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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
新课导入
思考：对于下列反应，你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好？
钢铁腐蚀 食物腐坏 炼钢 合成氨
调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。
新课导入
1、 在通常情况下，Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈(反应速率快)？为什么？
2、将等物质的量的碳酸钠放入等体积等浓度的盐酸和醋酸中，产生CO2的速率哪个较快？为什么？
3、石油的形成要多少年？炸药的爆炸呢？
4、以上说明化学反应速率的决定因素是什么？
结论：决定化学反应速率的因素是参加反应的物质本身的化学性质（即反应物的组成、结构和性质等因素）。
Na与水反应更剧烈，因为钠比镁更活泼
与盐酸反应产生CO2的速率更快，因为等体积等浓度的盐酸电离出的氢离子比醋酸多
石油的形成需要几千年甚至更久，而炸药的爆炸只需要几微秒至几十微秒
影响化学反应速率的主要因素
一.影响化学反应速率的主要因素(内因)
不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的本身性质(组成、结构和性质)是决定化学反应速率的最主要因素。如：形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁小于铝
除了物质本身的结构性质外，我们发现外界因素也会对化学反应速率造成影响。请举出有哪些相关的影响因素？
浓度、温度、压强、催化剂等
影响化学反应速率的主要因素
【实验探究】在探究某一条件对化学反应速率的影响时，要保证其他条件完全相同，即采用“变量控制法”。
任务1 任务2 任务3
待研究的变量
需控制不变的量
温度
催化剂
浓度
温度、浓度等
温度、催化剂等
催化剂、浓度等
思考：如何借助反应现象来体现化学反应速率？
颜色变化快慢，产生气泡快慢，产生浑浊快慢，固体减少快慢等
影响化学反应速率的主要因素
选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素
任务1 任务2 任务3
待研究的变量
需控制不变的量
探究的反应
观察的现象
温度
催化剂
浓度
温度、浓度等
温度、催化剂等
催化剂、浓度等
实验用品：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、1 mol/L FeCl3溶液、蒸馏水、热水。
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓ + H2O
2H2O2 = O2↑ + 2H2O
产生浑浊快慢
产生气泡快慢
影响化学反应速率的主要因素
1、浓度对化学反应速率的影响
实验过程 取两支大小相同的试管，分别加入5 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，向其中一支试管(左图)加入5 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，另一支试管(右图)加入5 mL 0.5mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 实验装置
化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验现象 两支试管中的溶液均变浑浊，滴加0.5mol·L－1H2SO4溶液的试管先变浑浊 实验结论 增大浓度，化学反应速率增大(反应物浓度越大，反应速率越快)
S2O32-+2H+=SO2↑+S↓+H2O
影响化学反应速率的主要因素
1、浓度对化学反应速率的影响
（1）固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响。
（2）若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化（如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁遇浓硫酸钝化）。
（3）对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。
（4）固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率。
（5）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。
影响化学反应速率的主要因素
2、温度对化学反应速率的影响
实验过程 取两支大小相同的试管，各加入5 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液和5mL 0.1mol/L H2SO4溶液，分别放入盛有热水和冷水的两个烧杯中。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 实验装置
化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验温度 热水 冷水
出现黄色浑浊的时间 短 长
实验结论 若其他条件相同，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
影响化学反应速率的主要因素
2、温度对化学反应速率的影响
（1）温度对反应速率的影响适用于任何反应，无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率都增大，降低温度，反应速率都减小。
（2）温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。
（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，利用这一规律可以对一些化学反应速率进行粗略估算。
影响化学反应速率的主要因素
3、压强对化学反应速率的影响
通过缩小容器体积使压强增大，气体分子间间隙减小，相当于增大反应物浓度，化学反应速率加快
如果压缩固体或液体呢？
体积变化不明显
压强对反应速率的影响是通过浓度对反应的影响实现的
影响化学反应速率的主要因素
3、压强对化学反应速率的影响
（1）压强对化学反应速率的影响只适用有气体参加的反应；由于固体、液体粒子间的空隙很小，增大压强几乎不能改变它们的浓度，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。
（2）压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的，P增大→c浓度成比例增大，P减小→c浓度成比例减小
（3）对于气体有下列几种情况:恒温时：增大压强→体积减少→C增大→反应速率增大。恒容时：A、充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大； B、冲入“无关气体”（如He、N2等）→引起总压增大，但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变→反应速率不变。恒压时：冲入“无关气体”（如He等）→引起体积增大， →各反应物浓度减少→反应速率减慢。
影响化学反应速率的主要因素
4、催化剂对化学反应速率的影响
实验过程 取两支大小相同的试管，分别加入2 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管(右图)滴加2滴1 mol/L FeCl3溶液。观察、比较两支试管中气泡出现的快慢 实验装置
化学方程式 2H2O2 ==== 2H2O＋O2↑ 实验现象 无明显现象 产生大量气泡
解释 H2O2分解缓慢 加入FeCl3，H2O2分解速率迅速
实验结论 催化剂能加快化学反应速率 影响化学反应速率的主要因素
4、催化剂对化学反应速率的影响
（1）催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应方向，也不能改变反应热的大小。
（2）同一催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率。
（3）没特别指明一般指正催化剂
（4）催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用
（5）催化剂一定的具有选择性
（6）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(催化能力降低)。
影响化学反应速率的主要因素
5、其他因素对化学反应速率的影响
(1)固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。
(2)反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。
(3)形成原电池：可以增大氧化还原反应的反应速率。
(4)其它方法：光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨，均是行之有效的改变化学反应速率的方法(块状)
影响化学反应速率的主要因素
总结归纳
定性研究
定量研究
有没有比观察沉淀和气泡生成快慢更准确的方法来分析实验结果呢？
影响化学反应速率的因素
内因（主要因素）
外因（次要因素）
浓度：
其他条件不变，增大浓度反应加快，减小浓度反应减慢
温度：
其他条件不变，升高温度反应加快，降低温度反应减慢
压强：
其他条件不变，增大压强反应加快，减小压强反应减慢
催化剂：
其他条件不变，加催化剂能大幅加快反应速率。
接触面积：
其他条件不变，增大接触面积加快反应速率。
定量研究浓度对化学反应速率的影响
实验操作：按如图所示安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸溶液。根据产生相同体积的氢气所需要的时间来判断化学反应速率的快慢。
定量研究浓度对化学反应速率的影响
定量研究浓度对化学反应速率的影响
问：在用上述实验测定锌与硫酸反应的速率时：
(1)为确保测定的准确性，应注意哪些事项？
①锌的颗粒(即表面积)大小基本相同；
②稀硫酸要迅速加入；
③装置气密性良好，且计时要迅速准确。
(2)除了测定氢气的体积外，你还能设计哪些方案测定锌与稀硫酸反应的速率？
①在恒容反应装置中，测定一段时间内压强的变化；
②测定一段时间内H＋的浓度变化；
③测定一段时间内锌粒的质量变化。
化学反应速率图像
1、全程速率—时间图(v-t图像)
(1)Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图所示。
AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大
BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小
化学反应速率图像
(2)H2C2O4溶液中加入酸性KMnO4溶液，随着反应的进行，反应速率随时间的变化如图所示
2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
AB段：反应产生的Mn2＋对该反应起催化作用,化学反应速率逐渐增大
BC段：随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小
化学反应速率图像
2、速率—温度图(v-T图像)
其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大
其他条件一定，反应速率随着温度的降低而减小
化学反应速率图像
3、速率—压强图(v-P图像)
其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大；
其他条件一定，减小气态反应物的压强(增大容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小
随堂测试
1.控制变量法是化学实验的常用方法之一。下图实验探究影响反应速率的因素是
A.浓度 B.温度 C.催化剂 D.固体质量
B
随堂测试
2.下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是A．Cu能与浓硝酸反应，而不与浓盐酸反应B．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快C．N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应D．Cu与浓硫酸反应，而不与稀硫酸反应
A
随堂测试
3.亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温，不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为
A.酸使亚氯酸的氧化性增强
B.溶液中的H＋起催化作用
C.溶液中的Cl－起催化作用
D.逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低
C
随堂测试
4．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列顺序正确的是(　　)甲：在500℃时，SO2和O2各10 mol 反应乙：在500℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2起反应丙：在450℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应丁：在500℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
C
随堂测试
5.碳酸钙与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的
量与反应时间的关系如图所示，下列结论错
误的是
A.反应开始2 min内平均反应速率最大
B.反应速率先增大后减小
C.反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
D.反应在2～4 min内以CO2的物质的量变化表示的反应速率为v(CO2)＝
　0.1 mol·min－1
A
THANKS

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