催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響課件

第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

授課人：董嘯復(fù)習(xí)：

1.什么叫反應(yīng)速率？

2.用什么物理量的變化來描述化學(xué)反應(yīng)速率？

3.反應(yīng)速率的單位是什么？

〖思考〗

一輛汽車行駛速率的決定因素是什么？影響因素是什么？

決定因素：汽車的性能（如功率等）。

影響因素：⑴天氣；⑵路況；⑶燃料質(zhì)量；⑷司機(jī)的駕駛水平和經(jīng)驗(yàn)?！舅伎肌炕瘜W(xué)反應(yīng)是物質(zhì)變化的一種形式，那么影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素是什么？

內(nèi)因：參加化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（即反應(yīng)能否發(fā)生）。

外因：⑴濃度；⑵溫度；⑶壓強(qiáng)；⑷催化劑；⑸其它因素。一、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響〖實(shí)驗(yàn)2-2〗草酸與酸性高錳酸鉀的反應(yīng)：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O加入試劑4mL0.01mol/LKMnO42mL0.1mol/LH2C2O44mL0.01mol/LKMnO42mL0.2mol/LH2C2O4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象褪色時(shí)間結(jié)論結(jié)論當(dāng)其它條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物的濃度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；降低反應(yīng)物的濃度，可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率。注意⑴適用于溶液或氣體參加的反應(yīng)；⑵增加固體或純液體的量,不會(huì)改變其濃度；⑶固體的反應(yīng)速率只與其表面積的大小和生成物表面的擴(kuò)散速率有關(guān)；⑷若隨著濃度的改變,物質(zhì)的本質(zhì)發(fā)生了改變,那么速率的含義不同。例:銅與稀硝酸的反應(yīng)，若增加硝酸濃度，隨著濃度的增大，化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)發(fā)生變化，這樣的變化不能叫做反應(yīng)速率加快?！舅伎寂c交流】

1、為什么增加反應(yīng)物的濃度可以增大化學(xué)反應(yīng)速率？

【分析】其它條件不變時(shí)，對某一反應(yīng)來說，活化分子在反應(yīng)物中所占的百分?jǐn)?shù)目是一定的，因此，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目與單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比，也就是和反應(yīng)物的濃度成正比。增大反應(yīng)物的濃度，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，活化分子數(shù)也相應(yīng)增多，單位時(shí)間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)也相應(yīng)增多，化學(xué)反應(yīng)速率就增大。所以，當(dāng)其它條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物的濃度，可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。2、增加反應(yīng)物濃度對可逆反應(yīng)的逆反應(yīng)有何影響？3、增加反應(yīng)物濃度，活化分子增多，活化分子的百分率是否變化？【思考與交流】二．壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響分析：對于氣體來說，當(dāng)溫度一定時(shí)，一定量氣體的體積與其所受的壓強(qiáng)成反比。這就是說，如果氣體的壓強(qiáng)增大到原來的2倍，氣體的體積就縮小到原來的1/2，單位體積內(nèi)的分子數(shù)就增大到原來的2倍。所以，增大壓強(qiáng)，就是增加單位體積內(nèi)反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量，即增大了濃度，因而可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。相反，減小壓強(qiáng)，氣體的體積就擴(kuò)大，濃度就減小，因而化學(xué)反應(yīng)速率也減小。

對于有氣體參加的反應(yīng)來說，在體積可變的容器中，增大壓強(qiáng)，氣體的體積減小，單位體積里反應(yīng)物的物質(zhì)的量增加，氣體的濃度增大，反應(yīng)速率增大。即：壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度實(shí)現(xiàn)的，濃度改變則反應(yīng)速率改變，濃度不變則反應(yīng)速率不變。結(jié)論在體積可變的容器中，當(dāng)其它條件不變時(shí)，對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)（減小氣體體積，相當(dāng)于增大反應(yīng)物的濃度），可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；減小壓強(qiáng)（增大氣體體積，相當(dāng)于減小反應(yīng)物的濃度），可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率?！咎貏e說明】若向體積可變的密閉容器中加入惰性氣體，壓強(qiáng)不變，但是體積增大，化學(xué)反應(yīng)速率減小。若向體積不變的密閉容器中加入惰性氣體，壓強(qiáng)增大，但是體積不變，化學(xué)反應(yīng)速率不變。〖注意〗⑴只適用于有氣體參加的反應(yīng)。并不一定全部是氣體參加的反應(yīng)。⑵改變壓強(qiáng)對固體、液體影響很小。⑶改變壓強(qiáng)實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于同等倍數(shù)地改變體系中所有氣體物質(zhì)的濃度。（一般伴隨著體積的改變現(xiàn)象）因而可以增大反應(yīng)速率。⑷改變實(shí)際參加反應(yīng)的氣體物質(zhì)的壓強(qiáng)（即濃度），才可能改變反應(yīng)速率?！加懻摗?/p>

1、溫度不變時(shí)，改變密閉容器的壓強(qiáng)對濃度的影響

2、增大壓強(qiáng)對可逆反應(yīng)的逆反應(yīng)速率有何影響？〖課堂練習(xí)〗

1、反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列的改變，對化學(xué)反應(yīng)速率的影響如何？

A、容器的體積縮小一半

B、保持體積不變，充入H2或H2O(g)C、保持體積不變，充入N2，使體系的壓強(qiáng)增大

D、保持壓強(qiáng)不變充入N2

，使容器體積增大。

2、在相同溫度下，一定質(zhì)量的某種氣體，壓強(qiáng)增大，體積

，單位體積內(nèi)的分子數(shù)

。所以，增大壓強(qiáng)（減小容器體積）相當(dāng)于

濃度，反應(yīng)速率

。反之，減少壓強(qiáng)，相當(dāng)于

濃度，反應(yīng)速率

。三．溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響〖實(shí)驗(yàn)2-3〗硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑

+S↓+H2O加入試劑5mL0.1mol/LNa2S2O35mL0.1mol/LH2SO45mL0.1mol/LNa2S2O35mL0.1mol/LH2SO4實(shí)驗(yàn)溫度出現(xiàn)渾濁的時(shí)間結(jié)論結(jié)論

當(dāng)其它條件不變時(shí)，升高溫度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；降低溫度，可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率。

〖經(jīng)驗(yàn)規(guī)律〗通常情況下，溫度每升高或降低10℃，反應(yīng)速率增大或降低到原來的2～4倍。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，絕大多數(shù)是在高溫下進(jìn)行。Vt=V0·K△T/10〖思考與交流〗

從有效碰撞的角度分析，升高溫度化學(xué)反應(yīng)速率加快的原因？分析：當(dāng)反應(yīng)物濃度一定時(shí)，分子總數(shù)一定，升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增高，使一部分原來能量較低的分子變成活化分子，使活化分子的百分比增大，因而活化分子數(shù)量增多，有效碰撞頻率增大，所以，反應(yīng)速率加大。當(dāng)然，由于溫度升高，會(huì)使分子的運(yùn)動(dòng)加快，這樣單位時(shí)間里反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)也會(huì)相應(yīng)地加快，但不是反應(yīng)加快的主要原因，而前者是反應(yīng)加快的主要原因。

對于可逆反應(yīng)來說，升高體系的溫度，反應(yīng)物和生成物中的活化分子數(shù)都增加，所以，正反應(yīng)的速率和逆反應(yīng)的速率都增大。【實(shí)際應(yīng)用】①在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，常常通過給反應(yīng)物加熱來增大反應(yīng)的速率。②合成氨工業(yè)中，是在500℃的條件下進(jìn)行反應(yīng)，以加快反應(yīng)進(jìn)行的速度。③為防止食品變質(zhì)，我們將食品放入冰箱中保存，以降低食品變質(zhì)的速率?！伎茖W(xué)探究〗已知4H++4I－+O2=2I2+2H2O，現(xiàn)有1mol/LKI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液和淀粉溶液，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系？判斷反應(yīng)速率的標(biāo)志：基本過程，滴加藥品順序：控制的變量條件：〖科學(xué)探究〗試劑種類和用量實(shí)驗(yàn)溫度試劑加入順序和理由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論四．催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響〖實(shí)驗(yàn)2-4〗二氧化錳對雙氧水分解的催化作用現(xiàn)象：在H2O2中加入MnO2粉末時(shí)，立即有大量氣泡產(chǎn)生，而在沒有加MnO2粉末的試管中只有小量氣泡出現(xiàn)。可見催化劑MnO2使H2O2分解的反應(yīng)加快了。

結(jié)論：當(dāng)其它條件不變時(shí)，加入催化劑可以極大改變化學(xué)反應(yīng)的速率。注意①催化劑通常有正、負(fù)之分，一般沒有特別說明時(shí)催化劑是指正催化劑。②催化劑有一定活化溫度，催化劑不能使本身不發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)發(fā)生。③催化劑有高效性和一定的選擇性，工業(yè)生產(chǎn)中要防止催化劑中毒?！妓伎寂c交流〗

從有效碰撞的角度分析，催化劑加快化學(xué)反應(yīng)的原因？當(dāng)溫度和反應(yīng)物濃度一定時(shí)，使用催化劑可使反應(yīng)途徑發(fā)生改變，它能夠降低反應(yīng)所需的能量，從而降低了反應(yīng)的活化能，這樣就會(huì)使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，大大增加單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子所占的百分?jǐn)?shù)，因此活化分子的數(shù)目增多，有效碰撞頻率增大，故極大的增大了化學(xué)反應(yīng)速率?！伎茖W(xué)探究〗

1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較在2mL5%的H2O2中加入FeCl3和CuSO4溶液各1mL，比較二者分解速率？

2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較在4mL0.01mol/LKMnO4和2mL0.1mol/LH2C2O4，加不加MnSO4對反應(yīng)速率有否影響？

3、現(xiàn)有5mL淀粉溶液、2滴碘水、2mol/L硫酸溶液。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較唾液、稀硫酸對反應(yīng)速率影響效果如何？【討論】

影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件很多，如果我們細(xì)心觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)可以采取很多措施來控制化學(xué)反應(yīng)速率。你可以舉例說明嗎？〖分析〗許多實(shí)驗(yàn)和事實(shí)證明，對于同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)來說，條件不同時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)發(fā)生變化。除了濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率外，反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)等，也會(huì)對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。在適當(dāng)條件下，人們還可以利用光、超聲波、甚至磁場來改變某個(gè)反應(yīng)的速率?！窘Y(jié)論】

其它因素的影響：光、顆粒大小、攪拌、反應(yīng)物狀態(tài)、溶劑、擴(kuò)散速率、超聲波、激光、放射線、電磁波等等，都可以影響化學(xué)反應(yīng)速率。【思考與交流】

1、請同學(xué)們從活化分子數(shù)、活化分子百分率的變化角度比較濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

反應(yīng)條件濃度壓強(qiáng)溫度催化劑改變方法增大減小增大減小升高降低正負(fù)活化分子百分率活化分子數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率【思考與交流】

1、請同學(xué)們從活化分子數(shù)、活化分子百分率的變化角度比較濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

反應(yīng)條件濃度壓強(qiáng)溫度催化劑改變方法增大減小增大減小升高降低正負(fù)活化分子百分率不變不變活化分子數(shù)增大減小化學(xué)反應(yīng)速率增大減小【思考與交流】

1、請同學(xué)們從活化分子數(shù)、活化分子百分率的變化角度比較濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

反應(yīng)條件濃度壓強(qiáng)溫度催化劑改變方法增大減小增大減小升高降低正負(fù)活化分子百分率不變不變不變不變活化分子數(shù)增大減小增大減小化學(xué)反應(yīng)速率增大減小增大減小【思考與交流】

1、請同學(xué)們從活化分子數(shù)、活化分子百分率的變化角度比較濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

反應(yīng)條件濃度壓強(qiáng)溫度催化劑改變方法增大減小增大減小升高降低正負(fù)活化分子百分率不變不變不變不變增大減小活化分子數(shù)增大減小增大減小增大減小化學(xué)反應(yīng)速率增大減小增大減小增大減小【思考與交流】

1、請同學(xué)們從活化分子數(shù)、活化分子百分率的變化角度比較濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

反應(yīng)條件濃度壓強(qiáng)溫度催化劑改變方法增大減小增大減小升高降低正負(fù)活化分子百分率不變不變不變不變增大減小增大減小活化分子數(shù)增大減小增大減小增大減小增大減小化學(xué)反應(yīng)速率增大減小增大減小增大減小增大減小【思考與交流】

2、采用哪些方法可以增大Fe與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率？在這些方法中，哪些是由于增加了活化分子在反應(yīng)物中的百分?jǐn)?shù)所造成的？

分析：增加鹽酸的濃度、升高溫度、增大鐵與鹽酸反應(yīng)的接觸面積等?！舅伎寂c交流】

3、請同學(xué)們從濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響分析，在可逆反應(yīng)中，濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑分別對正逆反應(yīng)影響有什么不