内容正文:
nullnull第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第二课时 影响化学反应速率的因素
1
【知识回顾】
1.化学反应的实质是什么?
化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
浓度、温度、压强、催化剂、固体接触面积、光照等。
2.影响化学反应速率的因素有哪些?
不同的化学反应会有不同的反应速率
反应物本身性质(内因)
( 反应物组成、结构和性质等 )
决定
影响化学反应速率的因素
外因:
内因(主):
浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等
反应物的化学性质越活泼,ν 越快
反应物本身的性质(主)
1. 浓度 对 ν 的影响
影响因素 实验步骤 实验现象比较 结论
浓度
Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+SO2 ↑+S↓+H2O
2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液
① + 2mL 0.1 mol/L H2SO4溶液
② +2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液
较快
较慢
均变浑浊
增大反应物浓度,
加快 ν ;
2mL0.1 mol/L Na2S2O3
+ 2mL 0.5 mol/L H2SO4
2mL0.1 mol/L Na2S2O3
+ 2mL 0.1 mol/L H2SO4
2mL0.1 mol/L Na2S2O3
+ 2mL 0.5 mol/L H2SO4
2mL0.1 mol/L Na2S2O3
+ 2mL 0.1 mol/L H2SO4
注意事项
1.此规律只适用于气体反应或溶液中的反应,对于纯液体或固体反应物一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率。一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大,固体反应物表面积越小,反应速率越小。
2.化学反应为可逆反应,若反应物或生成物浓度改变,其正反应速率或逆反应速率的变化也符合上述的规律。
其他条件相同时,增大反应物浓度化学反应速率增大,减小反应物浓度化学反应速率减小。
2. 压强 对 ν 的影响
其他条件不变,增大压强,气体体积缩小,浓度增大,反应速率加快
2.压强只对有气体参加的反应的速率有影响。
1.压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的。
【补充】
1.对于有气体参加的可逆反应,增大压强,正、逆反应速率都增大;减小压强,正、逆反应速率都减小。
2.注意“真”变和“假”变。若体系的压强变化引起反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变,否则是“假”变。
如: 2SO2+O2 2SO3
①恒压时充入He:由于SO2、O2、SO3的物质的量不变,体积变大,浓度降低,反应速率降低;
②恒容时充入He:由于反应物、生成物浓度不变,反应速率不变。
催化剂
△
注意:反应若是可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都加快,降低温度,正、逆反应速率都减小。
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。
3. 温度 对 ν 的影响
4. 催化剂 对 ν 的影响
①同一催化剂能同等程度地改变化学反应的速率。
②催化剂只能改变反应速率,不能将不反应变成反应。
③催化剂有一定的选择性和活化温度。
④催化剂中毒:催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降,甚至遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒。
活化能
1.为什么增大浓度、增大压强、升高温度、使用催化剂等会加快化学反应速率?
2.外界条件是如何影响化学反应速率的?能否从理论上加以解释?
【问题探究】
研究表明,大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的,而往往经过多个反应步骤才能实现。例如,2HI=H2+I2实际上是经过下列两步反应完成的:
2HI→H2+2I·
2I·→I2
每一步反应都称为基元反应,这两个先后进行的基元反应反映了2HI==H2+I2的反应历程。反应历程又称反应机理。
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。以气体的反应为例,任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。通常情况下,当气体的浓度为1 mol/L时,在每立方厘米、每秒内反应物分子间的碰撞可达到1028次。如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话,反应只需10-5s就可以完成。但实际并非如此。
并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应,我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。
分子
运动
相互
碰撞
分子具有足够能量
有合适的取向
有
效
碰
撞
反应速率与活化分子的百分率成正比
活化能:活化分子高出反应物分子平均能量的部分
活化分子:具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子
E1:正反应的活化能
E2:逆反应的活化能
E1-E2:反应热
活化能 活化分子
思考与讨论
请尝试用碰撞理论解释:
1. 当其他条件相同时,为什么增大反应物的浓度会使化学反应速率增大,而降低反应物的浓度会使化学反应速率减小?
2. 当其他条件相同时,为什么升高温度会使化学反应速率增大,而降低温度会使化学反应速率减小?
3. 催化剂如何改变反应速率?
微观解释
单位体积内反应物
分子总数
×
反应物中
活化分子的百分数
=
单位体积内的
活化分子数
有效碰撞几率
1. 浓度对化学反应速率的影响
浓度增大一倍
单位体积内反应物
分子总数
×
反应物中
活化分子的百分数
=
单位体积内的
活化分子数
有效碰撞几率
碰撞频率
2. 温度对化学反应速率的影响
升高温度
微观解释
使用催化剂只改变反应速率,不能改变反应焓变。
能
量
催化剂改变了反应的途径,降低了反应的活化能,提高了反应体系中活化分子的百分数,从而使有效碰撞的几率提高,反应速率增大。
3.催化剂对化学反应速率的影响
微观解释
反应物的结构、性质
浓度
压强
温度
催化剂
其他:光、颗粒大小、溶剂等。
影响化学反应速率的因素
2.外因
1.内因:
1.NO和CO都是汽车尾气中的物质,它们能很缓慢地反应生成CO2 和N2,对此反应有关的叙述中不正确的是( )
A.降低温度能减慢化学反应速率
B.使用适当催化剂可以加快化学反应速率
C.增大一氧化氮的量可以加快化学反应速率
D.改变压强对化学反应速率没有影响
催化剂影响反应热吗?
D
2.(双选)某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应过程a有催化剂参与
B.该反应为放热反应,热效应等于ΔH
C.改变催化剂,可改变该反应的活化能
D.有催化剂条件下,反应的活化能等于E1+E2
BC
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