（通用版）2022-2023版高中化學 第二章 化學反應速率和化學平衡 第二節(jié) 影響化學反應速率的因素學案 新人教版選修4

（通用版）2022-2023版高中化學 第二章 化學反應速率和化學平衡 第二節(jié) 影響化學反應速率的因素學案 新人教版選修4學習目標定位1.了解活化能的含義，會用活化能理論解釋化學反應速率的影響因素。2.掌握外界條件(濃度、壓強、溫度、催化劑)對化學反應速率的影響規(guī)律及實質，并會用相應規(guī)律解決有關問題。一、有效碰撞理論濃度、壓強對化學反應速率的影響1.有效碰撞理論(1)有效碰撞(2)活化能和活化分子活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子?；罨埽夯罨肿铀喑龅哪遣糠帜芰?或普通分子轉化成活化分子所需要的能量)。(3)反應物、生成物的能量與活化能的關系圖特別提醒反應的活化能越低，活化分子百分數(shù)越大，反應速率越快。2.濃度對化學反應速率的影響(1)按表中實驗步驟完成實驗，觀察實驗現(xiàn)象，填寫下表：原理2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O實驗步驟實驗現(xiàn)象KMnO4酸性溶液褪色KMnO4酸性溶液褪色褪色時間褪色時間長較0.1 mol·L1 H2C2O4溶液褪色時間短結論H2C2O4溶液濃度越大，KMnO4酸性溶液褪色越快，反應速率也越快；反之H2C2O4溶液濃度越小，反應速率越慢(2)影響規(guī)律其他條件不變時，增大反應物的濃度，反應速率增大；減小反應物的濃度，反應速率減小。(3)微觀解釋反應物濃度增大單位體積內活化分子數(shù)增多單位時間內有效碰撞幾率增加反應速率加快；反之，反應速率減慢。3.壓強對化學反應速率的影響(1)影響規(guī)律對于氣體來說，在一定溫度下，一定質量的氣體所占的體積與壓強成反比。如圖所示：由圖可知：其他條件不變時，增大壓強，氣體體積縮小，濃度增大，化學反應速率加快。(2)微觀解釋增大壓強氣體體積縮小反應物濃度增大單位體積內活化分子數(shù)增多單位時間內有效碰撞幾率增加反應速率加快；反之，反應速率減慢。(1)對于固體或純液體，其濃度可視為常數(shù)，因而其物質的量改變時不影響化學反應速率。(2)固體物質的反應速率與接觸面積有關，顆粒越細，表面積越大，反應速率就越快，塊狀固體可以通過研細來增大表面積，從而加快化學反應速率。(3)當其他條件不變，若壓強變化能引起參與反應物質的濃度發(fā)生變化時，化學反應速率才能發(fā)生變化。例1把下列4種X溶液，分別加入到4個盛有10 mL 2 mol·L1鹽酸的燒杯中，并加水稀釋到50 mL，此時X與鹽酸緩緩地進行反應，其中反應速率最大的是()A.20 mL,3 mol·L1 B.20 mL,2 mol·L1C.10 mL,4 mol·L1 D.10 mL,2 mol·L1答案A解析此題主要考查濃度對化學反應速率的影響，X溶液的濃度大小決定了反應速率的快慢。那么是否是C中4 mol·L1的X與鹽酸反應速率最快呢？此題很容易錯選C選項，實際上應考慮加水稀釋后溶液中X的濃度，同一體積的溶液中X的物質的量越大，濃度就越大，A中X的物質的量最大，故速率最大?？键c影響化學反應速率的因素題點濃度對化學反應速率的影響例2一定溫度下，反應N2(g)O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行，下列措施不改變化學反應速率的是()A.縮小體積使壓強增大 B.恒容，充入N2C.恒容，充入He D.恒壓，充入He答案C解析C項，恒容，充入He，由于N2、O2、NO的濃度均不變，所以化學反應速率不改變。特別提醒壓強是否影響化學反應速率，取決于是否影響反應物的濃度。如恒容下充入稀有氣體，氣體壓強增大，但反應物濃度不變，故反應速率不變。恒壓下充入稀有氣體，氣體壓強不變，但體積增大，反應物濃度減小，反應速率減小?？键c影響化學反應速率的因素題點壓強對化學反應速率的影響二、溫度、催化劑對化學反應速率的影響1.溫度對化學反應速率的影響(1)實驗探究實驗原理Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O實驗操作實驗現(xiàn)象混合后均出現(xiàn)渾濁，但70 熱水一組首先出現(xiàn)渾濁實驗結論升高溫度，化學反應速率增大(2)影響規(guī)律：其他條件不變時，升高溫度，化學反應速率增大；降低溫度，化學反應速率減小。(3)微觀解釋：升高溫度活化分子的百分數(shù)增大單位時間內有效碰撞幾率增加反應速率加快；反之，反應速率減慢。2.催化劑對化學反應速率的影響(1)實驗探究：原理2H2O22H2OO2實驗操作實現(xiàn)現(xiàn)象未加入MnO2時，帶余燼的木條無明顯變化加入MnO2后，錐形瓶內立即產(chǎn)生大量氣泡，并且?guī)в酄a的木條復燃結論MnO2能加快H2O2的分解實驗探究：原理2H2O22H2OO2實驗操作產(chǎn)生氣泡快慢快慢結論對比與可知：Cu2、Fe3對H2O2分解都有催化作用，但Fe3催化作用較強(2)影響規(guī)律：當其他條件不變時，使用催化劑，化學反應速率增大。(3)微觀解釋：使用催化劑改變了反應的路徑(如下圖)，反應的活化能降低活化分子的百分數(shù)增大單位時間內有效碰撞幾率增加反應速率加快。例3硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應的化學方程式為Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是()實驗反應溫度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/mol·L1V/mLc/mol·L1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210答案D解析當有多個外界條件時，要對比找出其相同條件和不同條件，然后比較判斷。影響化學反應速率的因素很多，本題從濃度和溫度兩個因素考查，結合選項知混合液體積都為20 mL，根據(jù)濃度越大、溫度越高，反應速率越快，可以推知D選項正確?？键c影響化學反應速率的因素題點控制變量方法的應用例4亞氯酸鹽(如NaClO2)可用作漂白劑，在常溫下不見光時可保存一年，但在酸性溶液中因生成亞氯酸而發(fā)生分解：5HClO2=4ClO2HCl2H2O。分解時，剛加入硫酸，反應緩慢，隨后突然反應釋放出大量ClO2，這是因為()A.酸使亞氯酸的氧化性增強B.溶液中的H起催化作用C.溶液中的Cl起催化作用D.逸出的ClO2使反應生成物的濃度降低答案C解析由題目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亞氯酸，生成的亞氯酸在剛加入硫酸時反應緩慢，隨后突然反應加快，這說明分解生成的產(chǎn)物中某種物質起了催化劑的作用且該物質反應前不存在，故正確答案為C。考點影響化學反應速率的因素題點催化劑對化學反應速率的影響特別提醒(1)催化劑有正、負之分，一般情況下的催化劑是指正催化劑。(2)催化劑有選擇性，不同的化學反應的催化劑不相同，催化劑具有一定的活化溫度。(3)催化劑對可逆反應的正、逆反應的速率影響相同。外界條件對反應速率的影響條件變化微觀因素變化化學反應速率變化分子總數(shù)活化分子百分數(shù)活化分子數(shù)目單位體積內活化分子數(shù)目有效碰撞濃度增大增加不變增加增加增加加快壓強增大不變不變不變增加增加加快溫度升高不變增加增加增加增加加快催化劑使用不變增加增加增加增加加快1.下列說法正確的是()A.增大反應物濃度，可增大單位體積內活化分子的百分數(shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增多B.有氣體參加的化學反應，若增大壓強(即縮小反應容器的容積)，可增大活化分子的百分數(shù)，從而使反應速率增大C.升高溫度能使化學反應速率增大的主要原因是減小了反應物分子中活化分子的百分數(shù)D.催化劑能增大單位體積內活化分子的百分數(shù)，從而成千上萬倍地增大反應速率考點活化分子、活化能與有效碰撞題點化學反應速率與活化分子、有效碰撞的關系答案D解析濃度和壓強的變化是改變單位體積內分子的總數(shù)，活化分子的百分數(shù)不變，而單位體積內活化分子的數(shù)目與單位體積內分子總數(shù)成正比，也發(fā)生變化；溫度、催化劑改變活化分子的百分數(shù)，單位體積內分子總數(shù)不變。2.已知反應CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，下列措施中可使生成CO2的速率加快的是(不考慮CaCO3與HCl接觸面積改變的影響)()A.加大CaCO3的量B.加大鹽酸的濃度C.加大鹽酸的量D.減少CaCl2的濃度考點影響化學反應速率的因素題點濃度對化學反應速率的影響答案B解析加大反應物的量不影響化學反應速率，改變濃度才影響化學反應速率，由于給定的反應是不可逆反應，因此，該化學反應的速率和生成物的濃度無關。3.下列方法對2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的反應速率沒有影響的是()A.加入SO3B.容積不變，充入N2C.壓強不變，充入N2D.降低溫度考點影響化學反應速率的因素題點化學反應速率影響因素的綜合應用答案B解析容積不變，充入N2后沒有引起反應體系中各物質濃度的變化，故反應速率不變。4.20 時，將0.10 mol·L1 Na2S2O3溶液10 mL和0.10 mol·L1 H2SO4溶液10 mL混合，2 min后溶液中明顯出現(xiàn)渾濁。已知溫度每升高10 ，化學反應速率增大到原來的2倍，那么50 時，同樣的反應要明顯出現(xiàn)渾濁，所需的時間是()A.40 s B.15 s C.48 s D.20 s考點影響化學反應速率的因素題點溫度對化學反應速率的影響答案B解析設原來的反應速率為v，溫度從20 升高到50 ，共升高了3個10 ，所以50 時的反應速率為23v，反應速率越大，則反應出現(xiàn)渾濁所需的時間越短。所以50 時，此反應出現(xiàn)渾濁所需的時間為2 min×0.25 min15 s。5.向含有H2SO4的H2O2溶液中滴加一定量的KMnO4溶液，反應開始時，溶液中c(Mn2)將隨時間的變化而變化。某學生在做實驗前認為，c(Mn2)與時間的關系如圖所示，做完實驗后，得到的結果為圖所示。已知H2O2與KMnO4溶液反應的化學方程式為5H2O22KMnO43H2SO4=K2SO42MnSO48H2O5O2。請回答下列問題：(1)Oa段的意義。(2)ab段的意義及ab段很陡的原因。(3)bc段的意義?？键c影響化學反應速率的因素題點影響化學反應速率的圖像題答案(1)Oa段說明反應非常慢，溶液中c(Mn2)隨時間變化很小。(2)ab段說明反應非?？?，c(Mn2)迅速增大，表明Mn2達到一定濃度時，對上述反應起到了催化作用。(3)bc段說明反應趨于完全，溶液中c(Mn2)趨于不變。解析ab段斜率最大，說明化學反應速率最大，其原因應為c(Mn2)增大并充當該反應的催化劑。對點訓練題組一活化分子有效碰撞1.下列說法不正確的是()A.具有較高能量的反應物分子稱為活化分子B.升高溫度增大了活化分子百分數(shù)C.催化劑能夠改變化學反應途徑D.對于有氣體參與的反應，增大壓強能提高活化分子的濃度考點有效碰撞理論題點活化分子、活化能與有效碰撞答案A解析能夠發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子。2.(2016·宜春高二測試)在氣體參與的反應中，能使反應物中活化分子數(shù)和活化分子百分數(shù)同時增大的方法是()增大反應物的濃度升高溫度增大壓強加入催化劑A. B. C. D.考點有效碰撞理論題點活化分子、活化能與有效碰撞答案C解析根據(jù)活化分子的概念及影響條件知，、能增大活化分子的濃度(單位體積內的活化分子數(shù))，加快化學反應速率，但不影響活化分子百分數(shù)；而中分子能量增加，使活化分子百分數(shù)增大，活化分子數(shù)也同時增加；中催化劑降低了活化能，同樣使活化分子百分數(shù)增大，活化分子數(shù)也同時增加。題組二濃度、壓強對化學反應速率的影響3.100 mL 6 mol·L1硫酸跟過量鋅粉反應，在一定溫度下，為了減緩反應進行的速率，但又不能影響生成氫氣的總量，可向反應物中加入適量的()醋酸鈉固體水硫酸鉀固體硝酸鉀固體A. B. C. D.考點影響化學反應速率的因素題點濃度對化學反應速率的影響答案B解析加入醋酸鈉固體，醋酸鈉和硫酸反應生成醋酸，氫離子濃度降低，反應速率減緩，硫酸電離出的氫離子物質的量等于醋酸最終電離出的氫離子的物質的量，生成氫氣總量不變，符合要求；加入水，氫離子濃度降低，反應速率減緩；但氫離子物質的量不變，生成氫氣總量不變，符合要求；加入硫酸鉀固體，氫離子濃度不變，化學反應速率不變，不符合要求；加入硝酸鉀固體，反應生成氮氧化物而不是氫氣，不符合要求。4.將等物質的量的HI氣體分別置于兩個容積相等的針筒中，一個保持體積不變，另一個壓縮為原來的，其他條件不變，則HI的分解速率()A.前者快 B.后者快C.相等 D.無法判斷考點影響化學反應速率的因素題點壓強對化學反應速率的影響答案B5.在恒溫、恒容的密閉容器中進行反應A(g)B(g)C(g)，若反應物A的濃度從2 mol·L1降到0.8 mol·L1需20 s，那么反應物A的濃度由0.8 mol·L1降到0.2 mol·L1所需的反應時間()A.等于10 s B.大于10 sC.小于10 s D.無法判斷考點影響化學反應速率的因素題點濃度對化學反應速率的影響答案B解析本題易錯之處是誤以為化學反應過程是一個物質濃度勻速變化的過程而錯選A項。由反應物A的濃度從2 mol·L1降到0.8 mol·L1需20 s可知A的反應速率為0.06 mol·L1·s1，假設速率不變，則A的濃度由0.8 mol·L1降到0.2 mol·L1所需的反應時間為10 s。但在其他條件不變時，隨著反應的進行，反應物的濃度逐漸降低，化學反應速率逐漸減慢，因此所需的反應時間應大于10 s。題組三溫度、催化劑對化學反應速率的影響6.(2017·北京西城區(qū)高二測試)在相同條件下，做H2O2分解對比實驗時，其中加入MnO2催化，不加MnO2催化。下圖是反應放出O2的體積隨時間的變化關系示意圖，其中正確的是()考點影響化學反應速率的因素題點影響化學反應速率的圖像題答案A解析由圖像知，橫坐標為時間，縱坐標為V(O2)，只要H2O2的量相同，兩種情況下最終產(chǎn)生O2的體積相同，中加入MnO2作催化劑，加快了H2O2的分解速率，在相同時間內產(chǎn)生O2的體積比大，反應結束時所用時間短，故選A。7.設C(s)CO2(g)2CO(g)H0的反應速率為v1，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0的反應速率為v2，對于這兩個反應，當溫度升高時，v1和v2的變化情況為()A.同時增大 B.同時減小C.v1增大，v2減小 D.v1減小，v2增大考點影響化學反應速率的因素題點溫度對化學反應速率的影響答案A解析升高溫度時，不論吸熱反應還是放熱反應，反應速率都增大。題組四外界條件對化學反應速率的綜合影響8.決定化學反應速率的內因是()溫度壓強催化劑濃度反應物本身的性質A. B.C. D.考點影響化學反應速率的因素題點化學反應速率影響因素的綜合應用答案B解析決定化學反應速率大小的內因是反應物本身的性質，溫度、壓強、催化劑和濃度均為影響化學反應速率的外因，B正確。9.(2017·成都七中高二段考)已知反應：2NO(g)Br2(g)2NOBr(g)Ha kJ·mol1(a0)，其反應機理如下NO(g)Br2(g)NOBr2(g)快NO(g)NOBr2(g)2NOBr(g)慢下列有關該反應的說法正確的是()A.該反應的速率主要取決于的快慢B.NOBr2是該反應的催化劑C.正反應的活化能比逆反應的活化能小a kJ·mol1D.增大Br2(g)濃度能增大活化分子百分數(shù)，加快反應速率考點影響化學反應速率的因素題點化學反應速率影響因素的綜合應用答案C解析反應速率主要取決于慢的一步，所以該反應的速率主要取決于的快慢，故A錯誤；NOBr2是反應過程中的中間產(chǎn)物，不是該反應的催化劑，故B錯誤；由于該反應為放熱反應，說明反應物總能量高于生成物總能量，所以正反應的活化能比逆反應的活化能小a kJ·mol1，故C正確；增大Br2(g)濃度，活化分子百分數(shù)不變，但單位體積內的活化分子數(shù)目增多了，所以能加快反應速率，故D錯誤。10.在實驗和實驗中，用定量、定濃度的鹽酸與足量的石灰石反應，并在一定的時間內測量反應所放出的CO2的體積。實驗用的是塊狀的石灰石，實驗用的是粉末狀石灰石。下圖中哪個圖像能正確反映兩種實驗的結果()考點影響化學反應速率的因素題點化學反應速率影響因素的綜合應用答案B解析固體物質參加反應，增大接觸面積，才能提高反應速率，粉末狀的固體比塊狀的固體的表面積大，反應比反應的速率快；鹽酸的物質的量相同，則產(chǎn)生的CO2的體積應相等，因此A、C錯；從D中可以看出的反應速率大于，故D錯。11.KClO3和KHSO3可發(fā)生下列反應：ClOHSOSOClH(未配平)，已知酸性越強，該反應的反應速率越快。如圖為反應速率v(ClO)隨時間(t)的變化曲線。下列有關說法不正確的是()A.KClO3和KHSO3發(fā)生反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為13B.反應開始階段速率逐漸增大可能是c(H)逐漸增高導致的C.反應后期速率逐漸減小的主要原因是c(ClO)、c(HSO)降低D.縱坐標為v(HSO)時的vt曲線與原圖曲線完全吻合考點影響化學反應速率的因素題點化學反應速率影響因素的綜合應用答案D解析反應的離子方程式為ClO3HSO=3SOCl3H，A項正確； “酸性越強，該反應的反應速率越快”，隨反應的進行，c(H)逐漸增大，反應速率加快，B項正確；隨著反應物濃度的逐漸降低，反應速率逐漸降低，C項正確； v(ClO)v(HSO)13，二者曲線不吻合，D項錯誤。12.H2O2分解速率受多種因素影響。實驗測得70 時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是()A.圖甲表明，其他條件相同時，H2O2濃度越小，其分解速率越快B.圖乙表明，其他條件相同時，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C.圖丙表明，少量Mn2存在時，溶液堿性越強，H2O2分解速率越快D.圖丙和圖丁表明，堿性溶液中，Mn2對H2O2分解速率的影響大考點影響化學反應速率的因素題點化學反應速率影響因素的綜合應用答案D解析圖甲表示H2O2的濃度越大分解速率越快，A錯誤；圖乙表示NaOH溶液濃度越大即pH越大，分解速率越快，B錯誤；圖丙中0.1 mol·L1 NaOH溶液中H2O2分解速率大于1.0 mol·L1NaOH 溶液，C錯誤；圖丙表示Mn2相同pH不同圖像變化，圖丁表示Mn2不同pH相同圖像變化，對比可知堿性溶液中Mn2對H2O2分解速率影響大，D正確。綜合強化13.將一塊質量為5.0 g的鋁片投入盛有500 mL 0.5 mol·L1硫酸溶液的燒杯中，該鋁片與硫酸反應產(chǎn)生氫氣的速率與反應時間的關系可用下圖所示的曲線來表示，回答下列問題：(1)曲線Oa段不產(chǎn)生氫氣的原因是 ，有關反應的化學方程式為 。(2)曲線ab段產(chǎn)生氫氣的速率較慢的原因是 。(3)曲線bc段產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因是 。(4)曲線c點以后產(chǎn)生氫氣的速率逐漸下降的主要原因是 ?？键c影響化學反應速率的因素題點化學反應速率影響因素的綜合應用答案(1)鋁片表面有Al2O3，硫酸首先與表面的Al2O3反應Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O(2)氧化膜未完全反應掉，鋁與硫酸接觸的表面積較小(3)反應放出的熱量使溶液的溫度升高而加快反應速率(4)隨著反應的進行，硫酸溶液的濃度下降解析鋁片與硫酸反應的過程為鋁片表面氧化膜溶解鋁片溶解接觸面積增大、溫度上升濃度減小、溫度降低反應停止，由此可以分析出圖中各段曲線所表示的速率變化的原因。14.“碘鐘”實驗中，3IS2O=I2SO的反應速率可以用I遇加入的淀粉溶液顯藍色的時間t來度量，t越小，反應速率越大。某探究性學習小組在20 進行實驗，得到的數(shù)據(jù)如下表：實驗編號c(I)/mol·L10.0400.0800.0800.1600.120c(S2O)/mol·L10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列問題：(1)該實驗的目的是 。(2)顯色時間t1為 。(3)通過分析比較上述數(shù)據(jù)，得到的結論是 ?？键c影響化學反應速率的因素題點濃度對化學反應速率的影響答案(1)研究反應物I與S2O的濃度對反應速率的影響(2)(或29.3)(3)化學反應速率與反應物起始濃度乘積成正比(或顯色時間與反應物起始濃度乘積成反比)解析由數(shù)據(jù)表容易發(fā)現(xiàn)：組所用時間相同，組所用時間為它們的一半，組所用時間為它們的2倍。進一步分析：兩組中c(I)與c(S2O)的乘積相等，組中乘積為組的2倍，組乘積為其一半。因此可得結論：當c(I)·c(S2O)相等時，顯色時間相等，反應速率相等，顯色時間與反應速率成反比，即t與c(I)·c(S2O)成反比。，得t129.3。15.(2017·惠州高二質檢)某探究小組通過測定H2O2分解過程中生成氧氣的量來研究影響H2O2分解反應速率的因素，已知實驗溫度為315 K和273 K，每次實驗使用3 mL 30 %H2O2溶液。(1)請完成以下實驗設計表：編號實驗目的溫度/K催化劑(MnO2)的質量/g為以下實驗作參照 探究 對該反應速率的影響2730探究催化劑對該反應速率的影響3153(2)實驗后整理數(shù)據(jù)，得出H2O2的濃度隨時間變化的關系如下圖所示。曲線c表示實驗 (填“”“”或“”)中H2O2的濃度變化。由該實驗得出的結論是： 。根據(jù)題中信息，寫出一種保存H2O2溶液的方法： ?？键c影響化學反應速率的因素題點控制變量方法的應用答案(1)3150溫度(2)升高溫度和加入催化劑均能加快H2O2的分解速率在273 K下密閉保存解析(1)分析、可知二者的溫度和催化劑的質量不同，由控制變量法可知、為探究溫度對H2O2分解速率的影響，、為探究催化劑對H2O2分解速率的影響，故中的溫度為315 K，催化劑質量為0。(2)根據(jù)影響化學反應速率的因素可知，升高溫度和加入MnO2作催化劑都可以加快H2O2的分解速率，催化劑的影響大于溫度的影響，故c為 中H2O2的濃度變化，a為中H2O2的濃度變化，b為中H2O2的濃度變化。