用碰撞理论解释影响化学反应速率的因素

用碰撞理论解释影响化学反应速率的因素

化学反应速率内容理论性强，学生不易理解。特别是在学习影响化学反应速率的因素时，课本是用碰撞理论来解释的，学生初学时更是难懂，下面我结合自己的教学实际，谈几点体会，以帮助学生理解。

一、碰撞理论的要点

（1）反应得以进行的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞，分子间碰撞的频率越高，则反应速率越快。

（2）反应物分子间并非每次碰撞都会导致反应的发生，只有少数碰撞会导致反应的发生，多数分子间的碰撞并不发生反应，能发生反应的碰撞称为有效碰撞。

（3）能发生有效碰撞的分子能量高于一般分子的能量，这些能量高的分子发生碰撞时，能发生化学反应，称为活化分子。

（4）发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子只有在合适取向时发生的碰撞才称为有效碰撞

二、用碰撞理论解释影响化学反应速率的因素

影响化学反应速率的主要因素是内因，是反应物本身的性质；但是，外界条件对化学反应速率也有一定的影响。

（1） 浓度对化学反应速率的影响。

在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大化学反应速率。这是因为在温度一定时，对某一化学反应来说，反应物中的活化分子百分数是一定的。

如果设单位体积内分子总数为M，活化分子百分数为x%，活化分子数为n，则可以用公式表示为 n=M×x%

当增大反应物浓度后，虽然活化分子百分数x%没有变化，但单位体积内分子数M增多了，由n=M×x%知，活化分子数n增多了，从而增加了单位时间内反应物分子间的有效碰撞次数，导致化学反应速率加快。

即增大反应物浓度→活化分子数n增多→有效碰撞次数增多→化学反应速率加快；同理，易推知，在其他条件不变时，减小反应物浓度，可以减慢化学反应速率。

（2）压强对化学反应速率的影响

对于有气体参加的反应来说，增大压强，可以加快化学反应速率。

增大压强即减小反应容器的体积，导致反应物浓度增大，化学反应速率加快。所以压强对化学反速率的影响最终应归结为浓度对化学反应速率的影响。

即增大压强→减小反应容器的体积→增大反应物浓度→化学反应速率加快

（3）温度对化学反应速率的影响

在其他条件不变时，升高温度，可以加快化学反应速率。

由公式n=M×x%知，升高温度时，单位体积内分子总数M不变，但一部分普通分子吸收能量后变为活化分子，增大了活，所以活化分子数n=M×x%增多了，导致有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。

即升高温度→活化分子百分数增多→活化分子数增多→有效碰撞次数增多→化学反应速率加快。

（4）催化剂对化学反应速率的影响

催化剂能改变化学反应速率，通常讲，使用催化剂能加快化学反应速率。

碰撞理论认为，由于催化剂参与了化学反应的变化过程，改变了原来反应途径，降低了反应的活化能，大大增加了活化分子百分数x%，虽然单位体积内分子总数M不变，但活化分子数n=M×x%大大增多了，从而加快了化学反应速率。

即加入催化剂→活化分子百分数增多→活化分子数增多→有效碰撞次数增多→化学反应速率加快。

催化剂特点：

1.催化剂对化学反应速率的影响是通过改变反应机理实现的。

2.催化剂本身在反应前后质量和化学性质均未发生变化，所以反应的热效应与催化剂存在与否无关。

3.因催化剂同等程度的降低正、逆反应的活化能，所以催化剂同等程度的加快正、逆反应的速率。

4.催化剂只能改变反应途径而不能改变反应发生的方向，更不能使原本不能发生的反应变为可能。

上述四个条件对化学反应速率的影响，增大反应物浓度和增大压强是因为增多了活化分子数n，而升高温度和加入催化剂是因为增多了活化分子百分数x%才使化学反应速率加快的。

在实际教学中，由公式n=M×x%来理解碰撞理论对化学反应速率的影响，效果很好，大家不妨一试。