内容正文:
2.1.2化学反应速率
(影响化学反应速率的因素)基础知识清单
一、浓度对化学反应速率的影响
1.内因
在相同条件下,反应速率首先是由反应物自身的性质决定的。
2.浓度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
均出现浑浊,先后顺序为A、B、C
实验结论
c(Na2S2O3)增大,产生浑浊的速率加快
规律总结
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
3.理论解释
(1)碰撞理论——化学反应的微观条件
①活化分子:化学反应中,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。
③用碰撞理论理解化学反应的过程
④有效碰撞与化学反应速率的关系
有效碰撞的频率越高,则反应速率越快。
(2)基元反应
①概念
为了简化化学反应研究的模型,我们重点考查最简单的化学反应,即反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应,也称为基元反应。
②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,反应的活化能越大,活化分子所占比例越小,有效碰撞的比例也就越小,化学反应速率越小。
(3)浓度对化学反应速率的微观解释
反应物浓度增大→单位体积内活化分子数目增多→单位时间内有效碰撞几率增加→反应速率加快;反之,反应速率减慢。
二、压强对化学反应速率的影响
1.研究对象——气体模型的理解
对于气体来说,在一定温度下,一定质量的气体所占的体积与压强成反比。如图所示:
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,反应物浓度增大,化学反应速率增大。
2.微观解释
增大压强→气体体积减小→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→反应速率增大;反之,反应速率减小。
三、温度对化学反应速率的影响
1.实验探究
实验
操作
实验现象
溶液紫红色褪去所需时间长短:甲>丙>乙
实验结论
其他条件相同时,反应物的温度越高,反应速率越快
2.影响规律:其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。经验规律,一般温度每升高10 K,反应速率可增加2~4倍。
3.微观解释
反之,反应速率减小。
四、催化剂对反应速率的影响
1、实验探究。
原理
2H2O22H2O+O2↑
实验操作
A B C
实验现象
A试管中有气泡产生;B试管中迅速产生大量气泡;C试管中只观察到有少量气泡产生
结论
MnO2和FeCl3对H2O2分解都有催化作用,但MnO2催化作用较强,加入合适的催化剂能加快化学反应速率
(2)影响规律:当其他条件不变时,使用催化剂,化学反应速率增大。FeCl3、MnO2对H2O2的分解都有催化作用,都能加快H2O2的分解速率。
2.用过渡态理论解释催化剂使化学反应速率增大
(1)过渡状态理论简介: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。如图所示:Ea是正反应的活化能,E′a 是逆反应的活化能。
(2)过渡态理论对催化剂影响化学反应速率的解释:
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→反应速率加快。
课后分层练
1.下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是( )
A.钠与水反应时,增大水的用量
B.铝在氧气中燃烧时,将铝条改成铝粉
C.硫酸钾与氯化钡溶液反应时,加热混合溶液
D.常温下铁与稀硫酸反应时,将稀硫酸改用98%的浓硫酸
[答案] B
[解析]钠与水反应时,水是纯液体,增大水的用量,水的浓度不变,反应速率不变,故不选A;铝在氧气中燃烧时,将铝条改成铝粉,增大接触面积,反应速率明显加快,故选B;硫酸钾与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,反应进行很快,加热混合溶液对增大化学反应速率没有明显效果,故不选C;常温下铁与稀硫酸反应时,将稀硫酸改用98%的浓硫酸,铁在浓硫酸中钝化,故不选D。
2.下列有关说法不正确的是( )
A.加入适宜的催化剂,则活化分子百分数增大
B.升高温度,使反应物分子中活化分子百分数增大
C.对有气体参加的化学反应,增加反应物浓度,使反应物分子中的活化分子百分数增大,化学反应速率加快
D.对有气体参加的化学反应,减小容器体积,使体系压强增大,可使单位体积内活化分子数目增大,化学反应速率加快
[答案] C
[解析]增加反应物浓度,单位体积内分子总数增大,活化分子数也增大,但是活化分子百分数不变,故C错误。故选C。
3.下列说法中错误的是( )
A.对有气体参加的化学反应,增大压强使容器容积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而化学反应速