1、第二章第二章第第3 3节节 化学反应的速率化学反应的速率第第2 2课时课时 条件对条件对化学反应速率的化学反应速率的影响影响 1.通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。认识其一般规律。2.通过对化学反应历程的认知，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。通过对化学反应历程的认知，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。3.通过通过“外界条件对化学反应速率影响外界条件对化学反应速率影响”等实验活动，形成并发展控制变量等实验活动，形成并发展控制变量法的实验思想。法的实验思想。学习目标学习目标知
2、识体系知识体系 以下是投篮球的三种情况：第一种，能量不够；第二种，方以下是投篮球的三种情况：第一种，能量不够；第二种，方向不合适；第三种，足够的能量和合适的方向。向不合适；第三种，足够的能量和合适的方向。 化学反应也有类似的情况，碰撞理论认为，只有能量足够大，化学反应也有类似的情况，碰撞理论认为，只有能量足够大，并且碰撞方向合适的分子间碰撞才能发生化学变化，能发生化学并且碰撞方向合适的分子间碰撞才能发生化学变化，能发生化学变化的碰撞叫变化的碰撞叫有效碰撞有效碰撞；能发生有效碰撞的分子叫；能发生有效碰撞的分子叫活化分子活化分子；反；反应物分子的应物分子的平均能量和活化分子的平均能量差值叫平均能量
3、和活化分子的平均能量差值叫活化能活化能。 联想质疑：联想质疑： 碰撞理论碰撞理论 有效碰撞理论认为，通过改变外界条件，可使单位体积内有效碰撞理论认为，通过改变外界条件，可使单位体积内的活化分子数改变，改变有效碰撞频率，从而使反应速率改变。的活化分子数改变，改变有效碰撞频率，从而使反应速率改变。普通普通分子分子能量能量活化活化分子分子合理取向合理取向的碰撞的碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量活化能活化能Ea 反应历程反应历程内因：物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素内因：物质本身的结构和性质是化学反应速率大小的决定因素外因：浓度、温度、压强、催化剂等外因：浓度、温度、压强、催化
4、剂等三、浓度对化学反应速率的影响三、浓度对化学反应速率的影响1 1、影响化学反应速率的因素、影响化学反应速率的因素当其它条件不变时，当其它条件不变时，增大反应物的浓度，可以提高化学反应速率；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。减小反应物的浓度，可以降低化学反应速率。2 2、浓度对化学反应速率的影响、浓度对化学反应速率的影响一般规律：一般规律： 影响影响 外部条件外部条件单位体积内单位体积内有效碰有效碰撞次数撞次数化学反化学反应速率应速率分子总分子总数数活化活化分子数分子数活化分子活化分子百分数百分数增大反应物浓度增大反应物浓度增加增加增加增加增加增加
5、加快加快不变不变有效碰撞理论解释浓度对化学反应速率的影响有效碰撞理论解释浓度对化学反应速率的影响、有效碰撞理论对浓度影响化学反应速率的解释、有效碰撞理论对浓度影响化学反应速率的解释 阅读课本第阅读课本第69页交流研讨，页交流研讨，请找出化学反应速率与请找出化学反应速率与c(HI)、c(H2O2)之间的关系之间的关系,并尝试写出相应的数学表达式。并尝试写出相应的数学表达式。探究一：探究浓度对化学反应速率的影响探究一：探究浓度对化学反应速率的影响分析表中数据，回答下列问题：分析表中数据，回答下列问题：(1)当当c(H2O2)恒定时，随恒定时，随c(HI)增大，其反应速率增大，其反应速率v的变化趋势
6、是的变化趋势是_，若，若c(HI)增大增大1倍，其反应速率倍，其反应速率v的变化是的变化是_。同理，。同理，当当c(HI)恒定时，反应速率恒定时，反应速率v与与c(H2O2)之间有类似的变化规律。之间有类似的变化规律。(2)由以上分析可知，其反应速率与由以上分析可知，其反应速率与c(H2O2)，c(HI)成成_，上述，上述反应在不同浓度时的反应速率的数学表达式是反应在不同浓度时的反应速率的数学表达式是_。增大增大1倍倍增大增大正比正比vkc(H2O2)c(HI)速率方程速率方程化学反应速率与反应物浓度之间存在定量关系，即化学反应速率与反应物浓度之间存在定量关系，即 速率方程。速率方程。k为反应
7、速率常数为反应速率常数，物理意义是单位浓度的速率，物理意义是单位浓度的速率，k越大，反越大，反应速率越快。应速率越快。k受温度、催化剂、固体表面性质等因素影响。受温度、催化剂、固体表面性质等因素影响。速率方程是由速率方程是由实验数据测定实验数据测定的结果，与化学方程式的系数无的结果，与化学方程式的系数无确定的关系。确定的关系。速率方程表示的速率是速率方程表示的速率是某时刻的速率某时刻的速率，不是平均速率。，不是平均速率。交流研讨：阅读课本第交流研讨：阅读课本第7070页页2-3-32-3-3表格，分析一些化学反应的表格，分析一些化学反应的速率关系式与反应物浓度的关系，二者的关系式与反应方程式速
8、率关系式与反应物浓度的关系，二者的关系式与反应方程式的系数有无确定关系？的系数有无确定关系？由于固体、液体粒子间的由于固体、液体粒子间的_很小，增大压强几乎不能改变很小，增大压强几乎不能改变它们的它们的_，因此对只有固体或液体参加的反应，压强的变化，因此对只有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。对于反应速率的影响可以忽略不计。思考：思考：在一定温度下，在一定温度下，增大压强，气体体积增大压强，气体体积_，浓度，浓度_，化，化学反应速率学反应速率_。缩小缩小加快加快空隙空隙浓度浓度增大增大3 3、压强对化学反应速率的影响、压强对化学反应速率的影响结论：结论： 对于气体
9、参加的反应，当其它条件不变时对于气体参加的反应，当其它条件不变时: : 增大增大压强，可以压强，可以提高提高化学反应速率；化学反应速率； 减小减小压强，可以压强，可以降低降低化学反应速率。化学反应速率。思考：对于反应思考：对于反应N23H2 2NH3，在下列情况下改变条件，压，在下列情况下改变条件，压强对化学反应速率的影响：强对化学反应速率的影响：恒温恒容密闭容器中恒温恒容密闭容器中 a.充入充入N2，压强，压强_，c(N2)_，化学反应速率，化学反应速率_。 b.充入充入He(He与反应无关与反应无关)，压强，压强_，但，但c(N2)、c(H2)、c(NH3)都都_，化学反应速率，化学反应速
10、率_。增大增大加快加快增大增大不变不变增大增大不变不变增大增大减小减小减小减小恒温恒压密闭容器中恒温恒压密闭容器中 充入充入He，体积，体积_，c(N2)、c(H2)、c(NH3)都都_，化学反应，化学反应速率速率_。总结：总结：压强对反应速率的影响是通过改变气体浓度实现的，故一压强对反应速率的影响是通过改变气体浓度实现的，故一般意义上增大气体压强是指压缩气体体积；对于有气体参加的化般意义上增大气体压强是指压缩气体体积；对于有气体参加的化学反应，温度一定时：学反应，温度一定时：改变改变不变不变压强改变压强改变浓度改变浓度改变浓度不改变浓度不改变反应速率反应速率反应速率反应速率1.反应反应3Fe
11、(s)4H2O(g) Fe3O4(s)4H2(g)在一可变容积的密在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：闭容器中进行，试回答：(1)增加增加Fe的量的量,其反应速率其反应速率_(填填“增大增大”“不变不变”或或“减小减小”，下，下同同)。分析：由于分析：由于FeFe是固体是固体, ,改变改变FeFe的量的量, ,反应物浓度不变反应物浓度不变, ,故反应速率不变。故反应速率不变。不变不变(2)将容器的体积缩小一半，其反应速率将容器的体积缩小一半，其反应速率_。分析：将容器体积缩小一半，则反应物浓度增大，故反应速率增大。分析：将容器体积缩小一半，则反应物浓度增大，故反应速率增大。增大增大练习练习(
12、3)保持体积不变，充入保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其反应速率使体系压强增大，其反应速率_。不变不变分析：容器体积不变分析：容器体积不变, ,充入充入NN2 2, ,反应物浓度不变反应物浓度不变, ,故反应速率不变。故反应速率不变。(4)保持压强不变，充入保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其反应速率使容器的体积增大，其反应速率_。减小减小分析：保持容器内压强不变，充入分析：保持容器内压强不变，充入NN2 2相当于减小压强，即反应物和生成物相当于减小压强，即反应物和生成物浓度均减小，故反应速率减小。浓度均减小，故反应速率减小。交流研讨：交流研讨：阅读课本第阅读课本第7070页页2-
13、3-42-3-4表格，了解一些化学反应在不表格，了解一些化学反应在不同温度时的反应速率常数之比，并回答问题同温度时的反应速率常数之比，并回答问题1 1、2 2 阅读课本第阅读课本第7171页内容和页内容和2-3-52-3-5表格，了解温度对化学反应速表格，了解温度对化学反应速率影响的原因和结果。率影响的原因和结果。 K =Ae K =Ae Ea/RT Ea/RT ( (课本课本P70)P70)该方程表明：当该方程表明：当a0a0时，升高温度，反应速率常数增大，化时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率加快学反应速率加快. .a a是是活化能活化能4 4、温度对化学反应速率的影响、温度对化学
14、反应速率的影响当其它条件不变时，当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率一般要加快；升高温度，化学反应速率一般要加快；降低温度，化学反应速率一般要减慢。降低温度，化学反应速率一般要减慢。范托夫近似规则：（粗略经验规律）范托夫近似规则：（粗略经验规律） 温度每升高温度每升高10,化学反应速率通常增加到原来的化学反应速率通常增加到原来的2-4倍。倍。一般规律：一般规律：思考：思考： 炎热的夏天炎热的夏天(35)(35)，为什么可以把饭菜放入冰箱，为什么可以把饭菜放入冰箱(5)(5)中冷中冷藏保存？能否保存过长时间？藏保存？能否保存过长时间？(4)解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之
15、解释：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，故升高温度间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，故升高温度可以提高化学反应的速率。可以提高化学反应的速率。(3)过渡态及活化能过渡态及活化能过渡态：对于基元反应，过渡态是一种旧键没有完全断裂、新过渡态：对于基元反应，过渡态是一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的高能量的中间状态。键没有完全形成的高能量的中间状态。活化能：活化能：a定义：过渡态的能量与反应物的平均能量之间的差值，活定义：过渡态的能量与反应物的平均能量之间的差值，活化能越高，反应越难进行。化能越高，反应越难进行。b符号：符号
16、：Ea。c单位：单位：kJmol1或或Jmol1。 影响影响外因外因单位体积内单位体积内有效碰有效碰撞次数撞次数化学反应化学反应速率速率分子分子总数总数活化活化分子数分子数活化分子百活化分子百分数分数升高温度升高温度不变不变增加增加增加增加加快加快增加增加有效碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响有效碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响1、用用3克块状大理石与克块状大理石与30毫升毫升3mol/L盐酸反应制取盐酸反应制取CO2气体，气体，若要增大反应速率，可采取的措施是若要增大反应速率，可采取的措施是( )再加入再加入30毫升毫升3mol/L盐酸盐酸 改用改用30毫升毫升6mol/L盐酸盐酸 改
17、用改用3克粉末状大理石克粉末状大理石 适当升高温度适当升高温度 A B C D B练习练习2 2、把空气中久置的铝片、把空气中久置的铝片5.0g5.0g投入盛有投入盛有500ml0.5mol/l500ml0.5mol/l硫酸溶液的硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用图所烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用图所示的坐标曲线来表示，回答下列问题：示的坐标曲线来表示，回答下列问题：（1 1）曲线）曲线0a0a段不产生氢气的原因段不产生氢气的原因有关化学方程式为：有关化学方程式为：（2 2）曲线）曲线acac段，产生氢气的速率增加较快的主要原因段，产生氢气的速
18、率增加较快的主要原因（3 3） 曲线曲线c c点后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因点后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因 铝片表面有氧化膜，硫酸先和氧化铝反应，铝片表面有氧化膜，硫酸先和氧化铝反应，不产生氢气不产生氢气Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 O该反应是放热反应，使温度升高，化学反应速率加快该反应是放热反应，使温度升高，化学反应速率加快硫酸的浓度渐小，化学反应速率逐渐下降硫酸的浓度渐小，化学反应速率逐渐下降。将一定浓度的盐酸倒入块状碳酸钙固体中，若作如下改变，将一定浓度的盐酸倒入块状碳酸钙固体中，若作如下改变，其中能使最初的化学反应速率增大的是（其中能使最初的化学反应速率增大的是（ ） A、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量增加一倍、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量增加一倍 B、盐酸的浓度增大一倍，但盐酸的用量减少到原来的一半、盐酸的浓度增大一倍，但盐酸的用量减少到原来的一半 C、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的质量、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的质量 D、将块状、将块状CaCO3用用CaCO3粉末代替粉末代替BD
