重难点07 化学反应速率影响因素的探究学年高一化学重难点探究人教版必修第二册.docx

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重难点07 化学反应速率影响因素的探究学年高一化学重难点探究人教版必修第二册.docx

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重难点07化学反应速率影响因素的探究学年高一化学重难点探究人教版必修第二册

2019-2020学年高一化学重难点探究（人教版2019必修第二册）

重难点07化学反应速率影响因素的探究

方法探究

一、化学反应速率影响因素分析

1．主要因素（内因）

不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。

2．外界因素（外因）

（1）温度：

当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。

（2）催化剂：

当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。

（3）浓度：

当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。

（4）压强：

对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。

（5）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。

（6）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。

（7）形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。

【特别提醒】1．催化剂能够极大程度地改变化学反应速率。

有的催化剂（正催化剂）能够加快化学反应速率，有的催化剂（负催化剂）能够减慢化学反应速率，无特殊说明，通常所说的催化剂都是正催化剂。

2．对于纯液体或固体物质，可认为其浓度为“常数”，它们的量的改变不会影响化学反应速率。

固体反应物颗粒的大小能影响化学反应速率，固体颗粒越小，其表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。

3．由于压强的变化对固体、纯液体或溶液的浓度几乎没有影响，可以认为改变压强对无气体参加的反应的反应速率无影响。

二、外界因素影响化学反应速率的具体认识

（1）升高温度，不论是放热反应还是吸热反应，化学反应速率均加快。

（2）催化剂能同等程度的改变正、逆化学反应速率，但不能改变反应进行的程度。

（3）增大反应物浓度或生成物浓度，正、逆反应速率均加快。

（4）对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，则化学反应速率不变。

（5）固体或纯液体反应物用量的增减，不能改变化学反应速率，固体反应物的表面积改变可以改变化学反应速率。

（6）形成原电池反应，可加快化学反应速率。

2.充入“惰性气体”对化学反应速率的影响：

恒温

恒容

充入“惰性气体”

总压强增大，但容器体积不变，则各物质的浓度不变（活化分子浓度不变），反应速率不变

恒温

恒压

充入“惰性气体”，保持压强恒定

容器体积增大

各反应物浓度减小（活化分子浓度减小）

反应速率变慢

3.“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素

常见变量

外界因素主要有：

浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等

确定变量

根据实验目的，研究某个变量对反应速率的影响，需要控制其它外界因素不变，再进行实验

定多变一

探究时，先确定一种变量，保证其它外界因素不变，看这个变量与探究的问题之间存在什么关系，这样依次进行，从而得出每种因素改变的影响结论

数据统一

要注意控制数据，使变量统一，才能得出正确结论

【特别提醒】多个因素影响反应速率变化要看主要因素：

例如：

锌与稀硫酸反应的图像如下图，由图像可知氫气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。

反应体系中硫酸所提供的氢离子浓度是由高到低，若氢气的生成速率由其决定，速率的变化趋势也应由快到慢，反应前半程的原因只能是温度所致，锌与硫酸反应时放热，体系温度逐渐升高，温度对反应速率的影响占主导地位，一定时间后，硫酸的浓度下降占据主导地位，因而氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。

典例剖析

已知反应

，为研究影响该反应速率的因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z的起始浓度为0，反应物X的浓度随反应时间的变化情况如图所示。

下列说法不正确的是（）

A．若实验②、④只改变一个条件，则由实验②、④得出结论：

升高温度，化学反应速率加快

B．若实验①、②只改变一个条件，则由实验①、②得出结论：

增大反应物浓度，化学反应速率加快

C．若实验②、③只改变一个条件，则实验③使用了催化剂

D．0～10min内，实验③的平均速率v（Y）=0.04mol/（L·min）

【答案】D

【解析】

A．若实验②、④只改变一个条件，实验②、④两组实验，X的起始浓度相同，温度由第②组实验的800℃升高到820℃，反应速率明显加快，说明温度升高，化学反应速率加快，A选项正确；

B．从图像中可以看出，实验①、②两组实验，温度相同，随着反应为X的浓度增大，化学反应速率加快，B选项正确；

C．实验②、③两组实验，X的起始浓度相等，温度相同，平衡状态也相同，但实验③达到平衡的时间短，反应速率快，说明实验③使用了催化剂，C选项正确；

D．在0～10min内，实验③的平均速率v（X）=（1.0mol/L－0.6mol/L）÷10min＝0.04mol/（L·min），因为化学反应速率之比等与化学计量数之比，所以v（Y）=0.02mol/（L·min），故D项错误；

答案选D。

精选习题

1．（2020·衡水市第十三中学高一月考）少量铁粉与100mL0.1mol/L的稀盐酸反应，若想减慢此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的

①加H2O　②加NaOH固体　③滴入几滴浓盐酸　④加CH3COONa固体　⑤加NaCl溶液　⑥滴入几滴硫酸铜溶液　⑦加NaNO3溶液

A．①⑤⑦B．③⑥C．①②⑤D．①④⑤

【答案】D

【解析】①加H2O，氢离子浓度减小，反应速率减慢，氢气的量不变，故正确；②加NaOH固体，氢离子浓度减小，反应速率减慢，氢气的量可能减少，故错误；③滴入几滴浓盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，故错误；　④加CH3COONa固体，生成醋酸，氢离子浓度减小，反应速率减慢，氢气的量不变，故正确；⑤加NaCl溶液，氢离子浓度减小，反应速率减慢，氢气的量不变，故正确；⑥滴入几滴硫酸铜溶液，构成原电池，反应速率加快，生成的氢气减少，故错误；⑦加NaNO3溶液，溶液具有强氧化性，不生成氢气，故错误；正确的有①④⑤，故选D。

点睛：

明确常见的外界因素对反应速率的影响是解题的关键。

本题中注意铁粉少量完全反应，生成的氢气由铁粉决定为解答的易错点，易多选②⑦。

2．（2020·河北省高一期中）将久置在空气中的锌粒投人稀硫酸中，测得锌粒和硫酸反应产生氢气的速率v（H2）与反应时间t的关系曲线如图所示。

下列推论不正确的是（）

A．O→a段由于是锌粒表面的氧化物与酸的反应，所以未产生气体

B．b→c段产生氢气的速率增大较快的主要原因是温度升高

C．c时刻反应生成的H2的量最多

D．c时刻之后产生氢气的速率减小的主要原因是溶液中c（H+）减小

【答案】C

【解析】A.久置在空气中的锌粒，表面有氧化物，开始时锌粒表面的氧化物与硫酸的反应，不产生气体，A正确；

B.锌与硫酸的反应为放热反应，反应放热使溶液的温度升高，反应速率增大，所以b→c段产生氢气的速率增大较快的主要原因是温度升高，B正确；

C.该图是氢气的速率v（H2）与反应时间t的关系曲线图，c时刻产生H2的速率最快，不是产生H2的量最多，C错误；

D.随着反应的进行，溶液中H+浓度减小，反应速率逐渐减小，所以c时刻后反应速率减小的主要原因是溶液中H+浓度减小，D正确；故答案为：

C。

3．（2019·江苏省常州田家炳高中高二月考）下列各组反应（表内物质均为反应物）刚开始时，放出H2的速率最大的是（）

编号

金属（粉末状）

酸的浓度

酸的体积

反应温度

0.1molMg

6mol/L硝酸

10mL

30℃

0.1molMg

3mol/L盐酸

10mL

60℃

0.1molFe

3mol/L盐酸

10mL

60℃

0.1molMg

3mol/L盐酸

10mL

30℃

【答案】B

【解析】

硝酸和镁反应不生成氢气，所以排除A选项。

镁的金属性比铁的强，所以在外界条件相同的情况下，镁比铁的反应速率快，反应速率B＞C；在相同的条件下，温度越高、化学反应速率越快，反应速率B＞D，因此放出H2的速率最大的是B，故选B。

【点睛】

本题的易错点为A，要注意硝酸具有强氧化性，与活泼金属反应一般不放出氢气。

4．（2019·黑龙江省高一期中）等质量的两份锌粉a、b分别加入到两份体积相同、物质的量浓度相同且过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各图为产生H2的体积V（L）与时间t（min）的关系，其中正确的是

A．

B．

C．

D．

【答案】A

【解析】a、b中的Zn的质量相同，稀硫酸是过量的，所以Zn无剩余；又a中加入硫酸铜溶液，与Zn反应生成Cu和硫酸锌，消耗Zn，使Zn与稀硫酸反应产生的氢气的体积减少，同时形成铜、锌原电池使反应速率加快，所以a曲线先反应完全，所需时间较少，但生成的氢气的体积少于b。

答案选A。

5．（2020·武汉市钢城第四中学高一期中）把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率如图所示。

在下列因素中，能影响此反应速率的因素是（）

①盐酸的浓度②镁条的表面积③溶液的温度④Cl－的浓度

A．①④B．②③C．①②③D．③④

【答案】C

【解析】图中生成氢气的反应速率先增大后减小，发生的反应为：

Mg+2H+═Mg2++H2↑，

①开始盐酸的浓度较大，反应速率较快，但反应后期温度较高而反应速率逐渐变小，说明反应物的浓度减小，反应速率减小，说明浓度对反应速率有影响，故①符合题意；

②由反应可知Mg参加反应，开始接触面积大，反应速率快，但随反应的进行，接触面积减小，则反应速率减小，故②符合题意；

③开始反应时浓度最大、随着反应的进行，浓度逐渐减小，如果不考虑气其它因素，反应速率应逐渐减小，但开始阶段反应速率逐渐增大，因该反应为放热反应，放热使温度升高，则反应速率加快，说明温度对反应速率有影响，故③符合题意；

④因Cl-不参加反应，Cl-的浓度增大或减小都不影响化学反应速率，且该反应中Cl-的浓度不变，故④不符合题意；

即影响反应速率的因素为①②③，故选C。

6．（2020·山东微山县第二中学高二月考）为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下四个实验，你认为结论不正确的是。

（）

A．将铜片放入稀硫酸中，无现象。

若再向所得溶液中加入硝酸银溶液，一段时间后，由于形成原电池，可看到有氢气生成

B．将除去氧化膜的相同大小、相同质量的镁条和铝条与相同浓度盐酸反应，前者速率大于后者

C．两支试管中分别加入根同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同

D．相同条件下等质量的块状和粉末状大理石与相同浓度盐酸反应时，粉末状的反应速率快

【答案】A

【解析】A、铜与稀硫酸不反应，加入硝酸银之后，酸性环境下，硝酸根离子具有强氧化性，比银离子氧化性强，首先将铜氧化，生成的是一氧化氮，不是氢气，A错误；

B、镁比铝活泼，所以相同质量的镁、铝和相同浓度的盐酸反应时，镁的反应速率快，B正确；

C、二氧化锰在氯酸钾受热分解制氧气的反应中作催化剂，所以加入二氧化锰后，反应速率会加快，C正确；

D、粉末状的大理石比块状的大理石和盐酸接触的面积大，所以反应速率更快些，D正确；

答案选A。

7．为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。

下列叙述中不正确的是

A．图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小

B．若图甲实验中反应速率为①＞②，则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好

C．用图乙所示装置测定反应速率，可测定反应产生的气体体积及反应时间

D．为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞。

将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位

【答案】B

【解析】A．反应的剧烈程度与实验现象有关，反应越剧烈，产生气体的速率越快，产生气泡越快，A正确；B．催化剂能改变化学反应的速率，这里是加快速率，若图甲所示实验中反应速率为①＞②，则一定说明氯化铁比硫酸铜催化效果好，因二者所含的阴离子不同，要证明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好，还要使选择的试剂中阴离子种类相同，B错误；C．反应速率可用单位时间内产生的气体体积表示，该装置可通过注射器活塞的位置变化看生成气体的体积，C正确；D．检查装置的气密性一般是利用气压的原理，在图乙装置中，关闭A处活塞，将注射器的活塞拉出一定距离，过一段时间后再松开活塞，如活塞回到原位，说明气密性良好，否则漏气，D正确。

答案选B。

8．（2020·瑞安市上海新纪元高级中学高一开学考试）在相同的密闭容器中，用高纯度纳米级Cu2O分别进行催化分解水的实验：

2H2O（g）

2H2（g）+O2（g）∆H＞0，实验测得反应体系中水蒸气浓度（mol·L-1）的变化结果如下：

序号

时间/min

①

温度T1/1号Cu2O

0.0500

0.0492

0.0486

0.0482

0.0480

②

温度T1/2号Cu2O

0.0500

0.0490

0.0483

0.0480

③

温度T2/2号Cu2O

0.0500

0.0480

0.0470

下列说法不正确的是（）

A．实验时的温度T2高于T1

B．2号Cu2O的催化效率比1号Cu2O的催化效率高

C．实验①前20min的平均反应速率v（O2）=7×10ˉ5mol·Lˉ1·minˉ1

D．等质量纳米级Cu2O比微米级Cu2O催化效率高，这与Cu2O的粒径大小有关

【答案】C

【解析】A．从表中③可以看出相同时间内水蒸气的浓度变化大，反应速率快，说明实验时的温度T2高于T1，故A正确；

B．②中反应速度比①快，2号Cu2O的催化效率比1号Cu2O的催化效率高，故B正确；

C．实验①前20min的平均反应速率v（H2O）=

，v（O2）=1/2v（H2O）=3.5×10ˉ5mol·Lˉ1·minˉ1，故C错误；

D．①②化学平衡状态未改变，反应速率加快，则是加入了催化剂，催化剂的活性越高，速率越快，在相等时间内，②中水蒸气的浓度变化比①快，②中催化剂微粒更小，表面积更大，等质量纳米级Cu2O比微米级Cu2O催化效率高，这与Cu2O的粒径大小有关，故D正确；

故选C。

9．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

请回答下列问题：

（1）上述实验中发生反应的化学方程式有_________________________________；

（2）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有___________、___________（答两种）；

（3）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。

将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

4mol·L-1H2SO4溶液/mL

饱和CuSO4溶液/mL

0.5

2.5

H2O/mL

V10

①请完成此实验设计，其中：

V1=____，V6=____，V9=____；

②反应一段时间后，实验A中的金属呈____色，实验E中的金属呈____色；

③该同学最后得出的结论为：

当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。

但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

请分析氢气生成速率下降的主要原因_______________。

【答案】Zn+CuSO4

ZnSO4+Cu，Zn+H2SO4

ZnSO4+H2↑升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等301017.5灰黑暗红当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积

【解析】

（1）分析实验中涉及的物质：

Zn、CuSO4、H2SO4，其中能发生的化学反应有2个：

Zn+CuSO4

ZnSO4+Cu，Zn+H2SO4

ZnSO4+H2↑。

（2）根据影响化学反应速率的外界因素，则加快反应速率的方法还有：

增大反应物浓度，升高温度，使用催化剂，增大锌粒的比表面积等。

注意H2SO4浓度不能过大，浓硫酸与Zn反应不生成H2。

（3）若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1=V2=V3=V4=V5=30，最终溶液总体积相同，由实验F可知，溶液的总体积均为50mL，则V6=10，V9=17.5。

随着CuSO4的量增大，则附着在Zn片表面的Cu会越来越多，当Cu完全附盖Zn片时，Zn不能与H2SO4接触，则H2生成速率会减慢，且Zn片表面的Cu为暗红色。

【点睛】

本题考查了影响化学反应速率的因素，并且融合了化学实验，易错点第（3）①小题，V1、V6、V9的求得，要注意分析表中数据。

10．用块状碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，请回答：

（1）实验过程如图所示，分析判断：

（填“OE”、“EF”或“FG”，下同）___段化学反应速率最大，___段收集的二氧化碳气体最多。

（2）ag块状碳酸钙与足量盐酸反应，碳酸钙消耗的质量随时间的变化曲线用实线表示，在相同的条件下，将bg（a>b）粉末状碳酸钙与足量的相同浓度的盐酸反应，碳酸钙消耗的质量随时间的变化曲线用虚线表示。

则图中最符合实际情况的图象是___（填序号）。

A．

B．

C．

D．

（3）为了减缓题述反应的速率，下列措施中，你认为可行的是___（填序号）

A．加入蒸馏水B．加入氯化钠固体

C．加入硝酸钾溶液D．加入浓盐酸

E.降温F.加入MnO2粉末

【答案】

（1）EFEF

（2）C（3）ACE

【解析】

（1）分析题给t-V（CO2）图，OE、EF、FG三段，根据其曲线斜率以及曲线对应的CO2体积的变化值进行分析判断。

（2）增大一定量固体的表面积，可增大反应速率，据此进行分析判断。

（3）要降低反应速率，从反应速率的影响因素去考虑分析，包括：

浓度、温度、催化剂、压强、接触面积等等。

【详解】

（1）反应速率越大，对应曲线在图象上的斜率就越大，所以EF段化学反应速率最大；在EF段CO2体积变化也最大，即生成的CO2也最多；答案为：

EF；EF；

（2）反应物的接触面积越大，反应速率越快，在相同时间内消耗碳酸钙的质量更多。

又因为a大于b，盐酸足量的情况下，最终消耗碳酸钙最多的是块状碳酸钙，故刚开始反应，虚线的斜率大于实线，最终消耗的碳酸钙质量应是虚线小于实线，C项正确；答案选C；

（3）A．加入蒸馏水，相当于稀释了盐酸，盐酸浓度降低，反应速率降低，A项正确；

B．氯化钠固体不参与反应，对反应速率没影响，B项错误；

C．硝酸钾不参与反应，加入硝酸钾溶液相当于加水稀释盐酸，盐酸浓度降低，反应速率降低，C正确；

D．加入浓盐酸，增大了盐酸的浓度，反应速率加快，D项错误；

E．升高温度，可以加快反应速率，降低温度，反应速率降低，E项正确；

F．MnO2不参与反应，对反应速率没影响，F项错误；

故答案为：

ACE。

11．（2020·山东省淄博第七中学高一月考）某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了酸性高锰酸钾与草酸（H2C2O4）的反应，记录如表所示的实验数据：

实验

编号

实验

温度

试管中所加试剂及其用量/mL

溶液褪至无

色所需时间

/min

0.6mol/LH2C2O4溶液

H2O

3mol/LH2SO4

0.05mol/LKMnO4

①

3.0

2.0

3.0

1.5

②

2.0

3.0

2.0

3.0

2.7

③

2.0

3.0

1.0

（1）请写出该反应的离子方程式______，当该反应以表中数据反应完全时转移电子数为______NA。

（2）V1＝_______mL。

（3）根据表中的实验①、②数据，可以得到的结论是_______。

（4）探究温度对化学反应速率的影响，应选择_______（填实验编号）

（5）该小组根据经验绘制了n（Mn2+）随时间变化的趋势如图1所示，但有同学查阅已有实验资料发现，该实验过程中n（Mn2+）随时间变化的实际趋势如图2所示。

该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并设计实验方案④继续进行实验探究。

实验编号

实验温度/℃

试管中所加试剂及其用量

再加入某种固体

溶液褪至无色所需时间/min

0.6mol/LH2C2O4

H2O

3mol/LH2SO4

0.05mol/LKMnO4

④

2.0

3.0

2.0

3.0

MnSO4

①小组同学提出的假设是________。

②若该小组同学提出的假设成立，应观察到________现象。

【答案】

（1）2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O0.00075

（2）2.0

（3）其他条件相同时，反应物浓度减小，反应速率减慢

（4）②③

（5）

对该反应有催化作用褪色时间变短

【解析】

（1）该反应的离子方程式为

，

，草酸过量，则高锰酸钾反应完全时转移电子数为

，故答案为：

；

（2）由控制变量法可知，总体积相同，则

，故答案为：

；

（3）实验

、

数据，可以得到的结论是其他条件相同时，反应物浓度减小，反应速率减慢，故答案为：

其他条件相同时，反应物浓度减小，反应速率减慢；

（4）探究温度对化学反应速率的影响，应选择

、

，故答案为：

；

（5）①其它条件相同，加入了MnSO4固体，由图可知提出的假设是

对该反应有催化作用，故答案为：

对该反应有催化作用；

②提出的假设成立，应观察到褪色时间变短现象，故答案为：

褪色时间变短。

12．某化学兴趣小组欲测定KClO3，溶液与

溶液反应的化学反应速率．所用试剂为10mL0.1mol/LKClO3，溶液和

溶液，所得数据如图所示。

已知：

。

（1）根据实验数据可知，该反应在0～4min内的平均反应速率

________

。

（2）某同学仔细分析实验数据后发现，在反应过程中，该反应的化学反应速率先增大后减小．某小组同学针对这一现象进一步探究影响该化学反应速率的因素，具体方法如表示。

方案

假设

实验操作

Ⅰ

该反应放热使溶液温度升高，反应速率加快

向烧杯中加入10mL0.1mo//L的

溶液和10mL0.3mol/L的

溶液，

Ⅱ

取10mL0.1mo/L的

溶液加入烧杯中，向其中加入少量NaCl固体，再加入10mL0.3mol/L的

溶液

Ⅲ

溶液酸性

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