人教版高中化学选修四课件《2.2影响化学反应速率的因素》.pptx

发布时间:2021-07-31 10:07:35

高中化学课件
(金戈铁骑***整理制作)

第二节 影响化学反应速率的因素

学*目标
1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等) 对化学反应速率的影响,认识其一般规律。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中 的重大作用。 3.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影 响。 4.学会比较反应的快慢以及如何通过改变外界 条件改变化学反应速率。组卷网

素第 二 节 影 响 化 学 反 应 速 率 的 因

基础自主学案 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练

基础自主学案
自主学*
化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关,所 有能够改变内能、运动速率,以及碰撞几率的方 法,都可以用来改变、控制反应的速率。 一、浓度对反应速率的影响 1.影响
其他条件相同时
??增大反应物浓度,反应速率_增__大__; ???减小反应物浓度,反应速率_减__小__。

2.原因
其他条件不变时,增大反应物浓度―→单位体积内 ___活__化__分__子__数___增多―→_有__效__碰__撞__几率增加―→ 化学反应速率增_大____。反之,减小反应物浓度,化 学反应速率减__小___。

思考感悟 1.改变固体或纯液体的用量对化学反应速率 有何影响?
【提示】 对于固体或纯液体物质,一般情况 下其浓度可视为常数,因此改变固体或纯液体 的用量对化学反应速率无影响。但固体物质的 表面积的大小会影响化学反应速率,一般地, 固体的颗粒越小,表面积就越大,反应速率就 越快。

二、压强对反应速率的影响
1.影响 对于气体反应,在相同温度下: 增大压强(减小容器容积),反应速率__增__大__; 减小压强(增大容器容积),反应速率_减__小__。 2.原因
对于气体反应,在相同温度下,增大压强→气体 体积缩小→反应物的_浓__度_增大→反应速率_增__大_; 反之减小压强,反应速率___减__小_。

思考感悟
2.反应N2+O22NO,在体积不变的密闭容器中进 行,若向容器内充入He使气体压强增大,能否加 快反应速率? 【提示】 反应速率不变。因为充入He仅使体系 的总压强增大,但反应容器体积不变,则各反应 成分的浓度不变,化学反应速率不变。因此,改 变压强能否影响化学反应速率,关键是看其能否 改变各反应物成分的浓度。

三、温度对反应速率的影响 1.影响 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___。
2.原因 其他条件相同时,升高温度→_活__化__分__子__百__分__数_和 较高能量的分子间的__碰__撞__频__率_提高 →__效__碰__撞__几__率___提高→化学反应速率_增__大_。

思考感悟 3.根据能量变化,化学反应分为吸热反应和放 热反应。升高温度,只是吸热反应的反应速率增 大,对吗?
z..x..x..k
【提示】 不对。温度对反应速率的影响适用于
物质各种状态参加的化学反应。不管是吸热反应
还是放热反应,升高温度,化学反应速率都增大,
降低温度,化学反应速率都减小。

四、催化剂对反应速率的影响
1.影响 使用催化剂可__增__大__反应速率。 2.原因 催化剂→改变反应的_路__径_,降低反应所需_活__化__能__ →提高__活__化__分__子__百__分__数__→__有__效__碰__撞_几率提高→ 反应速率增大。
五、其他因素对反应速率的影响
如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、
高速研磨、增大反应物接触面积等,均是行之有效 的改变化学反应速率的方法。

自主体验
1.决定化学反应速率的内因是( ) ①温度 ②压强 ③催化剂 ④浓度 ⑤反应物本身的性质 A.①②③④⑤ B.仅⑤ C.仅①④ D.仅①②③④ 解析:选B。决定化学反应速率大小的内因是反 应物本身的性质,温度、压强、催化剂与浓度 均为影响化学反应速率的外因,B正确。

2.下列条件的变化,是因为降低反应所需要的
能量,增加单位体积内反应物分子中活化分子百 分数的是( ) A.增大压强 B.升高温度 C.增大浓度 D.使用催化剂 解析:选D。催化剂可以降低化学反应所需要的 活化能,也就等于提高了活化分子百分数。

3.(2011年河南开封高二月考)下列反应中,当 其他条件不变时,增大压强,化学反应速率加快 的是( ) ①N2+O22NO ②Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ ③2NH3N2+3H2 ④2SO2+O22SO3 A.只有④B.①②③ C.①②④D.①③④ 解析:选D。压强对化学反应速率的影响适用于 有气体参加的反应。z.x.x.k

课堂互动讲练
外界条件对反应速率的影响 1.外界条件对反应速率产生影响的本质

2.压强对化学反应速率影响的几种情况 改变压强,对化学反应速率影响的根本原因是引起浓 度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时,应区 分引起压强改变的原因。 (1)对于没有气体参与的化学反应,由于改变压强时, 反应物浓度变化很小,可忽略不计,因此对化学反应 速率无影响。 (2)对于有气体参与的化学反应,有以下几种情况:
① 恒温时 ,压缩 体积―引―起→压 强增大―引―起→浓 度增大
―引―起→反应速率加快。

②恒温时,对于恒容密闭容器: a.充入气体反应物―引―起→气体反应物浓度增大(压强也 增大)―引―起→反应速率加快。 b.充入不参与反应的气体―引―起→总压强增大―→各物 质浓度未改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时
充入不参与反应的气体―引―起→体积增大―引―起→气体反应
物浓度减小―引―起→反应速率减小。

特别提醒:分析压强改变对化学反应速率的影响 时,关键看气体浓度是否有变化:若气体浓度有 变化,化学反应速率一定改变;若气体浓度无变 化,化学反应速率不改变。同时要注意通常所说 的压强增大是指压缩加压。

(20例111年北京东城区调研)同质量的锌与盐酸反应, 欲使反应速率增大,选用的反应条件正确的组合 是( ) ①锌粒 ②锌片 ③锌粉 ④5%的盐酸 ⑤10% 的盐酸 ⑥15%的盐酸 ⑦加热 ⑧用冷水冷却 ⑨不断振荡 ⑩迅速混合后静置 A.②⑥⑦⑩B.①④⑧⑩ C.③⑤⑦⑨D.③⑥⑦⑨

【思路点拨】

【解析】 对于锌的选择,表面积越大,反应 越快,对于盐酸的选择,浓度越大反应越快, 另外升高温度,也可以加快反应速率,不断地 振荡也可以增加反应物之间的接触面积,从而 使反应速率提高。 【答案】 D

【规律方法】 解答此类题目关键是把握影响反 应速率的因素,仔细分析,对于浓度的影响应注 意固体或纯液体浓度是定值,增多或减少不改变 浓度,不改变反应速率。压强仅适用于有气体参 加的反应。温度升高既加快正反应速率又加快逆 反应速率。

变式训练1 (2009年高考辽宁、宁夏卷)硫代硫酸 钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+ H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各 组实验中最先出现浑浊的是( )

解析:选D。本题从浓度和温度两因素考查影 响化学反应速率的因素,只要抓住浓度越大, 温度越高,反应速率越大,便可选出正确答 案。

有关化学反应速率的图象
1.以化学反应CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+ H2O为例 (1)其他条件一定,反应速率随着c(HCl)的增大而增 大,如图A。 (2)其他条件一定,反应速率随着温度的升高而增大, 如图B。 (3)其他条件一定,随着反应时间的延长,c(HCl)逐 渐减小,化学反应速率逐渐减小,如图C。

2.以化学反应2H2S(g)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(g) 为例
(1)其他条件一定,增大气态反应物的压强(缩小气 体容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大, 如图A。 (2)其他条件一定,减小气态反应物的压强(扩大气 体容器的容积),反应速率随着压强的减小而减小, 如图B。

(3)温度、反应容器的容积都一定,随着时间的延 长,SO2、H2S物质的量逐渐减少,气体的压强逐 渐减小,反应速率逐渐减小,如图C。 (4)分别在较低温度T1和较高温度T2下反应,使气 态反应物的压强都逐渐增大(缩小容器的容积),
反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升 高而增大,如图D。 (5)分别在较低压强p1和较高压强p2下反应,使气 态反应物的温度都逐渐升高,反应速率随温度的 升高而增大及随压强的增大而增大,如图E。

特别提醒:(1)根据c-t图象,可计算某物质的*均 速率、转化率,并可书写化学方程式等。 (2)根据v-T-p图象,可判断温度的高低、压强的 大小,判断时先确定一个量p(或T),看另一个量 T(或p)与速率v的关系,再判断高低(或大小)。

(2例0121年天津调研)
把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有 500mL0.5mol·L-1硫酸的烧杯中,该铝片与硫酸 反应产生氢气的速率与反应时间可用如图所示的 曲线来表示,回答下列问题:

(1)曲线由O→a段不产生氢气的原因是 _______________________________________, 有关的化学方程式为 _______________________________________。 (2)曲线由a→c段,产生氢气的速率增加的主要原 因是
_______________________________________。 (3)曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主 要原因是 ______________________________________。

【思路点拨】 解答此类题应注意以下三点: (1)坐标含义:横坐标表示时间,纵坐标表示产生H2 的速率。 (2)曲线含义:产生H2的速率随时间发生变化并且是 先加快后减慢。 (3)联想规律:加快反应速率的因素与减慢反应速率 的因素。 【解析】 (1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄 膜,因此,硫酸首先和氧化铝反应,不产生氢气; (2)a→c段,虽然硫酸的浓度减小,但是该反应是放 热反应,使温度升高,故化学反应速率增大;(3)曲 线由c以后,硫酸的浓度减小,成为影响化学反应速 率的主要因素,因此化学反应速率逐渐下降。

【答案】 (1)久置的铝片表面有氧化铝薄膜 Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O (2)该反应是放热反应,使温度升高,化学反应速 率加快 (3)硫酸的浓度减小,化学反应速率逐渐下降

【规律方法】 解答化学反应图象问题的一般步 骤:
(1)认准横坐标、纵坐标各表示什么物理量; (2)看清曲线的起点位置及曲线的变化趋势,确定 函数的增减性;
(3)理解曲线斜率大小的意义,当斜率为0时,曲线 为一水*线的特定含义;
(4)准确把握各个特殊点(如起点、最高点、交点等) 的含义;
(5)认准某些关键数据在解题中的特定作用; (6)全面、准确地从图中找出直接或隐含的信息, 结合上述几点快速得出答案。

互动探究 在例2中,c点之后,可以采取哪些措施加快 该反应的速率呢?
【提示】 对于一个反应,加快反应速率的因 素一般有:增大反应物的浓度、升温、加压、 加入合适的催化剂,以及对于固体参加的反应 可以增大接触面积,对于Al和H2SO4的反应,无 气体参加,因此可以从增大反应物的浓度、升 温和增大固体表面积角度分析。故可采取的措 施有:加入较浓的H2SO4(不能过浓);升高温度; 用铝粉和H2SO4反应。

变式训练2
等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进 行反应,测定在不同时间t产生氢气体积V的数据, 根据数据所绘制得到的图中,曲线a、b、c、d所 对应的实验组别可能是(双选)( )

组别
1 2 3 4

c(HCl)/m ol·L-1

温度/℃

2.0

25

2.5

30

2.5

50

2.5

30

状态
块状 块状 块状 粉末状

A.4-3-2-1B.1-2-3-4 C.3-4-2-1D.1-2-4-3 解析:选AC。从表中铁的形状、盐酸的浓度、反应 的温度分析可得出:1组最慢,其次慢的是2组;由 于3组温度最高,4组用的是铁粉,二者速率大小不 好确定,故反应速率是1<2<3<4或1<2<4<3。

探究整合应用
外界条件对化学反应速率的影响 用实验题的方式来考查外界条件对化学反应速率的 影响,是*几年高考对本部分考查的方向,并注重 利用学生已掌握的知识自己设计实验来探究浓度、 压强、温度和催化剂对化学反应速率的影响。

例 以下是著名的碘钟实验: 已知在酸性溶液中,碘酸钾和亚硫酸氢钠会发 生如下一些反应: ①IO3-+3HSO-3 ===3SO24-+3H++I-(慢) ②IO3-+5I-+6H+===3I2+3H2O(慢)
③I2+HSO3-+H2O===2I-+SO24-+3H+(快)

分别配制下面几种溶液:
①溶液A:0.9g碘酸钾溶于少量温水中,再稀释到 500mL。 ②溶液B:0.45g亚硫酸氢钠配成溶液,稀释到 500mL。 ③溶液C:取5g可溶性淀粉,放在小烧杯中,加入 25mL冷水,搅拌成悬浊液。另取200mL水加热至沸,
趁沸腾时倒入淀粉悬浊液并迅速搅拌,使淀粉糊化、 溶解。到溶液冷却后边搅拌边慢慢加入12.5mL浓硫 酸,最后也稀释到500mL。 ④溶液D:200mL水+50mLA液+50mLC液 ⑤溶液E:225mL水+25mLA液+50mLC液

试回答下列问题: (1)根据实验原理,化学反应速率由哪步反应决定 ________(选填:①、②、③)。 (2)当哪种离子耗尽时才能见到溶液变蓝色 ________(选填:I-、HSO、H+、IO)。 (3)在盛放D液和E液的两只烧杯里同时加入50mLB 液。D、E两烧杯哪个溶液先变蓝色________(选填: D、E)。

(4)为研究温度对反应速率的影响,准备三份E液 (各300mL,配法同上),用三支量筒分别量取 50mLB液,同时把三份B液分别加入下述不同温 度的三份E液中。a.第一份放在石棉网上加热到 50℃左右;b.第二份维持在室温;c.第三份浸在 冰水里冷却到*冰点。先变蓝色的是 ________(选填:a、b、c)。

【解析】 (1)在化学反应的反应历程中,反应 慢的过程决定了化学反应速率。(2)当溶液中有 I2 剩余时,I2 遇淀粉变蓝色,当 HSO3-反应完 后,才有 I2 剩余。(3)由反应物浓度决定反应速 率,由题意知,D 溶液中 KIO3 浓度大于 E 溶 液中,其余相同,故 D 先变蓝。(4)升高温度, 反应速率加快。
【答案】 (1)①② (2)HSO- 3 (3)D (4)a


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