响的是( )
A.加入SO3 B.容积不变,充入N2
C.压强不变,充入N2 D.降低温度
答案 B
解析 容积不变,充入N2后没有引起反应体系中各物质浓度的变化,故反应速率不变。
知识点一 浓度和压强对反应速率的影响
1.浓度对反应速率的影响
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