【选修四】影响化学反应速率的因素学习指导
【教材讲析】
一、影响化学反应速率的因素:
1、内因(决定因素):
反应物的结构和性质;
2、外因:
主要有浓度、压强、温度和催化剂等,其它因素还包括有固体表面积、光照、超声波、放射线、溶剂、电弧、强磁场、研磨等。
只考虑单一因素对化学反应速率的影响(其它因素保持不变),化学反应速率变化的趋势如下表所示:
影响因素 | 温度T↑ | 反应物浓度c↑ | 压强p↑ | 使用催化剂 |
化学反应速率 | v↑ | v↑ | v↑ | v↑ |
注:①纯固体和纯液体的浓度无法改变,只能改变其接触面积;
②改变压强相当于改变气体的浓度,压强对固体、液体的影响忽略不计;
③催化剂不特殊声明,均指正催化剂,对于可逆反应,催化剂可以同等地改变正、逆反应速率,不影响最终到达的状态。
各种外因影响化学反应速率的微观机理可利用简化的有效碰撞模型进行解释:
N(单位体积活化分子数)=N(单位体积分子数目)×w%(活化分子百分数), 而活化分子数越多,单位体积有效碰撞次数越多,化学反应速率越大。具体变化如下表所示(只考虑单一因素的影响):
影响因素 | 单位体积分子数目 | 活化分子百分数 | 单位体积活化分子数目 | 单位体积有效碰撞次数 | 化学反应速率 |
温度T↑ | 不变 | ↑ | ↑ | ↑ | ↑ |
反应物浓度c↑ | ↑ | ↑ | ↑ | ↑ | |
压强p↑ | ↑ | 不变 | ↑ | ↑ | ↑ |
使用催化剂 | 不变 | ↑ | ↑ | ↑ | ↑ |
对于可逆反应:
温度升高,正逆反应速率都增大,增大程度会有不同;反应物浓度增大,正逆反应速率都增大,增大程度会有不同;对于气体反应,体系压强增大(体积缩小),导致浓度增大,正逆反应速率都增大,增大程度会有不同。以上变化正逆反应谁增大的快,到第三节化学平衡学习。而外加催化剂,正逆反应速率都同等程度的增大。
二、实验设计与实施:
人教版本节的实验2-2、2-3、2-4及两个科学探究专题,分别探讨了单一因素浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,并重点探究了催化剂的选择性。因为要验证的是单一因素变化对反应速率的影响,必须考虑控制其他因素不变。所以:
1、对于研究多个变量的实验,应使用变量控制法,逐一地研究各变量的影响;
2、要做对比实验与空白实验;
以上实验,还要掌握其所承载的元素化合物知识。重点掌握三个新化学方程式:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO