2.3 课时2 影响化学反应速率的因素 课件 (共26张PPT) 2024-2025学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

(共26张PPT)
影响化学反应速率的因素
第2章 化学反应的方向、限度与速率
1.理解浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响。
2.能从基元反应过渡理论、基元反应碰撞理论、活化能等角度解释外因对化学反应速率的影响。
知识回顾
知识回顾
反应物本身的性质
浓度
压强
温度
催化剂
固体表面积
影响化学反应速率的因素
内因
外因
影响化学反应速率的因素有哪些？
外界因素是如何影响化学反应速率的，它们与化学反应速率之间存在着定量关系吗？
一、浓度对化学反应速率的影响
1.基本规律
对气体或溶液中发生的化学反应，其他条件不变时，增大反应物的浓度可以提高化学反应速率；减小反应物的浓度可以降低化学反应速率。
提醒　由于固体或纯液体的浓度可视为常数，所以改变固体或纯液体的量，对化学反应速率无影响。
2.反应物的浓度与化学反应速率之间的定量关系
(1)反应速率方程
反应速率方程可定量地表示化学反应速率与参与反应的反应物浓度的关系。
如H2＋Cl2===2HCl，反应速率v＝kc(H2)· 。其中，k为反应速率常数。
(2)反应速率常数(k)
含义 表示单位浓度下的化学反应速率
意义 通常反应速率常数k越大，反应进行得越快
影响因素 与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响
(3)化学反应的反应速率方程是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，反应速率方程中浓度的方次与化学方程式中各物质化学式前的系数无确定关系。
二、压强对化学反应速率的影响
1.基本规律(对于有气体参加或生成的反应)
2.解释：压强的改变导致气体浓度的改变，从而对反应速率产生影响。
压强增大→
气体体积减小
　　　↓
反应物浓度增大
→化学反应速率增大
反之，压强减小，化学反应速率减小。
3.压强对化学反应速率影响的本质是浓度对化学反应速率的影响。当其他条件不变，若压强变化能引起物质的浓度的变化，则化学反应速率发生变化；若压强变化不能引起物质的浓度的变化，则化学反应速率不变。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。
对于反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
(1)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氮气，反应速率_____，原因是______
____________________________________________________。
(2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，容器内总压强______，反应速率_____，原因是容积不变，充入氦气，________________________________
______________。
(3)恒温恒压条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率_____，原因是压强不变，充入氦气，容积_____，反应物___________________________________。
(4)恒温条件下，增大容器体积，正反应速率减小，逆反应速率______。
增大
容积
不变，充入氮气，反应物氮气的浓度增大，反应速率增大
增大
不变
反应物氮气、氢气的浓度均未变，
反应速率不变
减小
增大
氮气、氢气的浓度减小，反应速率减小
减小
充入惰性气体对化学反应速率的影响
三、温度对化学反应速率的影响
1.一般规律
对于大多数反应，当其他条件不变时，升高温度，化学反应速率加快，降低温度，化学反应速率减慢。
2.化学反应速率与温度的定量关系
(1)范托夫近似规律：对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。利用这个经验规律，可以对一些化学反应的速率做粗略的估计。
(2)阿伦尼乌斯经验公式：k＝ ，式中k为反应速率常数，Ea为活化能。由该式可知，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。Ea值越大，改变温度对反应速率的影响程度越大。
3.基元反应过渡态理论
(1)基元反应过渡态理论认为：基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个高能量的中间状态，这个状态称为过渡态。此时旧键没有完全断裂、新键没有完全形成，如
(2)活化能
概念 过渡态的能量与反应物的平均能量之差，用Ea表示
单位 J·mol－1或kJ·mol－1
意义 活化能的存在是化学反应通常需要获得能量才能实际发生的
原因
与反应速率之间的关系 不同的基元反应活化能(Ea)大小不同，因此化学反应速率不同。活化能越高，反应越难发生
如图
活化能
释放的能量
反应热
(3)解释温度对化学反应速率的影响
升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，因此升高温度可以提高化学反应速率。
4.基元反应碰撞理论
(1)基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。
(2)有效碰撞
越快
(3)活化分子
能够发生有效碰撞的分子。对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。
(4)温度、活化能对化学反应速率影响的解释
①高温时，活化分子多，有效碰撞多，化学反应速率大；反之，化学反应速率小。
②活化能高，能量超过活化能的活化分子少，有效碰撞少，化学反应速率小。
四、催化剂对化学反应速率的影响
1.催化剂的概念
(1)催化剂是能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。
(2)催化剂的活性与自身成分、粒径、合成方法、压强、温度等有关。催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内。此外，有些物质的存在会使催化剂明显失效，这种现象称为催化剂中毒。
2.催化剂对化学反应速率的影响
(1)使用催化剂，反应的活化能降低，化学反应速率常数大幅增大，能大幅度加快化学反应速率。
(2)比温度、压强、浓度对化学反应速率影响的程度更大。
3.催化剂的催化原理
(1)催化剂通过参与反应改变反应历程，较大幅度降低反应的活化能来提高化学反应速率。
(2)微观解释
使用催化剂―→改变反应的历程―→降低反应的活化能―→使更多的反应物分子成为活化分子―→增加单位体积内的活化分子百分数―→加快化学反应速率。
4.催化剂的特点
(1)选择性：某种催化剂对某一反应可能是活性很强的催化剂，但对其他反应就不一定有催化作用。
(2)高效性：可以较大幅度地降低反应的活化能，从而有效地提高化学反应速率。
(3)催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率，不能改变反应热，只能改变化学反应速率。
活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
1.对于反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),其他条件不变时,下列措施不能改变化学反应速率的是(　　)
A.增大C(s)的量
B.增大H2O(g)的浓度
C.增大CO(g)或H2(g)的浓度
D.减小H2O(g)的浓度
A
2.Fe与稀硫酸反应制氢气,下列措施能使生成氢气的速率一定加快的是(　　)
A.增加铁的量
B.增大硫酸的浓度
C.加热
D.增大压强
C
3.已知C(s)+CO2(g) 2CO(g)　ΔH>0,反应速率为v1,
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0,反应速率为v2。对于上述两个反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为(　　)
A.同时增大 B.同时减小
C.v1增大,v2减小 D.v1减小,v2增大
A
4.四个试管中都装有5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液,分别在不同的温度下加入0.1 mol·L-1的硫酸和一定量的水,最先出现浑浊的是(　　)
A.20 ℃,10 mL硫酸 B.20 ℃,5 mL硫酸和5 mL水
C.30 ℃,10 mL硫酸 D.30 ℃,5 mL硫酸和5 mL水
C
5.下列说法正确的是(　　)
A.催化剂可降低反应所需活化能，提高活化分子百分数，从而提高反应速率
B.升高温度，只能增大吸热反应速率，不能增大放热反应速率
C.对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率一定加快
D.增大反应物浓度，能够提高活化分子百分数，从而提高反应速率
A
6.科学家结合实验与计算机模拟结果，研究出了均相催化的思维模型。
总反应：A＋B―→AB(K为催化剂)
反应①：A＋K―→AK　Ea1
反应②：AK＋B―→AB＋K　Ea2
下列说法正确的是(　　)
A.第①步为慢反应，第②步为快反应
B.升高温度使反应①的速率加快，反应②的速率减慢
C.该反应的ΔH＝－Ea kJ·mol－1
D.催化剂增大了活化分子百分数，加快了反应速率
AD
活化能
浓度
压强
温度
催化剂
固体表面积
反应物性质越活泼，活化能越小
加入催化剂降低活化能
温度越高k越大
关系表达式： υ = k cm(A)·cn(B)
气体浓度变化
影响化学反应速率的因素
内因
外因