專題單元化學反應(yīng)速率與化學平衡時課件

影響化學反應(yīng)速率的因素分為內(nèi)因和外因。內(nèi)因是

，這是本質(zhì)原因。外因包括反應(yīng)物的

、反應(yīng)體系的

、

和等。反應(yīng)物本身的性質(zhì)濃度壓強催化劑1．濃度：理論和實驗研究表明，其他條件相同時，增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率

；減小反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率

。因為當增加反應(yīng)物的濃度時，單位體積內(nèi)反應(yīng)物活化分子數(shù)目增多，反應(yīng)物發(fā)生的次數(shù)增多，所以反應(yīng)速率增大。增大減小有效碰撞(1)有效碰撞：能發(fā)生反應(yīng)的碰撞。有效碰撞必須滿足兩個條件：一是發(fā)生碰撞的分子具有，二是分子在一定的方向上發(fā)生碰撞。(2)活化分子：在化學反應(yīng)中，能量較高、有可能發(fā)生有效碰撞的分子。(3)活化能：

的平均能量與所有分子的平均能量

。足夠高的能量活化分子之差1．改變固體或純液體的用量對化學反應(yīng)速率有何影響？改變?nèi)芤旱挠昧繉瘜W反應(yīng)速率有何影響？思考【思考·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(yīng)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(yīng)速率，一般地，固體的顆粒越細，表面積就越大，反應(yīng)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(yīng)速率無影響。2．壓強：實驗表明，對于有氣體參加的反應(yīng)，在密閉容器中保持溫度不變時，增大壓強，氣體體積必然減少，相當于增大

，反應(yīng)速率將

；減小壓強，氣體的體積增大，相當于減小反應(yīng)物的濃度，因而反應(yīng)速率將減小。由此可見，壓強對反應(yīng)速率的影響可以歸結(jié)為

對反應(yīng)速率的影響。注意：如果反應(yīng)物沒有氣體，即固體、液體或溶液間的反應(yīng)，改變壓強對反應(yīng)速率不產(chǎn)生影響。反應(yīng)物的濃度增大濃度改變3．溫度：實驗表明，在其他條件相同時，升高溫度，絕大多數(shù)化學反應(yīng)的反應(yīng)速率

；降低溫度，反應(yīng)速率減小。因為隨著溫度的升高，反應(yīng)物的

數(shù)目增多，分子運動加快，活化分子碰撞的次數(shù)增加，反應(yīng)速率增大。據(jù)測定，許多反應(yīng)的溫度每升高10K，其反應(yīng)速率增加2～4倍。增大活化分子4．催化劑：實驗表明，催化劑對化學反應(yīng)速率有顯著的影響。反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的過程中要經(jīng)過能量較高的過渡狀態(tài)。過渡狀態(tài)的平均能量與反應(yīng)物分子的平均能量的差為反應(yīng)的

。催化劑是通過來增大反應(yīng)速率的。催化劑是改變化學反應(yīng)速率最有效的手段之一。目前，各種

、、

的催化劑的研制是全世界科學家關(guān)心和研究的課題?；罨芙档头磻?yīng)所需的活化能高效經(jīng)濟選擇性強2．KClO3受熱熔化才能分解產(chǎn)生大量O2，而將KClO3與MnO2(少量)混合加熱，不到熔化溫度，就可產(chǎn)生大量的氧氣，試分析原因?！舅伎肌ぬ崾尽縈nO2作催化劑，參與反應(yīng)，降低反應(yīng)達到過渡態(tài)所需的活化能，使反應(yīng)更易發(fā)生，大大加快反應(yīng)速率。思考5．其他因素：除以上因素之外，還有一些其他方法能改變反應(yīng)速率。如增大反應(yīng)物間的

、光、電磁波、超聲波、磁場等因素。接觸面積1．濃度：當其他條件不變時，增大反應(yīng)物的(氣體或溶液)濃度，可以加快反應(yīng)速率。2．壓強：當其他條件不變時，如果反應(yīng)物中有氣體，增大體系壓強可以增大反應(yīng)速率(指縮小氣體體積以增大濃度)；相反，減小體系壓強可以減小反應(yīng)速率。要點一濃度、壓強對反應(yīng)速率的影響(1)若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體、液體或溶液，由于壓強的變化對它們的濃度幾乎無影響，可以認為反應(yīng)速率不變。(2)改變壓強的涵義，一般是指：①氣體物質(zhì)的量不變，改變?nèi)萜鞯娜莘e，比如像2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的反應(yīng)，多種反應(yīng)物都為氣體的反應(yīng)，改變?nèi)萜鞯娜莘e后，各種氣體的壓強、濃度同時并同倍數(shù)地變化。②氣體的容器容積不變，充入氣體。比如像2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的反應(yīng)，裝氣體的容器容積不變，充入SO2氣體，p(SO2)、c(SO2)都增大；充入O2氣體，p(O2)、c(O2)都增大；充入SO2和O2氣體，p(SO2)、p(O2)與c(SO2)、c(O2)都增大。(3)像化學反應(yīng)：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，生成物中有氣體，反應(yīng)物中沒有氣體，增大壓強，反應(yīng)速率不增大；減小壓強，反應(yīng)速率也不減小。(4)密閉容器的涵義是指容器全封閉不漏氣，容器內(nèi)外之間沒有物質(zhì)傳遞。密閉容器不等于容器體積不變。下列不同條件下的化學反應(yīng)A＋B===C＋D，反應(yīng)速率由大到小順序正確的一組是 ()①常溫下20mL含A和B各0.001mol的溶液②常溫下100mL含A和B各0.01mol的溶液③常溫下0.05mol/LA、B溶液各10mL，再加入蒸餾水20mL④常溫下100mL含A0.01mol和含B0.005mol的溶液例1A．①②③④ B．④③②①C．②④①③ D．②①④③【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(yīng)速率的影響，濃度越大，反應(yīng)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。①中A、B物質(zhì)的量濃度均為0.05mol/L；②中A、B物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L；③中A、B物質(zhì)的量濃度均為0.0125mol/L；④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②＞④＞①＞③，其速率順序與之相同，故C選項符合題意?！敬鸢浮緾1．把下列四種X溶液分別加入四個盛有10mL2mol·L－1鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50mL，此時X和鹽酸緩慢地進行反應(yīng)，其中反應(yīng)最快的是 ()A．10℃20mL3mol·L－1的X溶液B．20℃30mL2mol·L－1的X溶液C．20℃10mL4mol·L－1的X溶液D．10℃10mL2mol·L－1的X溶液即時突破解析：選B。在化學反應(yīng)中，當其他條件不變時，濃度越大，反應(yīng)速率越快；溫度越高，反應(yīng)速率越快。在本題中要綜合考慮濃度和溫度的影響。先比較濃度的大小，這里的濃度應(yīng)該是混合以后的濃度，由于混合后各燒杯中鹽酸的濃度相等，因此只要比較X的濃度，X濃度越大，反應(yīng)速率越快。因為反應(yīng)前溶液的體積均為50mL，所以X的物質(zhì)的量最大，濃度就最大。通過觀察可知，混合后A、B選項中X的濃度相等，且最大，但B中溫度更高，因此B的反應(yīng)速率最快。1．溫度：當其他條件不變時，升高溫度可以增大反應(yīng)速率，每升高10℃，反應(yīng)速率增大2～4倍。如一反應(yīng)在10℃時反應(yīng)速率為a，溫度每升高10℃反應(yīng)速率增大3倍，50℃時的反應(yīng)速率為：a×3×3×3×3＝a×34＝81a。2．催化劑：可以大幅度地影響化學反應(yīng)速率，在可逆反應(yīng)中，催化劑可以同等地改變正、逆反應(yīng)速率，不影響化學平衡。要點二溫度、催化劑對反應(yīng)速率的影響(1)催化劑具有選擇性：某催化劑對某一反應(yīng)可能具有很強的催化活性，但對其他反應(yīng)就不一定具有催化作用。(2)催化劑只有在一定溫度下才能最大限度地顯示其催化作用，不同的催化劑對溫度的要求不一定相同。(3)催化劑中毒：催化劑的催化活性往往因接觸少量雜質(zhì)而明顯下降甚至遭到破壞，這種現(xiàn)象叫做催化劑中毒。工業(yè)上為了防止催化劑中毒而把原料進行凈化處理以除去使催化劑中毒的物質(zhì)。(4)催化劑改變化學反應(yīng)速率的原因僅僅是改變始態(tài)到終態(tài)的途徑，不改變反應(yīng)的結(jié)果。如①在加熱條件下：2Cu＋O2 2CuO；2CuO＋2CH3CH2OH===2Cu＋2CH3CHO＋2H2O；②氮的氧化物破壞臭氧：NO＋O3===NO2＋O2；NO2＋O===NO＋O2。3．其他因素：如反應(yīng)顆粒(固體)的大小、光照、激光、超聲波、放射線、電磁波、溶劑等均可影響化學反應(yīng)速率。向四個體積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO2和O2，開始反應(yīng)時，按正反應(yīng)速率由大到小順序排列正確的是 ()甲在500℃時，SO2和O2各10mol反應(yīng)乙在500℃時，用V2O5作催化劑，10molSO2和5molO2反應(yīng)丙在450℃時，8molSO2和5molO2反應(yīng)丁在500℃時，8molSO2和5molO2反應(yīng)例2A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲【解析】本題綜合考查化學反應(yīng)速率的影響因素，催化劑、溫度對化學反應(yīng)速率影響程度較大，其中催化劑為最大，濃度、壓強影響程度相對較小，同溫時乙中速率最快，同時無催化劑時，甲中濃度大于丁中濃度，故甲＞丁，丙溫度最低，速率最慢，故C正確。【答案】C2．已知硫代硫酸鈉溶液與稀H2SO4反應(yīng)可析出單質(zhì)硫沉淀：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，某同學按下表進行實驗，請你判斷哪一組先出現(xiàn)渾濁：______________________________。即時突破編號加3%Na2S2O3/mL加1∶5的H2SO4/滴溫度/℃出現(xiàn)濁渾濁的快慢1525室溫2515室溫＋103525室溫＋20解析：反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)速率越快。由編號1和3可以看出，兩反應(yīng)濃度相同，但溫度3高于1，故3先出現(xiàn)渾濁。再將3和2比較，3的濃度、溫度均比2高，故最先出現(xiàn)渾濁的應(yīng)為第3組。答案：先出現(xiàn)渾濁的是第3組

要點三運用碰撞理論解釋濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應(yīng)速率的影響變化結(jié)果條件變化活化能單位體積分子總數(shù)活化分子百分數(shù)單位體積活化分子數(shù)有效碰撞次數(shù)反應(yīng)速率增加反應(yīng)物的濃度不變增多不變增多增多增大增大壓強不變增多不變增多增多增大升高溫度不變不變增多增多增多增大使用催化劑降低不變增多增多增多增大下列說法不正確的是()A．增大反應(yīng)物濃度，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增多B．有氣體參加的化學反應(yīng)，若增大壓強(即縮小反應(yīng)容器的體積)，可增大單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目，從而使反應(yīng)速率增大例3C．升高溫度能使化學反應(yīng)速率增大的主要原因是增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分數(shù)D．催化劑能增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，從而增大化學反應(yīng)速率【解析】升高溫度可以增大反應(yīng)物分子的能量，催化劑可以減小反應(yīng)發(fā)生所需能量，這兩種方法都能使原來一部分能量較低的分子變成活化分子，從而使活化分子百分數(shù)增大，故C、D項正確。增大氣體反應(yīng)物的壓強，增大反應(yīng)物的濃度，都會使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，但由于活化能和反應(yīng)物分子的平均能量并未改變，所以活化分子的百分數(shù)不變，A項錯誤，B項正確。【答案】A3．下列說法正確的是 ()A．活化分子碰撞即發(fā)生化學反應(yīng)B．升高溫度會加快反應(yīng)速率，原因是增加了活化分子的碰撞次數(shù)C．某一反應(yīng)的活化分子的百分數(shù)是個定值D．活化分子間的碰撞不一定是有效碰撞即時突破解析：選D。升溫會使分子的能量增大，增大了反應(yīng)物中活化分子百分數(shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增多；只有在一定條件下，活化分子在反應(yīng)物中所占百分數(shù)才是定值。1．(2010年福建五校聯(lián)考)常溫常壓下將氫氣和氧氣混合在一起，即使過上幾年，它們也不會發(fā)生化合反應(yīng)生成水。然而只要給一個電火花，氫氣就迅速與氧氣反應(yīng)生成水。反應(yīng)過程中的能量變化如圖A所示。對比圖B中的情景，漫畫中的羊供給石頭的“能量”相當于圖A中的 ()A．E2 B．E2－E1C．E3－E2 D．E3解析：選C。羊供給石頭的“能量”相當于氫氣和氧氣反應(yīng)過程中的電火花，即反應(yīng)過程中的活化能E3－E2。2．(2010年北京西城檢測)下列表格中的各種情況，可以用下面對應(yīng)選項中的圖象曲線表示的是()選項反應(yīng)縱坐標甲乙A外形、大小相近的金屬和水反應(yīng)反應(yīng)速率KB4mL0.01mol/L的KMnO4溶液，分別和不同濃度的H2C2O4(草酸)溶液各2mL反應(yīng)0.1mol/L的H2C2O4溶液0.2mol/L的H2C2O4溶液

選項反應(yīng)縱坐標甲乙C5mL0.1mol/LNa2S2O3溶液和5mL0.1mol/LH2SO4溶液反應(yīng)反應(yīng)速率熱水冷水D5mL4%的過氧化氫溶液分解放出O2無MnO2粉末加MnO2粉末解析：選AC。反應(yīng)速率與物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)。由于K比Na活潑，故相同大小的金屬K和Na，K的反應(yīng)速率快，又由于Na、K與H2O反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進行，放出大量熱，反應(yīng)速率逐漸加快，故A圖象正確；

由于起始時乙中H2C2O4濃度大，故其反應(yīng)速率比甲中快，B圖象錯誤；由于甲反應(yīng)是在熱水中進行，溫度高，故甲的反應(yīng)速率高于乙的。隨反應(yīng)進行，反應(yīng)物濃度逐漸減小，故甲、乙中反應(yīng)速率逐漸減小，故C圖象正確；MnO2在H2O2分解過程中起催化作用，故乙中反應(yīng)速率大于甲中，圖象D錯誤。3．(2008年高考廣東卷)對于反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，能增大正反應(yīng)速率的措施是 ()A．通入大量O2 B．增大容器容積C．移去部分SO3 D．降低體系溫度解析：選A。因為通入大量O2，增大了反應(yīng)物濃度，使正反應(yīng)速率增大，A正確；增大容器體積，相當于減小體系壓強，正、逆反應(yīng)速率均減小，B錯；移去部分SO3，降低了SO3的濃度，正、逆反應(yīng)速率均減小，C錯；降低體系的溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，D錯。4．下列說法正確的是()A．增大壓強，活化分子數(shù)增大，化學反應(yīng)速率一定增大B．在其他條件不變時，升高溫度，活化分子百分數(shù)增大，化學反應(yīng)速率一定增大C．加入反應(yīng)物，使活化分子百分數(shù)增加，化學反應(yīng)速率增大D．使用正催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，增大了活化分子百分數(shù)，化學反應(yīng)速率增大解析：選BD。A選項，對于有氣體參加的反應(yīng)來說，增大壓強(即縮小反應(yīng)容器的體積)，化學反應(yīng)速率一定增大，但此選項沒有說明是否有氣體參加反應(yīng)，故A項不對。B選項，在其他條件不變時，升高溫度，化學反應(yīng)速率會增大，故B項正確。C選項，當反應(yīng)物濃度增大時單位體積內(nèi)分子數(shù)增多，活化分子百分數(shù)不變，但活化分子數(shù)增多，因而單位時間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)也相應(yīng)增多，化學反應(yīng)速率增大；

此題增加的反應(yīng)物，若為固體或純液體，則不會改變濃度，對反應(yīng)速率沒有影響，故C項不對。D選項，使用正催化劑，降低了反應(yīng)所需要的能量，這樣會使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，大大增加了單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子所占的百分數(shù)，從而成千上萬倍的增大化學反應(yīng)速率，故D項正確。5．(2008年高考廣東卷)某探究小組用HNO3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素。所用HNO3濃度為1.00mol·L－1、2.00mol·L－1，大理石有細顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298K、308K，每次實驗HNO3的用量為25.00mL，大理石用量為10.00g。請完成以下實驗設(shè)計表，并在實驗目的一欄中填出對應(yīng)的實驗編號：

實驗編號T/K大理石規(guī)格HNO3濃度/mol·L－1實驗目的①298粗顆粒2.00(Ⅰ)實驗①和②探究HNO3濃度對該反應(yīng)速率的影響；(Ⅱ)實驗①和________探究溫度對該反應(yīng)速率的影響；(Ⅲ)實驗①和___