内容正文:
第二节 化学反应的速率与限度
影响化学反应速率的因素
一辆汽车行驶速率的决定因素是什么?影响因素是什么?
决定因素是:汽车的性能(如功率等)
影响因素:
⑴天气
⑵路况
⑶燃料质量
⑷司机的驾驶水平和经验……
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思考讨论
对于下列这些反应,我们希望它反应速率快还是慢呢?
食物变质
橡胶老化
金属生锈
炼铁
工业制氨
反应速率可人为调控?
改变化学反应速率在实践中有很重要的意义,我们可以根据生产和生活的需要,采取适当措施改变化学反应速率,所以说调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。那么影响化学反应速率的因素有哪些呢?
参加反应的物质本身的性质
不同的化学反应,具有不同的反应速率。反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之,化学反应速率越慢。
影响化学反应速率的因素可分为内因和外因;
1.内因
这是影响化学反应速率的决定性因素
通过第一册的学习我们知道钠和铁都能与水反应,但钠与冷水剧烈反应,铁与冷水缓慢反应,这是因为钠与铁活泼,所以钠与冷水的速率比铁与冷水的速率要快。
【例如】在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相同)的下列金属与足量1mol/L 盐酸反应时,速率最快的是?
A .镁 B. 铝 C .钠 D .铁
C
金属的活泼性不同
2.影响化学反应速率的外界因素
(1)反应体系的温度 冰箱、金属与酸反应等
(2)反应物的浓度 硫在空气、氧气中的燃烧等
(3)反应体系的压强 →适用对象是气体
(4)催化剂(默认正催化剂)MnO2、合成氨、氨的催化氧化等
(5)反应物的表面积 粉尘爆炸等
其他……
外因
2.影响化学反应速率的外界因素
外因
我们已经知道催化剂可以影响化学反应速率,此外,还有哪些反应条件会影响化学反应的速率?
【假设】影响化学反应速率的因素可能有反应温度、反应物浓度等。
【用品】5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、0.1 mol/L盐酸、1 mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯。
变量控制 p45
变量控制探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”,即要保持其他变量不变,改变其中一个变量的值进行实验,测定数据,通过系列实验,找出变量对反应速率的影响。其探究流程为
探究化学反应速率的影响因素,关键是控制好变量。
在两支大小相同的试管中均加入2mL5%H2O2溶液,同时滴入2滴1mol/LFeCl3,溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中,另一支试管放入盛有热水的烧杯中,观察现象并进行对比。
不同温度环境 实验现象
冷水
热水
(1)反应温度对化学反应速率的影响
在两支大小相同的试管中均加入2mL5%H2O2溶液,同时滴入2滴1mol/LFeCl3,溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中,另一支试管放入盛有热水的烧杯中,观察现象并进行对比。
不同温度环境 实验现象
冷水
热水
产生气泡速率较快
产生气泡速率较慢
实验结论:当其它条件不变时,升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小
(1)反应温度对化学反应速率的影响
规律:当其它条件不变时,升高温度,化学反应速率增大。降低温度,化学反应速率减小。
实验测得,温度每升高10度,化学反应速率通常增大原来的2~4倍。
注意:温度对反应速率的影响不受反应物状态的限制
(2)反应物浓度对化学反应速率的影响
在相同环境温度下,取两支试管分别加入 5 mL 0.1mol/L 盐酸和 1mol/L 盐酸,再加入质量相等,体积相似的大理石碎石块,观察现象并对比。
【实验现象】两支试管中均有气泡产生,但装1 mol/L盐酸的试管产生气泡 更快
【实验结论】
其他条件相同时,增大浓度,反应速率加快;降低浓度,反应速率减小
(3)催化剂对化学反应速率的影响
现象 结论
加入MnO2
加入FeCl3
不加其他试剂
气泡冒出速率增大
MnO2能加快反应速率
气泡冒出速率增大
FeCl3能加快反应速率
有气泡冒出,较慢
无催化剂反应较慢
【实验结论】催化剂可以改变反应速率,不同催化剂催化效果不同;其他条件不变时,加入(正)催化剂可以加快反应速率。
(1)压缩体积或充入气态反应物,使压强增大,都能加快化学反应速率。
(2)体积不变,充入不参与反应的气体。虽然总的压强增大,但反应物浓度不发生变化,故化学反应速率不变。
对有气体参加的反应,改变压强对反应速率的影响实质是改变体系体积,使反应物的浓度改变。
(4)压强对化