42 影响化学反应速率的因素.docx
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42影响化学反应速率的因素
影响化学反应速率的因素
教学目标:
1.通过实验探究,了解浓度、压强、温度、催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2.学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强等条件对化学反应速率的影响。
教学重点:
1.浓度,压强,温度,催化剂等外界条件对化学反应速率的影响
2.浓度,压强,温度,催化剂等外界条件对化学反应速率的影响原因
的解释
教学难点:
1.浓度,压强,温度,催化剂等外界条件对化学反应速率的影响
2.化学反应速率图象辨析
教学方法:
1.教法:
实验法、启发法、讲授法
2.学法:
探究学习法、合作学习法
实验准备:
1.仪器:
试管、镊子、秒表
2.试剂:
0.01mol/L的KMnO4酸性溶液、0.1mol/LH2C2O4(草酸)溶液、0.2mol/LH2C2O4(草酸)溶液、1mol/LH2SO4溶液、2mol/LH2SO4溶液、同等大小的锌粒若干。
教学设计:
回顾:
引入新课:
引起活化分子百分数以及反应物分子总数变化的条件,主要包括:
浓度、压强、温度和催化剂等。
1、浓度对反应速率的影响
【实验2-2】
结论:
当其他条件不变时,增加反应物浓度,可以增大化学反应速率,减小反应物浓度,可以减小化学反应速率。
思考:
怎样从理论上解释上述结论?
在其他条件不变时,活化分子在反应物分子中所占的百分比不变。
所以,单位体积内活化分子的数目与与单位体积内反应物分子总数呈正比,也就是和反应物浓度呈正比。
当反应物浓度增大时,单位体积内的反应物分子数增多,活化分子数增多,有效碰撞次数增多,反应速率增大。
注意:
⑴、此规律只适用于气体反应或溶液中进行的反应。
⑵、对于纯固体和纯液体来说,其浓度为一常数,其用量的改变不会引起化学反应速率的改变。
⑶、固体反应物表面积越大,接触面积越大,反应速率越大,表面积越小,接触面积越小,反应速率越小。
⑷、纯水作为反应物时,用量的改变不会引起反应速率的改变。
⑸、在可逆反应中,逆反应速率与生成物浓度有关,生成物浓度增大,逆反应速率增大,生成物浓度减小,逆反应速率减小。
⑹、在可逆反应中,单方面改变反应物或生成物浓度,瞬时间只会引起单方面反应速率的改变,另一个反应速率后来因为浓度变化而改变。
增大生成物浓度
增大反应物浓度
减小生成物浓度
减小反应物浓度
2、压强对反应速率的影响
思考:
其他条件不变时,改变压强,气、液、固体体积怎样变化?
由实验可知:
其他条件不变时,压强增大,气体体积减小,压强减小,气体体积增大。
压强的改变对液体和固体的体积影响不大。
对于有气体参加的反应,增大压强,气体的体积(减小),反应物的浓度(增大),单位体积的活化分子数(增多),单位时间内的有效碰撞次数(增多),化学反应速率(增大)。
结论:
对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,增大压强,化学反应速率增大,减小压强,化学反应速率减小。
注意:
⑴、压强的变化只影响有气体参加的反应的反应速率。
⑵、压强改变时,必须引起浓度的改变,化学反应速率才能改变。
⑶、压强的改变对固体和液体物质的体积影响不大,所以,压强的改变不影响固体和液体物质的反应速率。
⑷、在可逆反应中,压强变化会引起气体反应物和气体生成物体积的同步变化,所以,压强改变会引发正反应速率和逆反应速率的同步变化,但反应速率的改变倍数不相同
⑸、一般地,压强改变,反应速率改变大的方向为气体体积缩小的方向(气体物质计量系数之和小的方向)在反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,
若a+b>c+d,则正反应方向为气体体积缩小方向,逆反应方向为体积扩大方向。
速率-压强图
⑹、对于气体反应体系,有以下几种情况:
①、温度恒定,增大压强→气体体积减小→气体浓度增大→反应速率增大;
②、体积恒定,充入反应物→气体浓度增大→气体压强增大→反应速率增大;
③、在反应体系中充入与反应无关的气体:
ⅰ、容积不变时,气体总压增大,但各气体分压不变,体积不变,气体浓度不变,化学反应速率不变;
ⅱ、压强不变时,充入与反应无关的气体,气体体积增大,各反应物质浓度减小,反应速率减小(相当于压强减小的变化);
3、温度对化学反应速率的影响:
【实验2-3】,
结论:
其他条件不变时,反应温度越高,反应速率越快;温度越低,反应速率越慢。
讨论:
为什么升高温度会加快化学反应速率?
解释:
⑴浓度一定时,升高温度,反应物分子将获得能量,使一部分原来能量低的分子变成高能分子,活化分子的百分数增加,使单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增多,化学反应速率加快。
⑵由于反应温度升高,分子运动加快,单位时间内反应物分子碰撞次数增多,反应也会相应加快。
实验表明,温度每升高10℃,化学反应速率通常增加到原来的2至4倍。
但计算时注意,反应速率是倍数改变,即:
经验公式:
例、0℃时,某化学反应需要2小时才能完成,如果反应在40℃时进行,反应需要多少时间(min)(温度升高10℃速率增大1倍)。
反应在40℃时进行,反应7.5min才能完成。
思考1:
反应体系温度升高对不同状态的反应物温度有何影响?
气体、液体、固体反应物温度同时升高。
结论:
温度对反应速率的影响与反应物状态无关。
思考2:
可逆反应中体系温度升高对正、逆反应温度有何影响?
正、逆反应温度同时升高。
思考3:
可逆反应中体系温度改变对正、逆反应速率有何影响?
结论:
升高温度将同时增大正反应和逆反应速率;降低温度将同时降低正反应和逆反应速率。
但改变倍数不同。
实验表明:
温度改变时,反应速率变化大的方向为吸热反应方向。
例:
在反应C+O2CO2+Q中,反应速率的变化为:
升高温度
速率-温度图
4、催化剂对化学反应速率的影响:
【实验2-4】
结论:
催化剂能够明显的加快化学反应速率。
讨论:
催化剂是怎样改变化学反应速率的?
使用催化剂,能够降低反应所需要的能量,使反应体系中更多的反应物分子变成活化分子,大大增加了单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数,使化学反应速率加快。
规律:
催化剂能改变化学反应速率,能够加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂;能够减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。
中学阶段若无特殊说明,只讨论正催化剂。
注意:
催化剂在化学反应中参与了化学反应,只不过在反应前期消耗多少,在反应后期则生成多少,催化剂在反应前后的质量未发生变化,但某些物理性质发生改变。
结论:
催化剂能明显改变化学反应速率,自身化学性质和质量不变。
思考:
催化剂能降低反应所需要的能量,在可逆反应中,正反应和逆反应降低的能量相同吗?
正反应和逆反应的能量降低值相同。
讨论:
在可逆反应中催化剂对正、逆反应速率的改变相同吗?
结论:
催化剂能同步、等倍数的改变正、逆反应速率,但不能改变生成物的量。
使用负催化剂
使用正催化剂
①使用催化剂
5、其他因素的影响:
除了上述因素外,光、声、电、反应物颗粒大小、溶剂性质、紫外线、超声波、磁场等也会明显的改变化学反应速率。
课堂小结:
规律:
⑴、C反↑:
v正↑,v逆↑;C反↓:
v正↓,v逆↓
⑵、P↑:
v缩↑>v扩↑;P↓:
v缩↓<v扩↓
⑶、T↑:
v吸↑>v放↑;T↓:
v吸↓<v放↓
⑷、使用催化剂:
v正↑=v逆↑
作业布置:
板书设计:
第二节影响化学反应速率的因素
一、内因:
(参加反应的物质自身的结构和性质)是决定化学反应速率的根本因素
二、化学反应的碰撞理论:
1.能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞;
2.能够发生有效碰撞的分子叫活化分子
活化分子数=反应物分子总数×活化分子百分数
3.化学反应发生的先决(必要)条件:
反应物分子相互接触和碰撞。
化学反应发生的充分条件:
有效碰撞
4.化学反应的实质是:
旧的化学键断裂,新的化学键形成。
三、外因:
主要包括:
浓度、压强、温度和催化剂等
1、浓度对反应速率的影响
当其他条件不变时,增加反应物浓度,可以增大化学反应速率,减小反应物浓度,可以减小化学反应速率
2、压强对反应速率的影响
对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,增大压强,化学反应速率增大,减小压强,化学反应速率减小。
3、温度对化学反应速率的影响:
其他条件不变时,反应温度越高,反应速率越快;温度越低,反应速率越慢。
经验公式:
升高温度将同时增大正反应和逆反应速率;降低温度将同时降低正反应和逆反应速率。
但改变倍数不同。
实验表明:
温度改变时,反应速率变化大的方向为吸热反应方向。
4、催化剂对化学反应速率的影响:
结论:
催化剂能够明显的加快化学反应速率。
催化剂能明显改变化学反应速率,自身化学性质和质量不变。
化剂能同步、等倍数的改变正、逆反应速率,但不能改变生成物的量。
规律:
⑴、C反↑:
v正↑,v逆↑;C反↓:
v正↓,v逆↓
⑵、P↑:
v缩↑>v扩↑;P↓:
v缩↓<v扩↓
⑶、T↑:
v吸↑>v放↑;T↓:
v吸↓<v放↓
⑷、使用催化剂:
v正↑=v逆↑
教后感:
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