1819 第2章 第2节影响化学反应速率的因素.docx
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1819第2章第2节影响化学反应速率的因素
第二节 影响化学反应速率的因素
学习目标：
1.运用有效碰撞和活化分子模型描述和解释化学反应速率的影响因素。
（难点）2.理解浓度、温度、压强、催化剂等外因对化学反应速率的影响。
（重点）
[自主预习·探新知]
一、有效碰撞理论
1．有效碰撞
2．活化分子与活化能
（1）活化分子：
能够发生有效碰撞的分子。
（2）活化能：
活化分子比普通分子多出的那部分能量。
（3）解释化学反应的过程
二、影响化学反应速率的因素
1．浓度
（1）影响规律。
（2）理论解释。
→
→反应速率加快
2．压强
（1）影响规律。
对于有气体参加的化学反应，在相同温度下，
（2）理论解释。
压强增大→
→反应速率加快
3．温度
（1）影响规律。
其他条件不变时
（2）理论解释。
4．催化剂
（1）影响规律。
其他条件不变时，使用合适的催化剂，可加快化学反应速率。
（2）理论解释。
催化剂→
→反应速率增大
5．其他因素对化学反应速率的影响
如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物接触面积等，均会对化学反应速率产生影响。
[基础自测]
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）常温下钠与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快。
（ ）
（2）锌与稀H2SO4反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快。
（ ）
（3）化学反应中，催化剂能改变反应的速率且反应前后性质、质量不变。
（ ）
（4）向存在A（g）＋B（s）===C（g）＋D（s）的密闭容器中加入A物质后反应速率一定会加快。
（ ）
（5）面粉加工厂生产车间里要严禁烟火，否则的话有可能引起火灾、爆炸事故。
（ ）
【答案】
（1）×
（2）× （3）√ （4）× （5）√
2．下列有关化学反应速率的说法正确的是（ ）
A．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
B．100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
C．SO2的催化氧化是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率减慢
D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率减慢
D [A项，改用98%的浓硫酸，铁发生钝化，不产生氢气；B项，加入氯化钠溶液使盐酸变稀，c（H＋）减小，反应速率减慢；C项，升高温度，放热反应和吸热反应的速率都加快；D项，减小压强，有气体参加的化学反应的速率减慢。
]
[合作探究·攻重难]
有效碰撞理论
[思考交流]（教师备选）
（1）活化分子间的碰撞一定能发生化学反应吗？
【提示】 不一定。
（2）普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应，这句话正确吗？
【提示】 不正确。
（3）活化分子比普通分子具有的能量高还是低？
【提示】 高。
（4）化学反应的实质是分子的重新组合还是原子的重新组合？
【提示】 原子的重新组合。
1．活化分子与有效碰撞的关系
能够发生有效碰撞的一定是活化分子，但是活化分子不一定发生有效碰撞。
并不是反应物分子之间的任何一次直接碰撞都能发生反应，只有那些能量相当高的分子之间的直接碰撞才能发生反应。
2．单位体积内的活化分子数与活化分子百分数
单位体积内的活化分子数就是指单位体积内能量达到一定要求的分子的总数；而活化分子百分数是活化分子数与总分子数的比值，总分子数包含：
活化分子数以及普通分子的个数。
3．活化能与化学反应速率的关系
活化能大小主要是由反应物自身的性质决定的（改变外界条件也可以改变反应的活化能，如加入催化剂），即反应物自身的性质影响着化学反应所需的活化能，从而影响化学反应速率的大小。
4．从有效碰撞理论理解外界条件对化学反应速率的影响
从活化分子和有效碰撞的角度来看，客观因素的改变对化学反应速率的影响存在着如下关系。
[对点训练]
1．有效碰撞是指（ ）
【导学号：
80192069】
A．反应物分子间的碰撞
B．反应物活化分子间的碰撞
C．反应物分子发生合适取向的碰撞
D．活化分子之间发生合适取向的碰撞
D [有效碰撞指活化分子之间发生合适取向的碰撞。
]
2．有关碰撞理论，下列说法不正确的是（ ）
A．具有足够能量的分子（活化分子）相互碰撞就一定能发生化学反应
B．增大反应物的浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的几率增大，反应速率增大
C．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞的几率增大，反应速率增大
D．催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，有效碰撞的几率增大，反应速率增大
A [活化分子发生有效碰撞才能发生化学反应，如果不是有效碰撞，则不能发生反应，故A项错误；增大反应物的浓度，活化分子的浓度增大，有效碰撞次数增多，反应速率增大，故B项正确；升高温度，活化分子的百分数增大，从而使有效碰撞次数增多，化学反应速率增大，故C项正确；催化剂能降低反应的活化能，使活化分子的百分数增大，反应速率增大，故D项正确。
]
影响化学反应速率的因素
1.浓度
（1）固态或纯液体的浓度是恒定常数，则有：
①增加其用量时，化学反应速率不变；
②增大其表面积或将固态溶于溶剂中，化学反应速率增大。
（2）气体或溶液：
增大反应物浓度，反应速率增大。
2．温度
（1）升高温度，吸热反应、放热反应的化学反应速率都增大，但吸热反应增大的多；
（2）降低温度，吸热反应、放热反应的化学反应速率都减小，但吸热反应减小的多。
3．催化剂
催化剂同等程度的改变正、逆反应的化学反应速率。
4．压强
改变压强，对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变。
所以在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因。
（1）对于没有气体参与的化学反应，改变压强，对化学反应速率无影响。
（2）对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况：
①恒温恒容时：
a．充入气体反应物
总压强增大
浓度增大
反应速率加快。
b．充入“无关气体（如He、Ne、Ar、N2等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同）”
总压强增大，但各分压不变，即各反应物浓度不变，则反应速率不变。
②恒温恒压时：
a．同等程度地充入相应的气体反应物
体积增大―→各反应物浓度不变―→反应速率不变。
b．充入“无关气体”
体积增大
各反应物浓度减小
反应速率减慢。
[对点训练]
3．下列有关化学反应速率的说法中，正确的是（ ）
A．100mL2mol·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气的速率不变
B．用铁片和稀硫酸反应制取氢气，改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
C．进行草酸与高锰酸钾的反应实验时，加入少量草酸晶体可加快溶液褪色速率
D．在密闭容器中发生反应：
C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g），增加C的量可增大该反应的速率
C [加入NaCl溶液后稀释了盐酸，使c（H＋）减小，反应速率减小，A项错误；改用浓硫酸后，因发生钝化不产生氢气，B项错误；增加草酸的浓度，使高锰酸钾溶液褪色速率加快，C项正确；C为固体，增加C的量对各物质浓度改变均无影响，因此反应速率不会改变，D项错误。
]
4．对于反应4A＋2B
3C，下列说法中正确的是（ ）
A．某温度时，化学反应速率无论用A、B、C中任何物质表示，其数值都相同
B．其他条件不变时，降低温度，化学反应速率减小
C．其他条件不变时，增大压强，化学反应速率一定加快
D．若增大或减小A的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化
B [A项，对于该反应，用不同的反应物或生成物表示的反应速率，其数值不相同，A错；C项，如果反应物、生成物都不是气体，则增大压强对化学反应速率无影响，C错；D项，若A是固体或纯液体，增大或减小A的物质的量，对化学反应速率没有明显影响，D错。
]
化学反应速率的图像
1.定性图像
（1）全程速率—时间图
如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图1所示。
图1
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。
（2）速率—温度图
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，如图2甲所示。
甲 乙
图2
（3）速率—压强图
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，如图2乙所示。
2．定量图像
定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量（或物质的量浓度）与反应时间t的定量关系。
如图3所示
图3
[对点训练]
5．在实验Ⅰ和实验Ⅱ中，用相同体积和浓度的盐酸分别与足量的石灰石反应，并在一定时间内测量反应放出的CO2的体积。
实验Ⅰ用的是块状石灰石，实验Ⅱ用的是粉末状石灰石，下列图示能正确反映两实验结果的是（ ）
【导学号：
80192070】
A B
C D
B [相同体积和浓度的盐酸分别与足量石灰石反应，产生CO2的量相同，但实验Ⅰ中用的石灰石是块状的，实验Ⅱ中用的石灰石是粉末状的，故实验Ⅱ中化学反应速率大，用时短，B项正确。
]
6．为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过如图实验装置测定反应中生成的CO2气体体积，并绘制出如图所示的曲线。
请分析讨论以下问题。
（1）化学反应速率最快的时间段是________，原因是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________；
A．0～t1B．t1～t2
C．t2～t3D．t3～t4
（2）为了减缓上述反应速率，欲向盐酸溶液中加入下列物质，你认为可行的是________；
A．蒸馏水B．NaCl固体
C．NaCl溶液D．通入HCl
（3）若盐酸溶液的体积是20mL，图中CO2的体积是标准状况下的体积，则t1～t2，时间段平均反应速率v（HCl）＝________mol·L－1·min－1。
【解析】
（1）曲线中斜率最大，表明反应速率最快，故为t1～t2时间段，原因是反应放热，使反应速率加快。
（2）该反应实质为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O，故加水稀释c（H＋）减小，反应速率减小，NaCl溶液中Na＋、Cl－对该反应无影响，故相当于加水稀释；加NaCl固体对反应速率无影响，通入HCl会使c（H＋）增大，反应速率加快，故选A、C。
（3）t1～t2时间段产生CO2为
mol，所以v（HCl）＝
mol·L－1·min－1＝
mol·L－1·min－1。
【答案】
（1）B 反应放热，使反应速率加快
（2）AC （3）
[当堂达标·固双基]
1．增大压强对下列反应的速率无影响的是（ ）
A．CO2（g）＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O
B．H2（g）＋I2（g）
2HI（g）
C．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
D．N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）
C [对于反应前后没有气体参与或生成的反应，如选项C中的反应，压强对化学反应速率无影响。
]
2．下列说法不正确的是（ ）
【导学号：
80192071】
A．增大压强，活化分子百分数不变，化学反应速率增大
B．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
C．加入反应物，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
D．使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
C [A项，增大压强，使浓度增大，活化分子浓度增加，化学反应速率增大，正确；B项，升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大，正确；C项，加入反应物，活化分子百分数不变，但活化分子总数增加，化学反应速率增大，错误；D项，使用催化剂，降低了反应的活化能，活化分子百分数增大，化学反应速率增大，正确。
]
3．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间（t）产生氢气体积（V）的数据，根据数据绘制图如图所示，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是（ ）
【导学号：
80192072】
组别
c（HCl）/（mol/L）
温度/℃
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
30
块状
3
2.5
50
粉末状
4
2.5
30
粉末状
A．4－3－2－1B．1－2－3－4
C．3－4－2－1D．1－2－4－3
C [影响反应速率的因素主要有温度、浓度、接触面积、催化剂，本题中只有温度、浓度和接触面积，三者兼顾分析才能得到正确答案。
题图中曲线a对应的实验反应最快，故其浓度较大、温度较高，应为粉末状。
]
4．在一密闭容器中充入1molI2和1molH2，压强为p（Pa），并在一定温度下使其发生反应：
H2（g）＋I2（g）
2HI（g）
【导学号：
80192073】
（1）保持容器容积不变，向其中充入1molH2，反应速率________。
（2）升高温度，反应速率________。
（3）扩大容器体积，反应速率________。
（4）保持容器内气体压强不变，向其中充入1molH2（g）和1molI2（g），反应速率________。
【解析】
（1）在容器容积不变时，充入1molH2即c（H2）增大，化学反应速率增大。
（2）升高温度，反应速率增大。
（3）扩大容器的体积，各组成成分浓度减小，反应速率减小。
（4）压强不变，充入H2（g）、I2（g）各1mol，体积增大，压强未变，浓度也不变，则反应速率不变。
【答案】
（1）增大
（2）增大 （3）减小 （4）不变
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