1、第2章 化学反应的方向、限度与速率第3节 化学反应的速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 目标与素养：1.理解外界条件(温度、浓度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。(变化观念与平衡思想)2.了解化学反应速率的改变在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。(科学态度与社会责任)自 主 预 习 探 新 知 1浓度对化学反应速率的影响(1)基本规律：其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率 ；减小反应物浓度，反应速率 。减慢加快(2)反应速率与反应物浓度的定量关系：速率方程：对于反应 H2O22HI=2H2OI2，其反应速率与反应物浓度间的关系 v，其中，k 为反应速率常数。反应
2、速率常数(k)：k 越大，反应进行得越。k 与无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。kc(H2O2)c(HI)浓度快 化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是怎样得到的？应注意什么？提示 一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是根据实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。2压强对化学反应速率的影响(1)基本规律(对于有气体参加或生成的反应)(2)解释压强增大气体体积 反应物浓度 化学反应速率 ；
3、反之，压强减小，化学反应速率 。缩小增大加快减慢 增大压强，化学反应速率一定增大吗？提示 不一定，对于只涉及固体和液体的反应，压强的改变对化学反应速率几乎没影响。3温度对化学反应速率的影响(1)基本规律(2)经验规律范托夫规律：温度每升高 10 K，反应速率增加到原来的 24 倍。这个经验规律可以对一些化学反应的速率做粗略的估计，但适用范围有限。(3)过渡态及活化能过渡态：一种 没有完全断裂、没有完全形成的高能量的中间状态。活化能：a定义：的能量与 的能量之间的差值。b符号：Ea。c单位：kJmol1 或 Jmol1。反应物旧键新键过渡态(4)解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物
4、间的 ，增大反应物分子形成 的比例，故升高温度可以 化学反应的速率。加快碰撞频率过渡态4催化剂对化学反应速率的影响(1)催化剂：能 化学反应速率而在反应前后本身的 不变的物质。(2)催化原理：通过参与反应改变 、降低反应的 来提高化学反应速率。活化能加快质量和化学性质反应历程(3)催化剂的特点1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)向一堆篝火中“鼓风”，有利于它继续燃烧下去。()(2)二氧化锰在过氧化氢的分解前后质量减少。()(3)升高温度能加快吸热反应速率，减慢放热反应速率。()(4)用锌和稀硫酸反应制取 H2 时，滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率。()(5)化学反应达到
5、最大限度时，正逆反应速率也达到最大且相等。()提示(1)(2)催化剂在反应前后质量不变。(3)升高温度，吸热反应和放热反应的反应速率均加快。(4)(5)化学反应达到最大限度时，正逆反应速率不一定达到最大。22SO2O22SO3 是工业上制造硫酸的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是()A增加 O2 的浓度能加快反应速率B降低体系温度能加快反应速率C使用催化剂不影响反应速率D一定条件下达到反应限度时 SO2 全部转化为 SO3A 降低体系温度能减慢反应速率；使用催化剂能加快反应速率；一定条件下达到反应限度时，因为是可逆反应，SO2 不可能全部转化为 SO3。3同质量的锌与盐酸反应，欲使反应速率
6、增大，选用的反应条件组合正确的是()锌粒 锌 片 锌粉 5%的盐酸 10%的盐酸 15%的盐酸 加热 用冷水冷却 不断振荡 迅速混合后静置A B C DD 增大反应物浓度、加热，增大固体反应物表面积均能加快反应速率。核 心 突 破 攻 重 难 外界条件对化学反应速率的影响1.纯液体和固体的反应速率的影响因素分析 纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。2压强对化学反应速率影响的分析(1)恒温时增大压强引起 体积缩小引起 反应速率增大。(2)恒温恒容时充入反应气体引起 该物质浓度增大引起 该反应速率迅速增大。充入“
7、无关气体”(如 He、Ne、Ar 等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同)引起 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。(3)恒温恒压时充入“无关气体”引起 体积增大引起 反应混合物各组分的浓度减小引起 反应速率减小。3温度对化学反应速率影响的分析 升高温度，可以增加分子能量，增大活化分子百分数，且加快分子运动，增大分子的碰撞机会，因此升高温度可以加快化学反应的速率。反之，降低温度可以减小化学反应的速率。4催化剂对化学反应速率的影响(1)催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，故能改变反应达到平衡的时间，但催化剂不能改变反应物的浓度和反应的平衡常数，所以催化剂不能使化学平衡发
8、生移动，不能改变反应物的转化率。(2)用催化剂催化的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。变化观念与平衡思想：温度、压强对化学反应速率的影响(1)改变温度对正逆反应速率的影响是一致的。对于一个放热反应，升温时正逆反应速率同时加快，但是 v(逆)增加的程度大于 v(正)，使得 v(逆)v(正)，平衡左移，而不能误认为 v(逆)变大，v(正)减小(或不变)。(2)压强的影响归根到底是对浓度的影响，如果增大压强但不会改变参加反应物质的浓度，则反应速率不会增大，如恒温恒容条件下，向容器中充入不参与反应的惰性气体，虽然
9、压强增大了，但反应速率并没有改变。【例 1】反应 3Fe(s)4H2O(g)=高温 Fe3O4(s)4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：(1)增加 Fe 的量，其反应速率_(填“增大”“不变”或“减小”，下同)。(2)将容器的体积缩小一半，其反应速率_。(3)保持体积不变，充入 N2 使体系压强增大，其反应速率_。(4)保持压强不变，充入 N2 使容器的体积增大，其反应速率_。解析(1)由于 Fe 是固体，改变 Fe 的量，反应物浓度不变，故反应速率不变。(2)将容器体积缩小一半，则反应物浓度增大，故反应速率增大。(3)容器体积不变，充入 N2，反应物浓度不变，故反应速率不变。(
10、4)保持容器内压强不变，充入 N2 相当于减小压强，即反应物和生成物浓度均减小，故反应速率减小。答案(1)不变(2)增大(3)不变(4)减小1 对 于 在 一 密 闭 容 器 中 进 行 的 下 列 反 应：C(s)O2(g)CO2(g)，下列说法中错误的是()A将木炭粉碎成粉末状可以加快化学反应速率B升高温度可以加快化学反应速率C增大压强可以加快化学反应速率D增加氧气的量可以加快化学反应速率C A 项，粉碎木炭可增加表面积，可增加反应速率；B 项，升高温度，反应速率增加；C 项，如果增大压强不是通过缩小体积来实现，而是恒容条件下充入稀有气体，则速率不变。2Zn 与足量盐酸反应，反应速率随时间
11、的变化情况如图所示。下列关于反应速率变化的原因分析正确的是()AAB 段，因为该反应为放热反应，随着反应的进行，体系温度升高，导致反应速率增大；BC 段，因为反应吸收热量，体系温度降低，反应速率下降BBC 段反应速率下降是因为随着反应的进行，溶液中 c(H)减小CBC 段反应速率下降是因为溶液中的 Cl随着反应的进行被消耗，浓度降低DB 点反应速率最大是因为此时的体系温度最高，反应物浓度最大B AB 段，因为该反应为放热反应，随着反应的进行，体系温度升高，导致反应速率增大；BC 段，随着反应的进行，溶液中 c(H)减小，导致反应速率减小。故 B 项正确。可逆反应的速率时间图像平衡体系条件变化速
12、率变化平衡变化速率变化曲线 增 大 反 应 物的浓度v 正、v 逆均增大，且 v 正v 逆正向移动任一平衡体系减 小 反 应 物的浓度v 正、v 逆均减小，且 v 逆v 正逆向移动增 大 生 成 物的浓度v 正、v 逆均增大，且 v 逆v 正逆向移动 任一平衡体系减 小 生 成 物的浓度v 正、v 逆均减小，且 v 正v 逆正向移动 增大压强或升高温度v 正、v 逆均增大，且 v 逆v 正逆向移动正反应方向为气体体积增大的放热反应减小压强或降低温度v 正、v 逆均减小，且 v 正v 逆正向移动 正 催 化 剂 或增大压强v 正、v 逆同等倍数增大任意平衡或反应前后气体系数和相等的平衡负 催 化
13、 剂 或减小压强v 正、v 逆同等倍数减小平衡不移动【例 2】一定条件下，在一体积不变的密闭容器中发生反应2A(g)B(g)3C(g)Ha kJmol1。图为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且 t2、t3、t4 各改变一种不同的条件。(1)t3 时改变的条件为_，t4 时改变的条件为_。(2)a_0(填“”或“v(逆)可知正反应吸热，H0。答案(1)减小压强(或使用负催化剂)升高温度(2)vt 图像中，若 v正和 v逆中有一个在原平衡点连续渐变，则一定为改变反应物或生成物之一浓度引起的速率变化；若 v正和v逆都在原平衡点向平衡线同侧突变，则一定为改变温度或压强引起反应速率的变化。1反应 2
14、SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0 已达到平衡，在其他条件不变时，下列操作与图像不符的是(Ot1：v正v逆；t1 时改变条件，t2 时重新建立平衡)()A增加氧气的浓度B增大压强(减小反应器的体积)C升高温度 D加入催化剂C 分析时要注意改变条件瞬间 v 正、v 逆的变化。增加 O2 浓度的瞬间，v 正增大，v 逆不变，A 项正确；减小反应器的体积、增大压强的瞬间，v 正、v 逆都增大，且 v 正增大的程度大于 v 逆，B 项正确；升高温度的瞬间，v 正、v 逆都增大，C 项错误；加入催化剂，v 正、v逆同时、同等倍数增大，D 项正确。2对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)H02NH
15、3(g)N2(g)3H2(g)H0，其中 vt 图像如图。(1)反应t1 时刻改变的条件为_。t2 时刻改变的条件为_。(2)反应t1 时刻改变的条件为_。t2 时刻改变的条件为_。解析 t1 时刻速率增大，说明是升温或增大压强，而 t2 时刻速率又减小，说明是降温或减小压强。答案(1)增大压强 降低温度(2)升高温度 减小压强当 堂 达 标 提 素 养 1对于反应 CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H0，下列措施能加快反应速率但不改变反应放出的热量的是()A升高温度 B减小压强C加入 CO D加入催化剂D 该反应为放热反应，升高温度反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，反应放出的热量
16、减少，A 项错误；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，减小压强平衡不移动，反应放出的热量不变，但反应速率降低，B 项错误；加入 CO，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，反应放出的热量增加，C 项错误；加入催化剂平衡不移动，反应放出的热量不变，反应速率增大，D 项正确。2一定量的锌粉和 6 molL1 的过量盐酸反应，当向其中加入少量的下列物质时，能够加快反应速率，但不影响产生 H2 的总量的是()石墨粉 CuO 铜粉 铁粉 浓盐酸ABCDB 加入石墨粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，即不影响产生 H2 的总量；加入 CuO，CuO 与盐酸反应生成氯化铜，氯化铜与锌反应生成铜，形
17、成原电池，加快反应速率，但与盐酸反应的锌的量减少，故生成氢气的总量减少；加入铜粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，即不影响产生 H2 的总量；加入铁粉，构成原电池，反应速率加快，锌反应完全后，铁也可以与盐酸反应生成氢气，产生 H2 的总量增加；加入浓盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，不影响锌粉的量，即不影响产生 H2 的总量。本题选 B。3下列关于反应速率与参与反应物质的浓度的关系式 vkca(A)cb(B)的叙述中，正确的是()A对于所有的化学反应，k 是数值和单位都不变的常数Ba、b 是化学方程式中 A 和 B 的系数C对于某个特定的化学反应，k 与所有外界条件都无关Dvkca
18、(A)cb(B)需要通过实验来确定，不能随意根据化学方程式直接写出D 在反应速率与参与反应物质的浓度的关系式中，k 是反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。通常，反应速率常数越大，反应进行得越快。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。由此可见，A、B、C 项均错误。4可逆反应 A(g)2B(g)2C(g)H0 速率图像如图所示。导致 t时刻的速率图线变化的原因可能是()A增大了 A 的浓度B使用了催化剂C增大了压强D升高了温度B 因为在 t时刻 v 正和 v 逆同等倍数的增大，又因该反应为气体体积缩
19、小的反应，所以只有使用催化剂符合题意。5请填写下列事实中影响化学反应速率的主要因素：(1)集气瓶中有 H2 和 Cl2 的混合气体，在瓶外点燃镁条时集气瓶中发生爆炸：_；(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的颗粒：_；(3)KI 晶体和 HgCl2 晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成 HgI2 沉淀：_；(4)熔化的 KClO3 放出气体很慢，撒入少量 MnO2 后很快放出气体：_；(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块，产生气体的速率有快有慢：_；(6)同样大小的石灰石分别与 0.1 molL1 的盐酸和 1 molL1 的盐酸反应，反应速率不同：_；(7)夏天的食品易发霉，而冬天不易发霉：_。答案(1)光(2)反应物的接触面积(3)反应物的接触面积(4)催化剂(5)反应物本身的性质(6)反应物的浓度(7)温度点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!