2.1.2影响化学反应速率的因素课件 (共36张PPT)人教版(2019)选择性必修1

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2.1.2影响化学反应速率的因素课件 (共36张PPT)人教版(2019)选择性必修1

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1天
室温下
相同条件下:
不同的化学反应会有不同的反应速率
烘干制成草莓脆
同一化学反应的速率,
受到外界因素的影响
1~2周
室温下
不同条件下:
不同化学反应
的速率
反应物本身性质
(内因)
反应物组成、结构、性质
同一化学反应
的速率
外界条件
(外因)
温度、浓度(压强)、催化剂、接触面积等
这些因素如何影响ν?如何测定ν?
上个学期,我们学习过影响化学反应速率的因素,大家还记得吗?
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第二课时
影响化学反应速率的因素
一、影响化学反应速率的因素
分别向两支盛有等体积0.5 mol/L H2SO4溶液的试管中加入表面积相同、质量相等的锌片、铁片。
实验探究
一、影响化学反应速率的因素
实验探究
分别向两支盛有等体积0.5 mol/L H2SO4溶液的试管中加入表面积相同、质量相等的锌片、铁片。
结论1:
一、影响化学反应速率的因素
思考与讨论
如何改进实验才能更准确的观察锌与稀硫酸反应的速率比铁与稀硫酸反应的速率大呢?
可以测量:
相同时间内产生H2的体积。
产生相同体积的H2所需的时间。
相同时间内溶液pH值的变化。
相同时间内溶液与固体的总质量的减少量。
观察并记录:
记时、读数、记录数据,得出实验结果。
化学反应速率是由反应物的性质决定的---- 内因是主要因素
一、影响化学反应速率的因素
在定性研究中
变量控制
定性观察
对照实验
控制单一变量
气泡快慢、颜色变化、浑浊程度
固体量减少、温度变化等
对比实验现象
【实验探究——定性与定量研究影响化学反应速率的因素】
【提出问题】
浓度,温度,催化剂,等因素如何影响化学反应速率?如何测定化学反应速率?
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
【实验用品】
选择实验用品,设计实验探究影响化学反应速率的因素
实验仪器
实验药品
实验原理
烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。
0.1 mol/L Na2S2O3溶液、
0.1 mol/L H2SO4溶液、0.5 mol/L H2SO4溶液、
5% H2O2溶液、1mol/L FeCl3溶液、
蒸馏水、热水。
Na2S2O3+H2SO4 === _______ _ ___________ _
Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
2H2O2 === 2H2O + O2↑
【实验方案设计思路】
1. 选取同一个反应,探究不同因素产生的影响。
2.选取不同的反应,探究同一因素产生的影响。
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
1、浓度对化学反应速率的影响
怎样设计实验方案?
方案一:硫酸的浓度不同
Na2S2O3+H2SO4 === Na2SO4+SO2↑ +S↓ +H2O
编号
0.1 mol/L
Na2S2O3溶液
0.05mol/L H2SO4溶液
0.1 mol/L H2SO4溶液
1
5 mL
2
5 mL
5 mL
0 mL
0 mL
5 mL
浑浊的快慢
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
1、浓度对化学反应速率的影响
方案一:硫酸的浓度不同
编号
0.1 mol/L
Na2S2O3溶液
0.05mol/L H2SO4溶液
0.1 mol/L H2SO4溶液
实验现象
1
5 mL
5 mL
0 mL
2
5 mL
0 mL
5 mL
变浑浊,较慢
变浑浊,较快
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
1、浓度对化学反应速率的影响
方案二:硫代硫酸钠的浓度不同
编号
0.1 mol/L H2SO4溶液
0.1 mol/L
Na2S2O3溶液
1
5 mL
2
5 mL
蒸馏水
Na2S2O3+H2SO4 === Na2SO4+SO2↑ +S↓ +H2O
浑浊的快慢
怎样设计实验方案?
5 mL
0 mL
3 mL
2 mL
实验现象
变浑浊,较慢
变浑浊,较快
【实验结论1】
________________,
增大反应物浓度,反应速率________;
减小反应物浓度,反应速率________
其他条件相同时
增大
减小
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
注意:
1、浓度对化学反应速率的影响
1、此规律只适用于气体或溶液的反应,
对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,
因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。
2、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大。
4、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,
因此一般反应速率也会逐渐减小。
3.反应物浓度增大也有可能造成化学反应速率减慢。
要考虑常温下铁和铝在浓硝酸和浓硫酸中会发生钝化现象。
思考:人们常把固体试剂溶于水配成溶液再进行化学实验,原因是什么?
溶液中溶质以分子或离子形式存在,且分布均匀,
使反应物分子或离子之间直接接触的机会极大地增加,
可以大大提高反应速率。
当物质以溶液状态存在时,能增大化学反应速率。
2、温度对化学反应速率的影响
Na2S2O3+H2SO4 === Na2SO4+SO2↑ +S↓ +H2O
浑浊的快慢
怎样设计实验方案?
方案一:硫酸的温度不同
编号
0.1 mol/L
Na2S2O3溶液
0.1 mol/L H2SO4溶液
1
5 mL
5 mL
2
5 mL
5 mL
热水
热水浴

【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
2、温度对化学反应速率的影响
方案一:硫酸的温度不同
编号
0.1 mol/L
Na2S2O3溶液
0.1 mol/L H2SO4溶液
热水
实验现象
1
5 mL
5 mL
热水浴
2
5 mL
5 mL

变浑浊,较快
变浑浊,较慢
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
2、温度对化学反应速率的影响
方案二:过氧化氢溶液的温度不同
2H2O2 === 2H2O + O2↑
气泡的快慢
怎样设计实验方案?
编号
5%H2O2溶液
1
4 mL
2
4 mL
热水
热水浴

实验现象
(相同时间内出现气泡的多少)
较多
较少
冷水
热水
【实验结论2】
________________,
升高温度,反应速率________;
降低度,反应速率________
其他条件相同时
加快
减慢
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
2、温度对化学反应速率的影响
注意:
1、温度对反应速率影响的规律,对吸热反应,放热反应都适用。
2、反应若是可逆反应,
升高温度,正、逆反应速率都加快,
降低温度,正、逆反应速率都减小。
3、大量实验证明,温度每升高10℃,
化学反应速率通常增大为原来的2 — 4倍,
表明温度对速率的影响非常显著。
3、催化剂对化学反应速率的影响
2H2O2 === 2H2O + O2↑
气泡的快慢
编号
5%H2O2
溶液
1 mol/L FeCl3
溶液
1
5 mL
2
5 mL
蒸馏水
3 滴
3 滴


【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
3、催化剂对化学反应速率的影响
2H2O2 === 2H2O + O2↑
气泡的快慢
编号
5%H2O2
溶液
1 mol/L FeCl3
溶液
蒸馏水
实验现象
(相同时间内出现气泡的多少)
1
5 mL
3 滴

2
5 mL

3 滴
较多
较少
【实验结论3】
_______________,使用催化剂可以______反应速率
其他条件相同时
加快
对H2O2的催化效果:MnO2>Fe3+>Cu2+
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
3、催化剂对化学反应速率的影响
注意:
1、催化剂能改变化学反应速率,
而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变。
2、正催化剂加快化学反应速率;负催化剂减慢化学反应速率。
一般情况下无特别说明指的是正催化剂。
3、催化剂具有一定的选择性。
4、催化剂只能催化可能发生的反应,对不发生的反应毫无作用。
5、反应若是可逆反应,使用催化剂同等程度的增大(或减慢)正逆反应速率,从而改变反应到达平衡所需时间。
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
影响化学反应速率的因素除了反应物浓度、温度、催化剂以及固体反应物的表面积外,还有没有其他的因素?
【思考与讨论】
N2(g) + 3H2 (g) 2NH3(g)
500?C
20MPa----50MPa
为何工业合成氨,通常在2×107 ~ 5×107 Pa的压强下进行。
对于有气体参加的反应,
改变压强对反应速率的影响的实质是:
改变体积,使反应物的浓度改变。
对于气体来说,在相同温度下,压强越大,
一定质量气体的体积越小,单位体积内气体的分子数越多。
【思考与讨论】
注意:①只对有气体参加或生成的反应有影响
②改变压强的本质:引起反应物浓度的变化
4、压强对化学反应速率的影响
结论4:其他条件不变时,对于有气体参与的反应,
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
增大压强( 减小容器容积)相当于增大反应物的浓度,化学反应速率增大;
减小压强(增大容器容积)相当于减小反应物的浓度,化学反应速率减小。
在N2+3H2? 2NH3中,当其他外界条件不变时:
Ⅰ、减小体系压强(扩大容器体积),该反应的速率怎么变?
Ⅱ、在反应中保持体系容积不变,充入N2 ,反应的速率怎么变?
Ⅲ、在反应中保持体系容积不变,充入He,反应的速率怎么变?
Ⅳ、在反应中保持体系压强不变,充入He,反应的速率怎么变?
压强影响反应速率,必须伴随体积的改变即浓度的变化。
思考:
若容器的体积不变,各气体的浓度不变,
则速率不变(如在密闭容器中通入惰性气体)
1、恒温时:
2、恒容时:
3、恒压时:
对于气体有下列几种情况:
②、充入“惰性气体”(如 He 等)→
①、充入气体反应物 →
增大压强 →
体积减少 →
浓度增大 →
反应速率增大
反应物浓度增大 →
总压增大 →
反应速率增大;
引起总压增大,
反应速率不变
充入“惰性气体”(如 He 等)→
引起体积增大→
各反应物浓度减少 →
反应速率减慢。
但各物质的浓度不变 →
思考与交流
恒容时,向反应2SO2+O2 2SO3充入N2气,
化学反应速率如何变化?
恒压时,向反应2SO2+O2 2SO3充入N2,
化学反应速率如何变化?
恒容时通入惰性气体,体系压强增大,但反应物和生成物的浓度不变,所以化学反应速率不变。
恒压时通入惰性气体,系统体积增大,反应物和生成物的浓度减小,所以化学反应速率减小。
【问题与讨论】
上述实验探究中,你用到了哪些科学方法?
对照实验法
定性观察法
变量控制法
科学归纳法
1
2
3
4
【实验探究Ⅰ——定性研究影响化学反应速率的因素】
【实验探究Ⅱ——定量研究影响化学反应速率的因素】
【提出问题】
通过实验测定并比较下列化学反应的速率。
【实验操作】
(1)按下图所示安装装置,
在锥形瓶内放入2g锌粒,
通过分液漏斗加入40 mL 1 mol/L的稀硫酸,
测量收集10 mL H2所用的时间。
(2)用4 mol/L的稀硫酸代替1 mol/L的稀硫酸重复上述实验。
试剂
反应速率
所用时间
结论
1 mol/L H2SO4
4 mol/L H2SO4
【实验探究Ⅱ——定量研究影响化学反应速率的因素】
试剂
反应速率
所用时间
结论
1 mol/L H2SO4
4 mol/L H2SO4




其他条件相同时,
反应物浓度大,
化学反应速率快
如何计算反应速率?
Zn+H2SO4    ZnSO4+H2↑
n(H2SO4)
n(H2)
已知该条件下的Vm=25 L/mol
n(H2SO4)=n(H2)
【问题与讨论】
上述实验探究中,你用到了哪些科学方法?
对照实验法
定性观察法
变量控制法
科学归纳法
1
2
3
4
【实验探究Ⅱ——定量研究影响化学反应速率的因素】
除温度、催化剂、溶液的浓度、气体的压强、固体的表面积外,
其他影响因素:
反应物的状态、溶剂、光照、原电池、光波、电磁波、超声波等都可以影响化学反应速率。
一、影响化学反应速率的因素
影响ν的外因
温度
温度越高,ν越快
温度每升高10℃,反应速率通常增加2 ~ 4倍
浓度
增大反应物的浓度,加快 ν ;
催化剂
催化剂可改变 ν
压强
有气体参加的反应:
增大压强(减小容器容积),ν加快
其他
增大反应物的表面积(即粉碎),ν加快
形成原电池,通常能加快 ν
归纳总结:
影响效果:催化剂>温度>浓度
影响化学反应速率的外界条件
例1、硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,
下列各组实验中最先出现浑浊的是(  )
D
影响效果:催化剂>温度>浓度
例2、 反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中
进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 (  )
A.将容器的体积扩大一倍
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大
C

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