人教版化學選修4第二章第二節(jié).ppt

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第二節(jié)影響化學反應速率的因素 1 理解外界條件 濃度 溫度 壓強 催化劑等 對化學反應速率的影響 認識其一般規(guī)律 2 了解催化劑在生產(chǎn) 生活和科學研究領(lǐng)域中的重大作用 3 知道活化能的含義及其對化學反應速率的影響 4 學會比較反應的快慢以及如何通過改變外界條件改變化學反應速率 一 濃度對反應速率的影響在其他條件相同時 增大反應物的濃度 化學反應速率 減小反應物濃度 化學反應速率 反應物濃度增大 活化分子數(shù) 有效碰撞的幾率 反應速率 二 壓強對反應速率的影響在其他條件不變時 一定質(zhì)量的氣體所占的體積與 成反比 對于有氣體參加的反應 增大壓強 或縮小反應容器的體積 相當于增大 反應速率 減小壓強 或增大反應容器容積 相當于 反應速率 由于固體 液體粒子間的 增大壓強幾乎不能改變它們的 因此可以認為對只有固體或液體參加的反應 壓強的變化對于反應速率的影響可以 三 溫度對反應速率的影響其他條件相同時 升高溫度 反應速率 降低溫度 反應速率 當其他條件相同時 升高溫度的作用可歸納為兩個方面 一方面是通過升高溫度使分子 另一方面是含有較高能量的分子間的 也隨之提高 這兩方面都使分子間 的幾率提高 反應速率因此也 四 催化劑對反應速率的影響寫出H2O2分解的化學方程式 MnO2能 H2O2的分解 是H2O2分解的 選用適當?shù)拇呋瘎┛梢蕴岣叻磻俾?結(jié)論 一般地 使用催化劑 可以 化學反應速率 使用適當?shù)拇呋瘎┦歉淖兎磻俾实某Ｓ糜行Х椒ㄖ?由于催化劑可以 化學反應所需的 使發(fā)生反應所需的 降低 也就等于提高了 從而提高了 除此之外 對于給定條件下反應物之間能夠同時發(fā)生多個反應的情況 理想的催化劑還具有大幅度提高目標產(chǎn)物在最終產(chǎn)物中的比率 影響化學反應速率的外界條件除濃度 壓強 溫度 催化劑外 還有很多因素可以改變反應速率 如 等等 總之 向反應體系輸入能量 都 改變化學反應速率 答案 一 加快減慢增多增加增大二 壓強反應物的濃度加快減小反應物的濃度減慢空隙很小濃度忽略不計三 加快減慢獲得更高的能量碰撞頻率有效碰撞加快 四 2H2O22H2O O2 加快催化劑加快降低活化能能量活化分子的百分數(shù)有效碰撞的頻率光輻照放射線輻照超聲波電弧激光強磁場高速研磨反應物顆粒大小擴散速率溶劑有可能 1 人類能否控制影響化學反應速率的主要因素 提示 化學反應速率與分子間的有效碰撞有關(guān) 因此所有改變內(nèi)能 運動速率以及碰撞幾率的條件 都可改變反應速率 如加熱 攪拌 增大反應物濃度 都是我們常用的方法 2 改變固體或純液體的用量對化學反應速率有何影響 改變?nèi)芤旱挠昧繉瘜W反應速率有何影響 提示 對于固體或純液體物質(zhì) 一般情況下其濃度可視為常數(shù) 因此改變固體或純液體的用量對化學反應速率無影響 但固體物質(zhì)的表面積的大小會影響化學反應速率 一般地 固體的顆粒越細 表面積就越大 反應速率就越快 改變?nèi)芤旱挠昧繒r 由于濃度不變 因此對化學反應速率無影響 案例精析 例1 下列不同條件下的化學反應A B C D 反應速率由大到小的順序正確的一組是 常溫下20mL含A和B各0 001mol 常溫下100mL含A和B各0 01mol 常溫下0 05mol LA B溶液各10mL再加入蒸餾水20mL 常溫下100mL含A0 01mol和20mL含B0 001molA B C D 解析 根據(jù)題意可知 其他條件相同 只有A B的濃度不同 根據(jù)濃度對反應速率的影響 濃度越大 反應速率越快 將題目給出的A B不同的量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度進行比較 中A B物質(zhì)的量濃度均為0 05mol L 中A B物質(zhì)的量濃度均為0 1mol L 中A B物質(zhì)的量濃度均為0 0125mol L 中A物質(zhì)的量濃度為0 1mol L B物質(zhì)的量濃度為0 05mol L 即濃度的大小順序為 其速率順序與之相同 C選項符合題意 答案 C 點評 對化學反應速率的影響這里是指物質(zhì)的量濃度 而不是指物質(zhì)的量或反應物的總量 進行比較時 應注意將物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度 用鐵片與稀硫酸反應制取氫氣時 下列措施不能使氫氣生成速率加大的是 A 加熱B 不用稀硫酸 改用98 的濃硫酸C 增大稀硫酸的用量D 不用鐵片 改用鐵粉 解析 本題旨在考查影響化學反應速率的因素 影響化學反應速率的因素有溫度 濃度 還有固體的表面積等 溫度升高 濃度增大 固體表面積增大 都會使反應速率增大 從稀硫酸改用98 的濃硫酸 濃硫酸使鐵鈍化而不能產(chǎn)生氫氣 選項C雖然增大了稀硫酸的用量 但沒有增大硫酸的濃度 故反應速率不變 答案 BC 點撥 在化學中 量的改變可能引起性質(zhì)的改變 如 濃硫酸和稀硫酸 與金屬反應前者可以生成SO2 后者可以生成H2 濃硝酸和稀硝酸 與金屬反應前者可以生成NO2 后者可以生成NO 濃鹽酸和稀鹽酸 與MnO2反應前者可以生成Cl2 后者不可以 把下列四種X溶液分別加入四個盛有10mL2mol L鹽酸的燒杯中 均勻加水稀釋到50mL 此時X和鹽酸緩緩地進行反應 其中反應速率最大的是 A 20mL3mol L的X溶液B 20mL2mol L的X溶液C 10mL4mol L的X溶液D 10mL2mol L的X溶液 解析 考查物質(zhì)的量濃度的計算及濃度對化學反應速率的影響 四個燒杯中鹽酸的濃度相等 選項A B C D中X的濃度分別為 則四個燒杯中X的濃度關(guān)系是c X A c X B c X C c X D 答案 A 點評 X濃度越大 反應速率越快 利用溶質(zhì)物質(zhì)的量不變原理求X濃度大小 比較分析通常是解此類題的方法 說明 壓強對化學反應速率的影響的幾種情況改變壓強 對化學反應速率的影響的根本原因是引起濃度改變 所以在討論壓強對反應速率的影響時 應區(qū)分引起壓強改變的原因 1 對于沒有氣體參與的化學反應 由于改變壓強時 反應物濃度變化很小 可忽略不計 因此對化學反應速率無影響 2 對于有氣體參與的化學反應 有以下幾種情況 恒溫時 壓縮體積壓強增大反應物濃度增大反應速率加快 恒溫時 對于恒容密閉容器 a 充入氣體反應物總壓強增大 反應物濃度未改變 反應速率不變 b 充入 惰氣 總壓強增大 反應物濃度未改變 反應速率不變 恒溫恒壓時充入 惰氣 體積增大氣體反應物濃度減小反應速率減小 案例精析 例2 對于反應 N2 O2 2NO 在密閉容器中進行 下列條件能加快反應速率的是 A 縮小體積使壓強增大B 體積不變充入N2使壓強增大C 體積不變充入He使壓強增大D 壓強不變 充入氣體Ne 解析 縮小體積使?jié)舛仍龃?反應速率加快 A符合 體積不變充入N2 可使c N2 增大 反應速率增大 B符合 充入He后 由于體積不變 故對反應速率無影響 C不正確 壓強不變時 充入氣體Ne 則氣體體積變大 各物質(zhì)濃度變小 使反應速率減小 故D不正確 答案 AB 兩個極易導熱的密閉容器a和b 容器a體積恒定 容器b體積可變 在溫度 壓強 體積相同條件下往a和b中分別充入等物質(zhì)的量的二氧化氮 發(fā)生反應 2NO2N2O4 正反應為放熱反應 反應起始時兩容器內(nèi)的反應速率 a和 b的關(guān)系為 反應過程中兩容器內(nèi)的反應速率 a和 b的關(guān)系為 解析 反應開始時 溫度 壓強 容器體積相同 NO2的物質(zhì)的量也相同 即a和b兩容器內(nèi)的NO2濃度相同 所以速率相等 故 a b 當反應開始后 兩容器內(nèi)分子總的物質(zhì)的量不斷減少 2NO2 N2O4 由于容器a體積恒定 所以a容器內(nèi)NO2的物質(zhì)的量濃度不斷減小 反應速率逐漸減慢 而容器b體積可變 它的體積隨反應的進行而變小 所以在反應過程中b容器內(nèi)的NO2物質(zhì)的量濃度比a容器中的NO2的物質(zhì)的量濃度大 故 b a 答案 反應開始時 a b 反應過程中 a b 在C s CO2 g 2CO g 反應可使反應速率增大的措施是 增大壓強 增加碳的量 通入CO2 恒壓下充入N2 恒容下充入N2 通入COA B C D 解析 改變壓強需要引起濃度的變化才能使反應速率改變 固體反應物的量的變化 相當于增長 或縮短 反應時間 不能改變反應速率 答案 C 案例精析 例3 10 時 0 1mol LNa2S2O3溶液和0 1mol LH2SO4溶液等體積混合 4min后有渾濁 若溫度每升高10 化學反應速率增大到原來的2倍 則溫度升高到40 時 s后可出現(xiàn)渾濁 解析 考查溫度對化學反應速率的影響及升高溫度反應速率是原來的多少倍經(jīng)驗公式 即 由 s 知 c s s t 當渾濁開始出現(xiàn)時有 s 1 t1 s 2 t2 當溫度由10 升高到40 時 s 2 23 s 1 8 s 1 故 t 30s 答案 30 設C CO2 2CO吸熱反應 反應速率為 1 N2 3H2放熱反應 反應速率為 2 對于上述反應 當溫度升高時 1和 2的變化情況為 A 同時增大B 同時減小C 1增大 2減小D 1減小 2增大 解析 增大反應物濃度或增大生成物濃度都將增大反應速率 溫度 壓強 對有氣體參加的反應有影響 催化劑的影響是廣泛的 不論反應吸熱 放熱 溫度升高都將增大反應速率 反應物能量升高 活化分子百分數(shù)升高 不論氣體體積增大還是縮小的反應 增大壓強都將增大反應速率 反應物濃度增大 活化分子總數(shù)增大 正催化劑將增大反應速率 負催化劑減小反應速率 答案 A 下列各組實驗中溶液最先渾濁的是 答案 D 除了改變濃度 壓強 溫度或使用催化劑以外 還有很多行之有效的改變化學反應速率的方法 例如 增大反應物的表面積 如塊狀改為粉末狀等 可以加快反應速率 通過光輻照 放射線輻照 超聲波 電弧 強磁場 高速研磨等 改變化學反應速率 總之 向反應體系輸入能量 都有可能改變化學反應速率 案例精析 例4 下列關(guān)于催化劑的說法 正確的是 A 催化劑能使不起反應的物質(zhì)發(fā)生反應B 催化劑在化學反應前后 化學性質(zhì)和質(zhì)量都不變C 催化劑能改變化學反應速率D 任何化學反應 都需要催化劑 解析 催化劑能改變反應速率的原因是它能改變反應歷程 在化學反應過程中 催化劑參與反應 經(jīng)過一系列變化之后 催化劑又恢復到原來的狀態(tài) 有些反應的反應速率很大 不一定需要催化劑 答案 BC 把0 1molMnO2粉末加入50mL過氧化氫的溶液里 1 1g L 1 在標準狀況下 放出氣體的體積y和時間t的關(guān)系曲線如圖所示 1 實驗時放出氣體總體積是 2 放出一半氣體所需的時間約為 3 A B C D各點反應速率快慢的順序是 4 過氧化氫溶液的初始物質(zhì)的量濃度為 解析 用作圖法求解 1 曲線水平時 對應y軸體積是60mL 即放出氣體的總體積 2 60mL的一半是30mL 30mL對應的時間約是1min 3 法一 開始時 反應物濃度大 反應速率快 故四點中 D點最快 A點最慢 法二 曲線的斜率代表了曲線的反應速率 斜率越大 反應速率越大 4 先求H2O2的物質(zhì)的量 2mol22 4Ln H2O2 0 060Ln H2O2 0 0054molc H2O2 0 0054mol 0 05L 0 11mol L 答案 1 60mL 2 1min 3 D C B A 4 0 11mol L 2004 上海 將ag塊狀碳酸鈣跟足量鹽酸反應 反應物損失的質(zhì)量隨時間的變化曲線如圖的實線所示 在相同的條件下 將bg a b 粉末狀碳酸鈣與同濃度鹽酸反應 則相應的曲線 圖中虛線所示 正確的是 解析 粉末狀CaCO3的表面積比塊狀CaCO3的表面積大 故在相同條件下 與相同濃度的鹽酸反應時化學反應速率快 即單位時間損失的CaCO3的質(zhì)量大 可排除A B 由于a b 且粉末狀碳酸鈣的消耗速度大于塊狀碳酸鈣 故當粉末狀CaCO3完全消耗時 塊狀CaCO3尚有剩余 此后 單位時間內(nèi)塊狀CaCO3的損失量又大于粉末狀CaCO3的損失量 故正確答案為C 答案 C 化學反應速率中的圖象1 圖象類型 1 例如 化學反應 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 2 例如 化學反應 2H2S g SO2 g 3S s 2H2O l 2 運用物理思維解決化學問題在物理學中有s t s表示位移 t表示時間 表示速率 公式可變形為 c t 即時間t內(nèi)的濃度變化相當于圖中陰影部分所占的面積 3 分析化學反應速率圖象的方法分析化學反應速率圖象 要注意分析圖象的變化趨勢 分清影響化學反應速率的因素 一般要從以下幾個方面分析 1 明確坐標含義 首先要知道橫坐標和縱坐標所代表的化學物理量 2 分析起點 分清反應物或生成物 濃度或物質(zhì)的量減少的是反應物 濃度或物質(zhì)的量增大的是生成物 反應物以高于原點為起點 生成物多以原點為起點 3 分析變化趨勢 如升溫或降溫 加壓或減壓等 注意濃度 溫度 壓強的改變等對化學反應速率的影響 4 分析終點 確定反應物消耗的濃度或生成物增大的濃度 5 分析時間 如速率圖象中的拐點 突變點等 注意分析曲線的連續(xù)或跳躍所代表的含義 例1 把除去氧化膜的鎂條投入到盛有少量稀鹽酸的試管中 發(fā)現(xiàn)氫氣發(fā)生的速率變化情況如圖所示 其中t1 t2速率變化的主要原因是 t2 t3速率變化的主要原因是 解析 Mg與HCl溶液的反應是放熱反應 反應過程中 反應物的濃度不斷減小 因此 該反應中并存兩個影響化學反應速率的外因 一是反應放出的熱能使反應體系溫度升高 化學反應速率加快 二是反應使HCl物質(zhì)的量濃度減小 化學反應速率減慢 由圖像可知 在t1 t2的時間內(nèi)溫度變化是影響化學反應速率的主要外因 在t2 t3的時間內(nèi) HCl物質(zhì)的量濃度的變化是影響化學反應速率的主要外因 答案 反應是放熱反應 使溫度升高 所以反應速率加快隨著反應的進行 H 濃度減小 反應速率逐漸減慢 點評 解題時注意圖像的變化趨勢 分清影響化學反應速率的因素 例2 反應 2SO2 O2 2SO3進行的時間 t 和反應混合氣中SO3的質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系如圖所示 曲線P表示使用了催化劑 曲線Q表示未使用催化劑 從圖可知 催化劑可以 但不能 解析 曲線P比Q的拐點出現(xiàn)早 說明P的反應速率快 但最終P Q在同一條直線上 答案 加快反應速率提高SO3的質(zhì)量分數(shù) 點評 催化劑能同等倍數(shù)地增大正反應速率和逆反應速率