第2课时 外界因素对化学反应速率的影响,第2章 第3节 化学反应的速率,学习目标定位 1.理解浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响，掌握其一般规律。 2.知道反应速率常数、活化能的含义，能够根据相应规律解决有关问题。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,一、浓度、压强对化学反应速率的影响,1.浓度对化学反应速率的影响 (1)一般规律 其他条件不变，增大反应物浓度可以 化学反应速率；减小反应物浓度可以 化学反应速率。 (2)定量关系 反应速率方程 对于任意一个化学反应aAbB=cCdD，其反应速率方程为vkcm(A)cn(B)，式子中m、n、k都是由实验测得，与化学方程式中的系数。,增大,减小,无关,反应速率常数(k),单位浓度,温度,催化剂,越快,2.压强对化学反应速率的影响 (1)一般规律 对于气体反应，其他条件不变时，压强与浓度成 ，增大压强，化学反应速率 ，减小压强，化学反应速率 。 (2)对于只有固体和液体参加的反应，压强的变化对于反应速率的影响_。,正比,增大,减小,可以忽略不计,(1)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物质的用量对化学反应速率无影响。 (2)固体反应物的颗粒大小对固体表面积的影响很大，固体颗粒越细，表面积越大，反应速率越大。 (3)压强对反应速率的影响是通过改变气体浓度实现的。对于密闭容器中有气体参加的化学反应，温度一定时：,改变,不变,例1 反应3Fe(s)4H2O(g) 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)。,解析 Fe为固体，因此增加Fe的量，反应速率不变。,答案,解析,(2)将容器的体积缩小一半，正反应速率_，逆反应速率_。,解析 将容器的容积缩小一半，体系中各气态物质的浓度均增大，正反应速率和逆反应速率都增大。,不变,增大,增大,(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，正反应速率_，逆反应速率_。,解析 保持容器的容积不变，充入N2使体系压强增大，体系中各物质的浓度不变，正反应速率和逆反应速率均不变。,答案,解析,(4)保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，正反应速率_，逆反应速率_。,解析 保持压强不变，充入N2使容器的容积增大，体系中各气态物质的浓度均减小，正反应速率和逆反应速率均减小。,不变,不变,减小,减小,规律总结,常见的几种压强改变形式 (1)恒温缩小(或增大)容器体积 压强增大(或减小) 反应速率增大(或减小)。 (2)恒温恒容充入反应气体 该物质浓度增大 反应速率增大。 (3)恒温恒容充入“无关气体” 容器总压增大，但反应混合物的各组分浓度不变，反应速率不变。 (4)恒温恒压充入“无关气体” 体积增大 反应混合物各组分的浓度减小 反应速率减小。,例2 把下列4种X的溶液，分别加入到4个盛有10 mL 2 molL1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是 A.20 mL 3 molL1 B.20 mL 2 molL1 C.10 mL 4 molL1 D.10 mL 2 molL1,解析 本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。,答案,解析,易错警示,(1)分析两溶液混合后反应物浓度对反应速率的影响时，应根据混合后溶液中反应物的浓度，而不是混合前溶液的浓度。 (2)分析溶液中进行的离子反应浓度对反应速率的影响时，应注意离子浓度改变的方式，加入无关的离子，不影响反应速率。,二、温度对化学反应速率的影响,1.一般规律 当其他条件不变时，升高温度，化学反应速率 ，降低温度，化学反应速率 。 2.经验规律 范托夫近似规律：对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率增加到原来的 倍。利用此经验规律可以对一些反应的化学反应速率做粗略估计。,增大,减小,24,3.理论解释 (1)根据基元反应碰撞理论，能量较高，相互之间发生碰撞，能够引发化学反应发生的反应物分子叫做活化分子。 化学反应一般需要一个活化的过程，即能发生反应的分子，必须是先_能量后形成活化分子。 普通反应物分子形成活化分子所吸收的 叫活化能(Ea)。 由阿伦尼乌斯公式k (k为反应速率常数，A为比例系数，e为自然对数的底，R为摩尔气体常量，Ea为活化能)知：活化能越高，反应速率常数越小，反应速率越 。 (2)升高温度，可以提高反应物分子的 ，增大反应物分子形成活化分子的比例，反应速率增大。,吸收,能量,小,能量,(1)温度对化学反应速率的影响规律对于吸热、放热反应都适用。 (2)对于可逆反应：升高温度，正、逆反应速率均增大，但增大的程度不同；降低温度，正、逆反应速率均减小，但减小的程度不同。,例3 设C(s)CO2(g)2CO(g) H0，反应速率为v1，N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0，反应速率为v2，对上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为 A.同时增大 B.同时减小 C.v1增大，v2减小 D.v1减小，v2增大,解析 温度对化学反应速率的影响适用于任何反应，升高温度反应速率增大，降低温度反应速率减小。,答案,解析,易错警示,升高温度，放热反应和吸热反应的反应速率都增大，降低温度，放热反应和吸热反应的反应速率都减小。,例4 反应A(g)3B(g)2C(g) H0。达到平衡后，将气体混合物的温度降低，下列叙述中正确的是 A.正反应速率变大，逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动 B.正反应速率变小，逆反应速率变大，平衡向逆反应方向移动 C.正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向正反应方向移动 D.正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向逆反应方向移动,解析 该反应是放热的气体分子数减小的可逆反应，降温，正、逆反应速率均变小，平衡向放热反应即正反应方向移动。,答案,解析,规律总结,升高温度，v正、v逆增大倍数不同，降温，v正、v逆减小倍数不同，故改变温度，平衡发生移动。,三、催化剂对化学反应速率的影响,1.催化剂的概念 催化剂是能 化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质_的物质。,加快,不变,2.催化剂对化学反应速率的影响原因分析 (1)某些反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比如下表所示：,分析上表数据，回答下列问题： 使用催化剂，其反应的活化能有何变化？反应速率常数有何变化？_。,使用催化剂，反应的活化能大幅度降低，反应速率常数变大,使用催化剂对其化学反应速率有怎样的影响？ _。 与其他因素(如浓度、温度等)相比较，催化剂对化学反应速率的影响程度如何？为什么？ _。 (2)催化剂的催化原理：催化剂通过参与化学反应改变反应历程、降低反应的 来提高化学反应速率。,化学反应速率增大,比温度、压强、浓度对化学反应速率影响程度都要大，加快的速率可达几千倍；催化剂可以较大幅度地降低反应的活化能,活化能,催化剂对化学反应速率的影响特点 (1)催化剂具有 。某反应中的催化剂不一定适用于其他反应，故工业生产中，常需要选取特定的催化剂来提高生产效率。 (2)催化剂具有高效性。可以较大幅度降低反应的活化能，从而有效地提高化学反应速率。 (3)催化剂 地改变正、逆反应速率。但催化剂 引起平衡移动， 改变化学平衡常数， 改变平衡转化率。,选择性,同等倍数,不能,不,不,例5 对于某一可逆反应，使用催化剂的作用在于 A.提高反应物的平衡转化率 B.同等程度改变正、逆反应速率 C.增大正反应速率，减小逆反应速率 D.改变平衡混合物的组成,解析 根据催化剂的作用原理可知：催化剂不能改变平衡转化率，不能影响化学平衡的移动。能同等倍数地改变正、逆反应速率。值得注意的是，催化剂不是只提高正反应速率，而是同时、同等程度地提高正、逆反应速率。,答案,解析,规律总结,加入催化剂“四不变” 不改变平衡常数、平衡转化率、反应焓变及本身性质。,例6 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.该反应为吸热反应，热效应等于H C.使用催化剂，可改变该反应的活化能 D.有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1E2,解析 由题图可知，a是没有催化剂参与的反应过程，b是有催化剂参与的变化过程，反应物的能量高于生成物的能量，所以反应放热，C项正确。,答案,解析,方法规律,(1)使用催化剂可以同时降低正、逆反应的活化能，正、逆反应速率改变倍数相同。 (2)反应焓变HE反应物E生成物,达标检测,1.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 B.a、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 D.vkca(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,答案,1,2,3,4,5,6,7,2.下列有关化学反应速率的说法正确的是 A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率 B.100 mL 2 molL1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变 C.SO2的催化氧化是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率减慢 D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率减慢,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,解析 A项中，改用98%的浓硫酸，铁发生钝化，不产生氢气； B项，加入氯化钠溶液使盐酸浓度变小，c(H)减小，反应速率减慢； C项，升高温度，放热反应和吸热反应的反应速率都加快； D项，减小压强，有气体参加的化学反应的速率减慢。,1,2,3,4,5,6,7,解析 A项，Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2，既降低了c(H)，反应速率减小，又减少了n(H)，生成的H2减少； B项，c(H)不变，n(H)增大，反应速率不变，生成的H2增加； C项，CH3COOH=CH3COOH，降低了c(H)，反应速率减小，因为2CH3COOHZn=(CH3COO)2ZnH2，故产生H2的总量不变； D项， 在酸性条件下具有强氧化性，消耗H，且被还原为NO，产生H2的总量减少。,3.100 mL 3 molL1的硫酸溶液跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的 A.Na2CO3固体 B.3 molL1的硫酸 C.CH3COOK溶液 D.KNO3溶液,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,解析 比较同一个化学反应在不同条件下的反应速率大小时，催化剂、温度对反应的影响程度较大，温度相同时，反应物的浓度越大，反应速率就越大。,