2.3.2影响化学反应速率的因素课件(共35张PPT)2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

(共35张PPT)
第3节 化学的速率
第2课时 影响反应速率的因素
第2章　化学反应的方向、限度、速率
【复习回顾】
2.化学反应速率
aA+bB = dD+eE
v = —— = —— = —— = ——
V(A)
a
V(B)
V(D)
V(E)
b
d
e
1.化学反应是有历程的
基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。
反应历程的差别造成了反应速率的不同
反应历程:
化学反应为什么会有快有慢
化学反应是怎样进行的
怎样定量地表示化学反应速率
反应条件是怎样影响化学反应速率的
一、过渡态理论
二、基元反应有效碰撞理论
交流·研讨
在298K时，实验测得溶液中的反应H2O2+2HI=2H2O＋I2在不同浓度时的速率。
请与同学们交流研讨∶
1.找出化学反应速率与H2O2浓度、HI浓度之间的关系，并尝试写出相应的数学表达式。
2.针对"化学反应速率与反应物浓度的关系"发表自己的看法。
一、过渡态理论
在HI浓度一定时，H2O2浓度每增大一倍，反应速率就提高一倍;
在H2O2浓度一定时，HI浓度每增大一倍，反应速率也提高一倍。
v=kc(H2O2)·c(HI)
反应速率常数
归纳总结
一、过渡态理论
(一)反应速率常数——k
1.含义：单位浓度下的化学反应速率
2.意义：反应速率常数越大，反应进行得越快。
3.影响因素：与浓度无关，受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
结论：根据化学反应速率与反应物浓度的关系式，可以清楚地判断反应物浓度的改变对化学反应速率的影响。
一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。
一、过渡态理论
一、过渡态理论
1.浓度、压强对化学反应速率的影响
（1）浓度对化学反应速率的影响
一般规律： 增大反应物的浓度加快化学反应速率，
减小反应物的浓度减慢化学反应速率。
（2）压强对化学反应速率的影响
①对于有气体参加或气体生成的反应，在其他条件一定时，压强与浓度成正比，
增大压强加快化学反应速率增大，减小压强减慢化学反应速率。
②对于只涉及液体和固体的反应，压强的改变对化学反应速率几乎没有影响。
(二)影响化学反应速率的因素
v=kc(A)·c(B)
一、过渡态理论
2.温度对化学反应速率的影响
温度会影响反应速率常数，从而影响化学反应速率。因此，可以通过研究温度对反应速率常数的影响来了解温度对化学反应速率的影响。
一些反应在298K 和308K 时的反应速率常数之比
交流·研讨
请根据表中数据与同学们交流研讨∶
①温度对化学反应速率有怎样的影响
②升高相同温度，对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗
温度对化学反应速率的影响是多种多样的。
对于大多数反应，温度升高化学反应速率加快，但加快的程度不同。
不同的化学反应的活化能不同，所以温度对反应速率的影响不同。
一、过渡态理论
一、过渡态理论
基元反应H2＋Cl·=HCl＋H·活化能示意图
过渡态
活化能
H-H键断裂
H-Cl键形成
(1)活化能：
过渡态的能量与反应物的能量之差
不同反应活化能不同，反应速率不同
活化能越高，反应越困难。
化学反应通常需要获得一定能量（活化能）才能实际发生。
意义：
影响：
一、过渡态理论
(2)阿伦尼乌斯公式：
1889年，阿伦尼乌斯在大量实验的基础上，提出了反应速率常数与温度之间关系的经验公式∶
式中∶k为反应速率常数;A为比例系数;e为自然对数的底;R为理想气体常数;Ea为活化能，单位为J·mol或kJ·mol-1。
该经验公式表明，当Ea>0时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率随之提高。由该公式还可知，Ea值越大，改变温度对反应速率的影响程度就越大，这就是升高相同温度时，不同化学反应的速率提高的倍数不同的原因。
k=Ae
一、过渡态理论
2.温度对化学反应速率的影响
①规律：升高温度加快化学反应速率， 降低温度减慢化学反应速率。
升高温度
T增大
减小
增大
增大
k 增大
v增大
对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，化学反应速率将增大到原来的2～4倍。
②范托夫经验规则
10
0
1
0
1
T
T
a
v
v
-
=
（a = 2~4）
一、过渡态理论
一、过渡态理论
3.催化剂对化学反应速率的影响
交流·研讨
一些化学反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比
总结：使用催化剂可以降低反应的活化能，增大化学反应的速率常数。
一、过渡态理论
臭氧分解反应的历程:
催化剂可以降低反应的活化能
一、过渡态理论
3.催化剂对化学反应速率的影响
使用催化剂
Ea减小
减小
增大
增大
k 增大
v增大
总结：使用催化剂可以降低反应的活化能，增大化学反应的速率常数。
二、基元反应有效碰撞理论
没合适的取向
没足够的能量
足够的能量 +合适的取向
HI分子的几种可能的碰撞模式
碰撞取向不好
二、基元反应有效碰撞理论
碰撞过轻
活化分子的有效碰撞
3、有效碰撞：
基元反应有效碰撞理论
活化分子按合适取向的碰撞。
1、活化分子：
能够发生化学反应所需最低能量状态的分子。
2、活化能（Ea）：
活化分子比普通反应物分子所高出的能量。
二、基元反应有效碰撞理论
能量
反应过程
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
活化能
活化分子变成生成物分子放出的能量
该反应是吸热反应还是放热反应
活化能与反应热有关吗
反应热
二、基元反应有效碰撞理论
反应物分子
普通分子
活化分子
能量差为 活化能
合理取向碰撞
有效碰撞
新物质
能量
活化分子数：N活化分子数＝ N活化分子数总数×活化分子百分数%
活化分子百分数
×100%
活化分子数
反应物分子总数
＝
基元反应碰撞理论
二、基元反应有效碰撞理论
外因： 浓度、温度、压强、 催化剂 、 固体接触面的大小、光、电磁波等
1.影响化学反应速率的因素
内因：反应物本身的性质(决定因素）
2.根据基元反应碰撞理论，化学反应速率的大小主要 取决于什么？
单位体积内活化分子数或有效碰撞几率
活化分子百分数
×100%
活化分子数
反应物分子总数
＝
N活化分子数＝ N活化分子数总数×活化分子百分数%
二、基元反应有效碰撞理论
在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率。
(1)规律
1.浓度
注意：
影响因素为浓度，不是总物质的量
固体、纯液体的浓度为常数
固体反应物表面积越大，速率越快
(三)外界因素对化学反应速率的影响
二、基元反应有效碰撞理论
(2)本质原因
单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子百分含量 活化分子数
浓度增大
影响
外因
↑
不变
↑
↑
↑
二、基元反应有效碰撞理论
二、基元反应有效碰撞理论
1、一定条件下，在CaCO3(块)+2HCl = CaCl2+H2O+CO2 反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行（ ）
A、增加HCl的浓度 B、加水
C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末
AD
二、基元反应有效碰撞理论
2.温度对化学反应速率的影响
当其他条件相同时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。
(1)规律：
二、基元反应有效碰撞理论
(2)本质原因
T↑
普通分子变为活化分子
活%↑
N活↑
有效碰撞几率↑
运动加快
v↑
N总不变
c活↑
二、基元反应有效碰撞理论
2. 对于反应M＋N→P，如果温度每升高10℃，速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%需要54 min，将温度提高到40℃时完成反应的10%需要的时间为（ ）
A. 2min B. 3min C. 6min D. 9min
A
二、基元反应有效碰撞理论
对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。
3.压强
(1)规律
压强的本质是浓度
二、基元反应有效碰撞理论
(2)微观分析
单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子百分含量 活化分子数
浓度增大
影响
外因
↑
不变
↑
↑
↑
3. 在N2+3H2 2NH3中，当其他外界条件不变时，改变下述条件瞬间v怎么变？
Ⅰ加压（压缩体积）
Ⅱ恒容，充入N2
Ⅲ恒容，充入He
Ⅳ恒压，充入He
增大
增大
不变
减小
二、基元反应有效碰撞理论
二、基元反应有效碰撞理论
(1)规律
4.催化剂对化学反应速率的影响
使用催化剂可加快反应速率（对可逆反应，同时同倍数）
能量
反应过程
Ea
反应物
生成物
反应热
没加催化剂
用催化剂
活化能
由于催化剂参与反应，改变反应历程，较大幅度地降低反应的活化能，从而能高效地提高化学反应速率．
二、基元反应有效碰撞理论
(2)本质原因
使用催化剂
降低活化能
活%↑
c活↑
有效碰撞几率↑
v↑
①催化剂能同倍数增加v正、v逆，但 平衡不移动。 化学平衡常数K、平衡转化率α、各组分平衡浓度、 反应热△H不变。
②催化剂参与反应，但反应前后质量，化学性质不变
③有选择性
⑤高效性
⑥适宜的温度
(3) 注意
二、化学反应速率
归纳总结
外界条件对化学反应速率的影响
影响因素 单位体积内N总 活% 单位体积 内N活 C活
增大浓度
增大压强
升高温度
正催化剂
增加
增加
不变
不变
不变
不变
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
本讲内容结束
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