選修四|影響化學反應速率的因素

2021-01-20 化學優質課

影響化學反應速率的因素

對於化學反應速率的概念大家並不陌生,

在必修二我們已經學習過,

所以在這裡不再過多講解,

若有問題,點開下方連結,自行查看。

必修二|化學反應速率

影響反應速率的因素有內因和外因。

內因就是反應物本身的化學性質,我們無法改變。

這節課,我們主要通過有效碰撞理論來解釋:

濃度,壓強,溫度,催化劑(外因)

對反應速率的影響。

關於有效碰撞理論我們在選修四緒言裡詳細介紹。

選修四|緒言

根據有效碰撞理論,我們明白:

影響反應速率的因素是

單位時間內反應物有效碰撞次數。

而活化分子數量會影響有效碰撞次數。

所以改變反應物的活化分子數

是改變反應速率的關鍵。

活化分子數=分子總數*活化百分比。

所以我們可以通過改變單位體積內分子總數

和活化百分比來改變反應速率。

那濃度,壓強,溫度,催化劑

會對這兩個指標有什麼影響呢?

為了探究濃度對反應速率的影響,我們進行了如下實驗:

將不同濃度的草酸加入同等濃度的高錳酸鉀溶液中,記錄草酸使高錳酸鉀溶液褪色的時間。

實驗現象:我們發現濃度大的草酸使高錳酸鉀溶液褪色更快。

實驗結論:其他條件一樣時,反應物濃度越大,反應速率越快。

實驗視頻(來自優酷)


接下來我們用有效碰撞理論來解釋濃度對化學反應速率的影響:

類比於投籃,相當於可以投籃的次數增多,投中率不變,進籃的個數增多。



壓強對反應速率的影響:

通過分析我們發現壓強對反應速率的影響和濃度類似,都是通過影響單位體積內分子數來影響反應速率的。需要注意的是,對於反應物和產物都有氣體的可逆反應來說,通過壓縮反應體系改變壓強時,正逆反應速率都會變化,變化程度可能不同,我們在化學平衡會詳細講解。

類比於投籃,道理與濃度類似。


如果我們通過向反應體系充入惰性氣體增大壓強,對反應速率會有什麼影響呢?

如果我們恆壓條件下,向反應體系充入惰性氣體,對反應速率會有什麼影響呢?

為了探究溫度對反應速率的影響,我們進行如下實驗:我們將兩組溫度不同(實驗前分別放入熱水和冷水調節溫度),同等濃度同等體積的硫代硫酸鈉和硫酸混合反應,記錄出現渾濁的先後順序。

實驗現象:放入熱水的先出現沉澱。

實驗結論:溫度會影響反應速率,其他條件一樣是,溫度越高,反應速率越快

實驗視頻(來自優酷)


接下來我們來分析溫度對反應速率的影響。

需要注意的是,在可逆反應中,升高溫度,正逆反應速率都會加快,但是加快程度不同,化學平衡處我們會詳細講解。

類比於投籃,相當於投籃總次數不變,但是命中率不同。

在緒言部分,我們講過催化劑可以影響化學反應的活化能。

接下來,我們分析催化劑是如何影響化學反應速率的:我們以正催化劑為例,負催化劑反之。

類比於投籃,相當於投籃總次數不變,但是命中率不同。

影響化學反應速率的因素

我們就講到這裡了。

自己動手總結一下吧。

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