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第二节 影响化学反应速率因素

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影响化学反应速率 第二节影响化学反应速率
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第二节 影响化学反应速率的因素 知识回顾:有关化学反应速率υ的问题: (1)υ是用来衡量化学反应快慢的, 表达式为:υ =△C/t。 (2)在同一反应中,当用不同的物质来描述该反 应的速率时,其数值可能不一样,但数值之比 一定等于化学方程式中的化学计量数之比。即 反应:aA+bB=cC+dD ,则: υ(A)∶υ(B) ∶υ(C) ∶υ(D)=a∶b∶c∶d 请问:通常情况下,Na与水的反应和Mg 与水的反应哪个剧烈?为什么?这说明 化学反应的速率首先取决于什么? 1内因:反应物本身的性质 一 影响化学反应速率的因素 一 影响化学反应速率的因素 1内因:反应物本身的性质 2外因: (1)浓度对化学反应速率的影响 结论:其它条件不变时, 增大反应物的浓度,反应速率增大; 减小反应物的浓度,反应速率减小。 练习一:对于有气体参加的反应,在密闭 容器中保持其它条件不变,增大压强,则 体系体积 ,气体反应物的浓度 ,反应速率因此也将 ;减小压强 ,则体系体积 ,气体反应物的浓 度 ,反应速率因此也将 ; 一 影响化学反应速率的因素 减小 增大增大 减小 减小 增大 练习二:对于没有气体参加的反应,即反 应物为固体、液体或反应在溶液中进行时 ,改变压强,则体系体积 ,各 反应物的浓度 ,因此反应速率 也将 ; 一 影响化学反应速率的因素 基本不变 基本不变 基本不变 一 影响化学反应速率的因素 1内因:反应物本身的性质 2外因: (2)压强对化学反应速率的影响 结论:对于有气体参加的反应, 其它条件不变时, 增大压强,反应速率增大; 减小压强,反应速率减小。 一 影响化学反应速率的因素 1内因:反应物本身的性质 2外因: (2)压强对化学反应速率的影响 压强对化学反应速率影响的本质是——压强 影响反应物浓度,进而影响速率。 一 影响化学反应速率的因素 1内因:反应物本身的性质 2外因: (3)温度对化学反应速率的影响 结论:其它条件不变时, 升高温度,反应速率增大; 降低温度,反应速率减慢。 一 影响化学反应速率的因素 1内因:反应物本身的性质 2外因: (4)催化剂对化学反应速率的影响 结论:催化剂可以显著改变化学反应速率 , 正催化剂:能够加快反应速率的催化剂; 负催化剂:能够减慢反应速率的催化剂。 如不特意说明,指正催化剂。 一 影响化学反应速率的因素 1内因:反应物本身的性质 2外因: (5)其它因素对化学反应速率的影响 增大反应物间的接触面积、 反应物固体的颗粒大小、 光、电磁波、超声波、 溶剂的性质等。 一 影响化学反应速率的因素 1内因:反应物本身的性质 2外因: 浓 度 压 强 温 度 催化剂 其他因素 化学反应的过程是反应物分子中的原子重新 组合生成产物分子的过程;如果反应物分子间相 互不接触、不碰撞,就不可能发生化学反应;因 此,反应物分子间的碰撞是反应的前提条件。 碰撞理论 是否反应物分子间的每次碰撞就一定形成产物分子呢? 教材P36——信息提示 反应物分子间的碰撞不一定都能发生化学反应; 能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。 有效碰撞的条件是:碰撞的分子具有足够高的能 量;具有合适的碰撞方向。 有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞 。 活化分子:能够发生有效碰撞的分子 。 活化分子百分数: (活化分子数/反应物分子数)×100% 活化能:活化分子的平均能量与所有 分子的平均能量之差。 碰撞理论 解释:浓度对化学反应速率的影响。 在其他条件不变时,反应体系中活化 分子百分数是一定的;当反应物的浓度增 大时,即单位体积内的分子总数 , 因此活化分子数也相应的 ,所以 反应物分子间有效碰撞的次数 ,即 反应速率 。 碰撞理论 提示:对于纯固体或液体而言,一般 情况下其浓度是常数,因此改变它们的量 并没有改变浓度,所以化学反应速率不变 。 增多 增多 增多 增大 随堂练习 下列说法错误的是 A.当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化 学反应 B.发生有效碰撞的分子一定是活化分子 C.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 D.活化分子间每次碰撞都发生化学反应 E.能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量 F.活化能指活化分子多出反应物分子能量的那部分能量 √ √ 碰撞理论 解释:温度对化学反应速率的影响。 (1) 温度升高,分子的能量增加,从而增加 了活化分子的数量,反应物分子间有效碰 撞的次数增多,反应速率增大。 (2)温度升高,分子运动速度加快,分子间 碰撞的次数增加,有效碰撞的次数增多, 反应速率相应的加快。前者是主要原因。 碰撞理论 (1) 一般温度每升高100C,反应速率增加2 到4倍。 (2)温度对反应速率的影响,无论是放热反 应,还是吸热反应都适用。 提 示 (3)温度对反应速率的影响,无论反应物是 固体、液体、气体都适用。 过渡态理论 解释:催化剂对化学反应速率的影响。 在其他条件不变时,使用催化剂可以 大大降低反应所需要的能量,会使更多的 反应物分子成为活化分子,大大增加活化 分子百分数,因而使反应速率加快。 生成物平均能量 活化分子具有能量 能量 反应物平均能量 生成物平均能量 能量 使用催化剂 Ea 活化分子能量 反应物平均能量 Ea (1)对可逆反应来说,若催化剂可催化正反 应,则一定也可同等程度的催化逆反应的 速率。 (2)催化剂中毒:催化剂的活性因接触少量的 杂质而明显下降甚至遭到破坏,这种现象叫 催化剂中毒。 催化剂对化学反应速率的影响。 提 示 练习:对于在溶液间进行的反应,对反应 速率影响最小的因素是( ) A、温度 B、浓度 C、压强 D、催化剂 练习:下列条件的变化,是因为降低反应所 需的能量而增加单位体积内的反应物活化分 子百分数致使反应速率加快的是( ) A、增大浓度 B、增大压强 C、升高温度 D、使用催化剂 √ √ H2 、I2 N2 讨论1:取一个容积固定的密闭容器,充入N2后 ,对速率有何影响? 总气压增大 H2 、I2浓度不变 速率不变 H2 、I2 N2 总气压不变 I2、H2浓度减小 速率减小 讨论1:取一个容积可变的密闭容器,充入N2后 ,对速率有何影响? 在C(固)+CO2(气)=2CO(气) 的反应中。 现采取下列措施: (1)增大压强 ;(2)增加碳的量 (3)通入CO2; (4)恒容下充入N2; (5)恒压下充入N2 哪些措施能够使反应速率增大?为什么? 答案:(1)(3) 没足够的能量没合适的取向 足够的能量 合适的取向 1909年 W. 奥斯特瓦尔德(德国人) 从事催化作用、化学平衡以及反应速度的研究 1929年 A. 哈登(英国人), 冯·奥伊勒 – 歇尔平(瑞典人) 阐明了糖发酵过程和酶的作用 1963年 K. 齐格勒(德国人)、 G. 纳塔(意大利人) 发现了利用新型催化剂进行聚合的方法,并从事 这方面的基础研究 与化学反应速率相关的诺贝尔化学奖与化学反应速率相关的诺贝尔化学奖 1967年 R.G.W.诺里会、 G. 波特(英国人) M. 艾根(德国人) 发明了测定快速化学反应的技术 1999年 A. 兹韦勒美籍埃及人 利用激光闪烁研究化学反应(飞秒化学) 2001年 威廉·诺尔斯、巴里·夏普莱斯(美国人) 、 野依良治(日本人) 在“手性催化氢化反应”领域取得成就 与化学反应速率相关的诺贝尔化学奖与化学反应速率相关的诺贝尔化学奖 http://bbs.mm9mm.com/viewthread.php?tid=38124http://bbs.mm9mm.com/viewthread.php?tid=38124 http://http://www.baidu.comwww.baidu.com
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