《影响化学反应速率的因素》-教学培训课件.ppt
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1、This template is the internal standard courseware template of the enterprise影响化学反应速率的因素 Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template为什么有的碰撞可以发生反应,为什么有的碰撞可以发生反应,而有的不能发生反应而有的不能发生反应?与哪些因与哪些因素有关系?素有关系?问题:问题:Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout tem
2、plate有有 效效 碰碰 撞撞1、什么是什么是有效碰撞?有效碰撞?能引起分子间的化学反应的碰撞能引起分子间的化学反应的碰撞结论:结论:分子间的分子间的碰撞碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的必要条件必要条件而而有效碰撞有效碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的充分条件充分条件推论:推论:某一化学反应的速率大小与某一化学反应的速率大小与单位时间内单位时间内有效碰撞的次数有有效碰撞的次数有关关Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template没合适的取向没合适的取向没足够的能量没足够的能量足够的能量足够
3、的能量+合适的取向合适的取向类比法:类比法:借鉴投篮借鉴投篮 碰碰 撞撞 理理 论论 Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template活化分子活化分子2、什么是什么是活化分子活化分子活化分子高出活化分子高出反应物分子平均能量反应物分子平均能量的部分的部分看图:看图:能够发生有效碰撞的分子叫活化分子能够发生有效碰撞的分子叫活化分子3、什么是活化能?、什么是活化能?Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout temp
4、late能量能量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出的能量出的能量该反应是该反应是吸热吸热反反应应还是还是放热放热反应反应?活化能与反活化能与反应热有关吗应热有关吗?反应热反应热Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout templaten n活活=n n总总活活%活化分子百分数:活化分子百分数:(活化分子数(活化分子数/反应物分子总数)反应物分子总数)100%100%化学反应速率主要取决于:化学反应速率主要取决于:所有
5、所有能够改变内能能够改变内能,运动速率运动速率,以及碰撞几率以及碰撞几率的方的方法,法,都可以用来改变、控制反应的速率都可以用来改变、控制反应的速率。普通普通分子分子活化能活化能活化活化分子分子合理合理取向取向碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量有效碰撞的几率有效碰撞的几率Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template对于对于“活化能的大小虽然意味着一般活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易,但是却分子成为活化分子的难易,但是却对这个化学反应前后的能量变化并对这个化学反应前后的
6、能量变化并不产生任何影响不产生任何影响”这一句话如何理解?这一句话如何理解?问题问题1:活化能为活化能为“0”的例子是怎么回事?的例子是怎么回事?问题问题2、Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template 1 1、在通常情况下,在通常情况下,NaNa与水的反应和与水的反应和MgMg与水与水的反应哪个剧烈的反应哪个剧烈(反应速率快反应速率快)?为什么?为什么?2 2、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中,产生体积等浓度的盐酸中,产生COCO2
7、 2的速率哪个较快?的速率哪个较快?为什么?为什么?3 3、石油的形成要多少年?炸药的爆炸呢?、石油的形成要多少年?炸药的爆炸呢?以上说明化学反应速率的决定因素是什么以上说明化学反应速率的决定因素是什么?决定化学反应速率的因素是参加反应决定化学反应速率的因素是参加反应的物质的物质本身的化学性质本身的化学性质。Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template 影响反应速率的因素影响反应速率的因素(2 2)外部因素)外部因素(1 1)内部因素(主要因素)内部因素(主要因素):参加反应参加反应物质的性质
8、物质的性质Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template一、浓度对反应速率的影响一、浓度对反应速率的影响浓度增大浓度增大 单位体积内单位体积内n n总总T T不变,不变,活活%不变不变n n活活增大增大有效碰撞有效碰撞VV1 1、在其他条件不变时,、在其他条件不变时,增大反应物浓度,可以增大反应物浓度,可以增大反应速率增大反应速率实验实验2-22-2结论:浓度大的结论:浓度大的H H2 2C C2 2O O4 4(aqaq)先褪色先褪色2KMnO2KMnO4 4+5H+5H2 2C C2 2O
9、O4 4+3H+3H2 2SOSO4 4=K=K2 2SOSO4 4+2MnSO+2MnSO4 4+10CO+10CO2 2+8H+8H2 2O O规律:规律:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。率。Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响本本质质原原因因反应物浓度增大,单位体积内反应物浓度增大,单位体积
10、内活化分子数增活化分子数增多多,有效碰撞的频率增加,反应速率增大。,有效碰撞的频率增加,反应速率增大。Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template a a、此规律、此规律只适用于气体或溶液的反应只适用于气体或溶液的反应,对于纯,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。c c、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,
11、因此一般反应速率也会逐渐减小。减小,因此一般反应速率也会逐渐减小。注意:注意:应用应用1 1:一定条件下,在一定条件下,在CaCOCaCO3 3(块状块状)+2HCl=CaCl)+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2 反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行()()A A、增加、增加HClHCl的浓度的浓度 B B、加水、加水 C C、增加同浓度盐酸的量、增加同浓度盐酸的量 D D、改加、改加CaCOCaCO3 3粉末粉末 b b、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大,固体反
12、应物表面积越小,反应速率越小。率越大,固体反应物表面积越小,反应速率越小。ADSpecial lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况化学反应速率的影响情况 二、压强对反应速率的影响二、压强对反应速率的影响增大压强,反应物浓度增大,反应速率加快。增大压强,反应物浓度增大,反应速率加快。Special lecture notesExcellent handout templateExcellent ha
13、ndout template注意注意:1 1、压强对反应速率的影响适用于有气、压强对反应速率的影响适用于有气体参加的反应。体参加的反应。2 2、由于固体、液体粒子间的空隙很小,、由于固体、液体粒子间的空隙很小,增大压强几乎不能改变它们的浓度,因此对增大压强几乎不能改变它们的浓度,因此对只只有有固体或液体参加的反应,压强的变化对于反固体或液体参加的反应,压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。应速率的影响可以忽略不计。结论结论:其它条件不变时,有气体参加的:其它条件不变时,有气体参加的反应中,增大压强,反应速率加快;减反应中,增大压强,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。小压强,反应速率减慢
14、。Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template原因:原因:对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,因而可以增大化学反应的速率。度,因而可以增大化学反应的速率。2、压强对反应速率的影响。、压强对反应速率的影响。请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况强对化学反应速率的影响情况 Special
15、lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template规律:规律:对于有气体参加的反应对于有气体参加的反应,若其他条件,若其他条件不变,增大压强,不变,增大压强,气体体积缩小,浓度增大,气体体积缩小,浓度增大,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。压强增大压强增大 体积减小体积减小 其他条件不变其他条件不变VC增大增大 压强对于反应速率的影响是压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响通过对浓度的影响实现的实现的 P增大增大C成比例成比例增大,增大,P减小减小C成比例成比例减小减小压
16、强只对于压强只对于有气体参加的反应有气体参加的反应的速率有影响的速率有影响发散思考发散思考:压强对于任意化学反应的速率都有影响吗?压强对于任意化学反应的速率都有影响吗?Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template思考思考:在在N2+3H 2 2NH3中,当其他外界条件不变时:中,当其他外界条件不变时:减小体系压强,该反应的速率怎么变?减小体系压强,该反应的速率怎么变?在反应中保持体系容积不变,充入在反应中保持体系容积不变,充入N2,速率怎么变?,速率怎么变?在反应中保持体系容积不变,充入在反应
17、中保持体系容积不变,充入He,速率怎么变?,速率怎么变?在反应中保持体系压强不变,充入在反应中保持体系压强不变,充入He,速率怎么变?,速率怎么变?压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响 压强影响反应速率,压强影响反应速率,必须伴随有压强改变时体积必须伴随有压强改变时体积的改变现象的改变现象。否则,压强的变化并没有作用到反应。否则,压强的变化并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变,实际是浓度的变化。的体系上。即压强变则体积变,实际是浓度的变化。若容器的体积不变,因为各气体的浓度没有变,则若容器的体积不变,因为各气体的浓度没有变,则速率不变。速率不变。如在密闭容器中通入惰性气体。如在密闭容
18、器中通入惰性气体。注意:注意:Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template对于气体有下列几种情况对于气体有下列几种情况:1、恒温时:、恒温时:增大压强增大压强体积减少体积减少C增大增大反应速率增大反应速率增大2、恒容时:、恒容时:A、充入气体反应物、充入气体反应物反应物浓度增大反应物浓度增大总压增大总压增大反应速率增大反应速率增大;B、充入、充入“无关气体无关气体”(如(如He、N2等)等)引起总压增大,但各反应物的分压不变,各引起总压增大,但各反应物的分压不变,各物质的浓度不变物质的浓度不变
19、反应速率不变反应速率不变3、恒压时:、恒压时:充入充入“无关气体无关气体”(如(如He等)等)引起体积增大,引起体积增大,各反应物浓度减少各反应物浓度减少反应速反应速率减慢。率减慢。Special lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template例例:对于反应:对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行,下列条在密闭容器中进行,下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率(件哪些不能加快该反应的化学反应速率()A、缩小体积使压强增大、缩小体积使压强增大 B、体积不变充入、体积不变充入 N2 使压强增大使压强增大C、体
20、积不变充入、体积不变充入 O2使压强增大使压强增大 D、使体积增大到原来的、使体积增大到原来的2倍倍E、体积不变充入氦气使压强增大、体积不变充入氦气使压强增大压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响DESpecial lecture notesExcellent handout templateExcellent handout template三、温度对反应速率的影响三、温度对反应速率的影响实验实验2-3结论:温度高的溶液先出现浑浊结论:温度高的溶液先出现浑浊Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O1、其他条件不变,温度升高,反应速率加快、其他条件不变,温度升高,反应速率
21、加快T普通分子变为活化分子普通分子变为活化分子活活%n活活 V2、一般说来,温度每升高、一般说来,温度每升高10,速率增加,速率增加2-4倍。倍。V倍数值倍数值(t2-t1)/10 =变化后的反应速率变化后的反应速率3、温度对反应速率影响的规律,对吸热反应,放热、温度对反应速率影响的规律,对吸热反应,放热反应都适用。反应都适用。4、反应若是可逆反应,、反应若是可逆反应,升高温度,正、逆反应速率升高温度,正、逆反应速率都加快,都加快,降低温度,正、逆反应速率都减小。降低温度,正、逆反应速率都减小。Special lecture notesExcellent handout templateExc
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