1、第二节影响化学反应速率的因素第二节影响化学反应速率的因素课程标准导航课程标准导航1.理解外界条件理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂浓度、温度、压强、催化剂等等)对化学反应速率的影响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了解催化剂在生产、生活和科学研究领域了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。中的重大作用。3知道活化能的含义及其对化学反应速率知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。的影响。4了解通过改变外界条件从而改变化学反了解通过改变外界条件从而改变化学反应速率的方法和意义。应速率的方法和意义。新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、有效碰撞理论
2、一、有效碰撞理论1有效碰撞：能够引发化学反应的碰撞。有效碰撞：能够引发化学反应的碰撞。2活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化分子：能够发生有效碰撞的分子。3活化能：活化分子比普通分子所高出的活化能：活化分子比普通分子所高出的能量。活化能越小，普通分子就越能量。活化能越小，普通分子就越_变变成活化分子；如图所示：反应的活化能是成活化分子；如图所示：反应的活化能是_，反应热是，反应热是E1E2。容易容易E1二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素化学反应速率与分子间的化学反应速率与分子间的_有关，所有能够改变内能、运动速率，以及有关，所有能够改变内能、运动速率，以及_的方法，都可以用
3、来改变、控制的方法，都可以用来改变、控制反应的速率。反应的速率。有效碰撞频率有效碰撞频率碰撞几率碰撞几率影响影响因素因素影响结果影响结果理论解释理论解释浓度浓度(其他其他条件条件相同相同)增大反应物的浓度增大反应物的浓度,反应速率反应速率_,减减小小反应物的浓度反应物的浓度,反应反应速率速率_增大反应物浓度增大反应物浓度单位体积内单位体积内_增多增多有效有效碰撞几率增加碰撞几率增加化化学反应速率学反应速率_压强压强(对有对有气体气体参加参加的反的反应应)增大压强增大压强(缩小容器缩小容器容积容积)，反应速率，反应速率_；减小压；减小压强强(增大容器容积增大容器容积)，反，反应速率应速率_增大压
4、强增大压强气体体气体体积缩小积缩小反应物浓反应物浓度增大度增大反应速率反应速率_增大增大减小减小活化分活化分子数子数增大增大加快加快减慢减慢加快加快影响因影响因素素影响结果影响结果理论解释理论解释温度温度(其其他条件他条件相同相同)升高温度，反升高温度，反应速率增大，应速率增大，降低温度，反降低温度，反应速率减小应速率减小升高温度升高温度_和较高能量的分子间的碰撞和较高能量的分子间的碰撞频率提高频率提高_增加增加化学反应速率化学反应速率_催化剂催化剂使用催化剂可使用催化剂可_化学化学反应速率反应速率催化剂催化剂改变反应的改变反应的_、降低反应所需活化能降低反应所需活化能提高提高_增加增加反应速
5、率加快反应速率加快其他因其他因素素光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。场、高速研磨等。加快加快活化分子百分数活化分子百分数有效碰撞几率有效碰撞几率增大增大路径路径活化分子百分数活化分子百分数有效碰撞几率有效碰撞几率自主体验自主体验1决定化学反应速率的内因是决定化学反应速率的内因是()温度温度压强压强催化剂催化剂浓度浓度反应物本身的性质反应物本身的性质AB仅仅C仅仅 D仅仅解析：选解析：选B。决定化学反应速率大小的内因。决定化学反应速率大小的内因是反应物本身的性质，温度、压强、催化剂是反应物本身的性质，温度、压强、催化剂与浓度均为影响化学反
6、应速率的外因，与浓度均为影响化学反应速率的外因，B正正确。确。2在恒温恒容条件下，能使在恒温恒容条件下，能使A(g)B(g)C(g)D(s)正反应速率加快的是正反应速率加快的是()A减少减少C或或D的物质的量的物质的量 B增大增大D的物质的量的物质的量C减少减少B的物质的量的物质的量 D增大增大A或或B的物质的量的物质的量解析：选解析：选D。增大反应物的浓度，反应速率。增大反应物的浓度，反应速率加快。加快。3下列说法正确的是下列说法正确的是()A具有较高能量的反应物分子称为活化分具有较高能量的反应物分子称为活化分子子B升高温度反应速率一定加快升高温度反应速率一定加快C催化剂能够增大反应的活化能
7、催化剂能够增大反应的活化能D任何化学反应都需要催化剂任何化学反应都需要催化剂解析：选解析：选B。能量高不一定是活化分子，只。能量高不一定是活化分子，只有能量较高且能发生有效碰撞的分子才是活有能量较高且能发生有效碰撞的分子才是活化分子；催化剂降低反应的活化能；并不是化分子；催化剂降低反应的活化能；并不是所有的反应都需要催化剂。所有的反应都需要催化剂。要点突破讲练互动要点突破讲练互动外界条件对反应速率的外界条件对反应速率的影响影响探究导引探究导引1根据能量变化，化学反应分为吸热根据能量变化，化学反应分为吸热反应和放热反应。升高温度，只是吸热反应反应和放热反应。升高温度，只是吸热反应的反应速率增大，
8、对吗？的反应速率增大，对吗？提示：提示：不对。温度对反应速率的影响适用于不对。温度对反应速率的影响适用于物质以各种状态参加的化学反应。不管是吸物质以各种状态参加的化学反应。不管是吸热反应还是放热反应，升高温度，化学反应热反应还是放热反应，升高温度，化学反应速率都增大，降低温度，化学反应速率都减速率都增大，降低温度，化学反应速率都减小。小。要点归纳要点归纳一、外界条件对化学反应速率产生影响的本一、外界条件对化学反应速率产生影响的本质质二、有关化学反应速率影响因素的注意事项二、有关化学反应速率影响因素的注意事项1浓度浓度(1)固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其
9、用量时化学反应速率不变。用量时化学反应速率不变。(2)增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂,能增大化学反应速率。能增大化学反应速率。2温度温度温度对吸热反应影响显著。升高温度，吸热温度对吸热反应影响显著。升高温度，吸热反应、放热反应的反应速率均增大，但吸热反应、放热反应的反应速率均增大，但吸热反应增大的多；降低温度，吸热反应、放热反应增大的多；降低温度，吸热反应、放热反应，反应速率均减小，但吸热反应减小的反应，反应速率均减小，但吸热反应减小的多。多。3催化剂催化剂(1)有的催化剂能加快化学反应速率，有的催有的催化剂能加快化学反应速率，有的催化剂能减慢化学反应
10、速率。能加快化学反应化剂能减慢化学反应速率。能加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂；能减慢化学反速率的催化剂叫做正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫做负催化剂。在实践中，应速率的催化剂叫做负催化剂。在实践中，如不特别说明，凡是说催化剂都是指正催化如不特别说明，凡是说催化剂都是指正催化剂。剂。(2)可逆反应中催化剂可同等程度地改变正、可逆反应中催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。逆反应速率。4压强压强改变压强，对化学反应速率影响的根本原因改变压强，对化学反应速率影响的根本原因是引起浓度的改变。所以在讨论压强对反应是引起浓度的改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时速率的影响时,应区分引起压强改
11、变的原因。应区分引起压强改变的原因。(1)对于没有气体参与的化学反应，由于改变对于没有气体参与的化学反应，由于改变压强时，反应物浓度变化很小，可忽略不计压强时，反应物浓度变化很小，可忽略不计,因此对化学反应速率无影响。因此对化学反应速率无影响。(2)对于有气体参与的化学反应，有以下几种对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况：情况：恒温时，压缩体积恒温时，压缩体积压强增大压强增大浓度增大浓度增大反应速率加快。反应速率加快。恒温时，对于恒容密闭容器：恒温时，对于恒容密闭容器：a充入气体反应物充入气体反应物气体反应物浓度增大气体反应物浓度增大(压强也增大压强也增大)反应速率加快。反应速率加快。b充
12、入不参与反应的气体充入不参与反应的气体总压强增大总压强增大各物质浓度未改变各物质浓度未改变反应速率不变。反应速率不变。恒温恒压时恒温恒压时充入不参与反应的气体充入不参与反应的气体体积增大体积增大气体反气体反应物浓度减小应物浓度减小反应速率减小。反应速率减小。特别提醒特别提醒分析压强改变对化学反应速率的影响时，关分析压强改变对化学反应速率的影响时，关键是看气体浓度是否有变化：若气体浓度有键是看气体浓度是否有变化：若气体浓度有变化，化学反应速率一定改变；若气体浓度变化，化学反应速率一定改变；若气体浓度无变化，化学反应速率不改变。同时要注意无变化，化学反应速率不改变。同时要注意通常所说的压强增大是指
13、压缩加压。通常所说的压强增大是指压缩加压。即时应用即时应用1(2012锦州高二检测锦州高二检测)反应反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一密闭容器中进行，在一密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率减小的是下列条件的改变能使反应速率减小的是()A减少减少C的量的量B容积不变，增加水蒸气的量容积不变，增加水蒸气的量C升温升温 D压强不变，充入压强不变，充入Ne解析：选解析：选D。C为固体，其浓度为常数，改为固体，其浓度为常数，改变其用量，浓度不发生改变，反应速率不变变其用量，浓度不发生改变，反应速率不变,A错误；错误；B、C两项均使反应速率增大两项均使反应速率增大,错误错误;压强不变
14、，充入压强不变，充入Ne，说明容器体积增大，则，说明容器体积增大，则反应速率减小，正确。反应速率减小，正确。探究导引探究导引2 对图像对图像 ，该图像表明的是，该图像表明的是反应物的变化还是生成物的变化？反应物的变化还是生成物的变化？A点意义？点意义？提示：提示：反应物。该反应是可逆反应，反应物。该反应是可逆反应，A点点(t1时时)达平衡。达平衡。有关化学反应速率的图像有关化学反应速率的图像要点归纳要点归纳1解答图像题的方法与思路解答图像题的方法与思路(1)看懂图像。看懂图像。看面看面:弄清纵、横坐标的含义。弄清纵、横坐标的含义。看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与看线：弄清线的走向、变化趋
15、势及线的陡与平。平。看点：弄清曲线上点的含义，特别是一看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。折点、最高点与最低点等。看量的变化：看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。化。看要不要作辅助线：如等温线、等压看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。线等。(2)联想规律。看完线后联想外界条件对化学联想规律。看完线后联想外界条件对化学反应速率的影响规律。反应速率的影响规律。(3)作出判断。依据题意仔细分析，作出正确作出判断。依据题意仔细分析，作出正确判断
16、。如果图像中有三个量时，应确定一个判断。如果图像中有三个量时，应确定一个量不变，再讨论另两个量的关系。量不变，再讨论另两个量的关系。2常见的图像分析常见的图像分析(1)以化学反应以化学反应CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O为例为例(其他条件一定其他条件一定)图图A：反应速率随着：反应速率随着c(HCl)的增大而增大。的增大而增大。图图B：随着反应时间的延长，：随着反应时间的延长，c(HCl)逐渐减逐渐减小，化学反应速率逐渐减小。小，化学反应速率逐渐减小。图图C：反应速率随着温度的升高而增大。：反应速率随着温度的升高而增大。(2)例如：化学反应：例如：化学反应：2H2S(g)SO2(g)
17、=3S(s)2H2O(l)所所改改变变的的条条件件其他条件一其他条件一定，增大气定，增大气态反应物的态反应物的压强压强(缩小气缩小气体容器的容体容器的容积积)，反应速，反应速率随压强增率随压强增大而增大大而增大其他条件其他条件一定，增一定，增大反应体大反应体系的体积，系的体积，反应速率反应速率随体积的随体积的增大而减增大而减小小温度、容温度、容积一定，积一定，随着时间随着时间的增加，的增加，SO2、H2S的的物质的量物质的量逐渐减少，逐渐减少，气体压强气体压强减小，反减小，反应速率减应速率减小小分别在低温分别在低温(T1)和高温和高温(T2)下反下反应，气态反应物应，气态反应物的压强都逐渐增的
18、压强都逐渐增大，反应速率随大，反应速率随着压强的增大而着压强的增大而增大，随着温度增大，随着温度的升高而增大的升高而增大图图像像特别提醒特别提醒(1)根据根据c t图像图像,可计算某物质的平均速率、可计算某物质的平均速率、转化率，并可书写化学方程式等。转化率，并可书写化学方程式等。(2)根据根据v Tp图像，可判断温度的高低、压图像，可判断温度的高低、压强的大小，判断时先确定一个量强的大小，判断时先确定一个量p(或或T)，看，看另一个量另一个量T(或或p)与速率与速率v的关系，再判断高的关系，再判断高低低(或大小或大小)。即时应用即时应用2等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验等质量的铁与过量的盐
19、酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间条件下进行反应，测定在不同时间t产生氢气产生氢气体积体积V的数据，根据数据所绘制得到的图中的数据，根据数据所绘制得到的图中,曲线曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是所对应的实验组别可能是(双选双选)()组别组别c(HCl)/molL1温度温度/状态状态12.025块状块状22.530块状块状3 2.550块状块状42.530粉末状粉末状A.4321 B1234C3421 D1243解析：选解析：选AC。从表中铁的状态、盐酸的浓。从表中铁的状态、盐酸的浓度、反应的温度分析可得出：度、反应的温度分析可得出：1组最慢，其组最慢，其次慢的是次慢的是2组；
20、由于组；由于3组温度最高，组温度最高，4组用的组用的是铁粉，二者速率大小不好确定，故反应速是铁粉，二者速率大小不好确定，故反应速率是率是1234或或1243。题型探究权威预测题型探究权威预测外界条件对化学反应速率的外界条件对化学反应速率的影响影响 把下列四种把下列四种X溶液分别加入四个盛有溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是应最快的是()A10 20 mL 3 mol/L的的X溶液溶液B20 30 mL 2 mol/L的的X溶液溶液C10 1
21、0 mL 4 mol/L的的X溶液溶液D10 10 mL 2 mol/L的的X溶液溶液【答案答案】B【规律方法规律方法】(1)多个外界条件不同时，要多个外界条件不同时，要对比找出其他相同条件，然后比较。对比找出其他相同条件，然后比较。(2)比较浓度对反应速率的影响时，不能只看比较浓度对反应速率的影响时，不能只看加入前物质的浓度，应该看加入后形成混合加入前物质的浓度，应该看加入后形成混合溶液时的浓度。溶液时的浓度。(3)在温度和浓度同时影响反应速率时，一般在温度和浓度同时影响反应速率时，一般温度的影响要远大于浓度的影响。温度的影响要远大于浓度的影响。(2012珠海高二教学质量检测珠海高二教学质量
22、检测)下列下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是的图像曲线表示的是(双选双选)()化学反应速率的图表问题化学反应速率的图表问题选项选项反应反应纵坐标纵坐标甲甲乙乙A外形、大小相近的金外形、大小相近的金属和水反应属和水反应反应反应速率速率KNaB4 mL 0.01 molL1的的KMnO4溶液，分溶液，分别和不同浓度的别和不同浓度的H2C2O4(草酸草酸)溶液各溶液各2 mL反应反应0.1 molL1的的H2C2O4溶液溶液0.2 molL1的的H2C2O4溶溶液液C5 mL 0.1 molL1Na2S2O3溶液和溶液和5 mL 0.1
23、 molL1H2SO4溶液反应溶液反应热水热水冷水冷水D5 mL 4%的过氧化氢的过氧化氢溶液分解放出溶液分解放出O2无无MnO2粉粉末末加加MnO2粉粉末末【思路点拨思路点拨】解题时注意以下三点：解题时注意以下三点：(1)理解化学反应速率的影响因素。理解化学反应速率的影响因素。(2)表格中各栏信息的意义。表格中各栏信息的意义。(3)图像中图像中x、y轴的含义及曲线的变化趋势。轴的含义及曲线的变化趋势。【解析解析】反应速率与物质本身的性质有关。反应速率与物质本身的性质有关。由于由于K比比Na活泼，故相同大小的金属活泼，故相同大小的金属K和和Na,K的反应速率快，又由于的反应速率快，又由于Na、
24、K与与H2O反应反应均为放热反应，随反应进行，放出大量热，均为放热反应，随反应进行，放出大量热，反应速率逐渐加快，故反应速率逐渐加快，故A图像正确；由于起图像正确；由于起始时乙中始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲浓度大，故其反应速率比甲中快，中快，B图像错误；图像错误；由于甲反应是在热水中反应，温度高，故甲由于甲反应是在热水中反应，温度高，故甲的反应速率高于乙的反应速率。随着反应的的反应速率高于乙的反应速率。随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，应速率逐渐减小，C图像正确；图像正确；MnO2在在H2O2分解过程中起催化作
25、用，故乙中反应速分解过程中起催化作用，故乙中反应速率大于甲中反应速率，图像率大于甲中反应速率，图像D错误。错误。【答案答案】AC【规律方法规律方法】解答化学反应图像问题的一解答化学反应图像问题的一般步骤：般步骤：(1)认准横坐标、纵坐标各表示什么物理量；认准横坐标、纵坐标各表示什么物理量；(2)看清曲线的起点位置及曲线的变化趋势，看清曲线的起点位置及曲线的变化趋势，确定函数的增减性；确定函数的增减性；(3)理解曲线斜率大小的意义，当斜率为理解曲线斜率大小的意义，当斜率为0时时,曲线为一水平线的特定含义；曲线为一水平线的特定含义；(4)准确把握各个特殊点准确把握各个特殊点(如起点、最高点、如起点
26、、最高点、交点等交点等)的含义；的含义；(5)认准某些关键数据在解题中的特定作用；认准某些关键数据在解题中的特定作用；(6)全面、准确地从图中找出直接或隐含的信全面、准确地从图中找出直接或隐含的信息，结合上述几点快速得出答案。息，结合上述几点快速得出答案。外界条件对化学反应速率的外界条件对化学反应速率的影响的实验探究影响的实验探究探究方向：影响化学反应速率的客观因素有探究方向：影响化学反应速率的客观因素有许多，如温度、浓度、压强、催化剂、表面许多，如温度、浓度、压强、催化剂、表面积等，因此探究客观条件与化学反应速率关积等，因此探究客观条件与化学反应速率关系的实验设计及改进也就许许多多。系的实验
27、设计及改进也就许许多多。热点示例思维拓展热点示例思维拓展经典案例经典案例(2012安庆高二质检安庆高二质检)影响化学影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过图验的方法通过图1所示装置研究反应速率的所示装置研究反应速率的有关问题。有关问题。取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的量与反应时间的关系曲线如图的关系曲线如图2所示。所示。(1)请在下面的方框中画出上述反应的
28、速率请在下面的方框中画出上述反应的速率(mL/min)与时间与时间(min)的关系曲线。的关系曲线。(2)在前在前4 min内，镁条与盐酸的反应速率逐内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在渐加快，在4 min之后，反应速率逐渐减慢之后，反应速率逐渐减慢,请简述其原因：请简述其原因：_。【解析解析】由图由图2可知，生成可知，生成H2的反应速率的反应速率在在02 min内，较慢，内，较慢，24 min内最快，内最快，46 min内减慢，原因是内减慢，原因是Mg与盐酸反应放与盐酸反应放热热,前期反应放热使温度升高，故化学反应速前期反应放热使温度升高，故化学反应速率增大；后期盐酸的浓度减小，成为影响化率增大；后期盐酸的浓度减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐下降。逐渐下降。【答案答案】(1)(2)前期该反应放热，使溶液温度升高，化学前期该反应放热，使溶液温度升高，化学反应速率加快，后期盐酸的浓度减小，化学反应速率加快，后期盐酸的浓度减小，化学反应速率逐渐下降反应速率逐渐下降
