1、第二章 化学反应速率和化学平衡第二节 影响化学反应速率的因素学习目标核心素养1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响。2初步运用有效碰撞理论和活化分子等知识解释外界条件对化学反应速率的影响。3初步学会设计“对照实验”，比较条件的改变对化学反应速率快慢的影响。1.宏观辨识与微观探析：从宏观和微观的角度，了解有效碰撞理论，理解影响反应速率的因素。2变化观念与平衡思想：形成化学反应速率由定性认识到定量认识的发展变化过程，做到理性认识化学反应速率，能够定量表征化学反应速率。3证据推理与模型认知：能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。课时作业01课前自主学习0
2、2课堂互动探究03随堂基础巩固一、有效碰撞理论1有效碰撞：2活化能和活化分子：(1)活化分子：能够发生的分子。(2)活化能：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。有效碰撞3化学反应的过程：二、影响化学反应速率的因素1内因反应物的性质：影响化学反应速率的主要因素是。例如金属钠与冷水剧烈反应，而镁和沸水仅能微弱反应。反应物本身的性质2外因外界因素：(1)浓度(其他条件不变)实验 规律反应物浓度增大(减小)反应速率()解释反应物浓度增大单位体积活化分子数单位时间内有效碰撞次数反应速率(反应物浓度减小，则与之相反)增大减小增多增多增大(2)压强(针对有气体参加的反应)压强
3、对反应速率的影响规律对于有气体参加的反应，在相同温度下，增大体系压强(减小容器容积)，反应速率；减小体系压强(增大容器容积)，反应速率。压强对反应速率影响的微观解释增大压强体积缩小反应物浓度增大单位体积内活化分子数单位时间内有效碰撞的次数反应速率；反之，反应速率。增大减小增多增多增大减小(3)温度规律当其他条件不变时，解释反之，降低温度，反应速率。减小(4)催化剂规律当其他条件不变时，使用催化剂，可以化学反应速率。(若不特别指明，催化剂就是指正催化剂)解释 加快(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、增大反应物等，均会对化学反应速率产生影响。接触
4、面积探究点一 有效碰撞理解化学反应速率运用有效碰撞理论解释浓度、压强、温度、催化剂等对化学反应速率的影响见下表：总结浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响，如图所示：总的来说，反应条件属于增大(指增大压强、增大浓度、升高温度)的，不管正反应还是逆反应，反应速率均增大。一般情况下，催化剂改变速率程度最大，其次是温度，最后是浓度。1所有的物质混合，在碰撞过程中都能发生化学反应吗？提示：不同物质之间能否发生化学反应，是由物质本身的性质决定的，并不是所有的物质碰撞都能发生化学反应，那些不能发生化学反应的物质再怎么碰撞也不会发生化学反应。2一个反应的发生一般经历哪几个过程？提示：如下图3为什么说活化能越
5、低，化学反应速率越快？提示：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率就越快。活化能低普通分子易变成活化分子活化分子百分数大有效碰撞次数多反应速率快【例 1】下列说法正确的是()A增大反应物浓度可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大B有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大C升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数D催化剂不影响反应的活化能，但能增大单位体积内活化分子的百分数，从而增大反应
6、速率C【思路分析】首先分析外界条件的改变是否引起了活化分子数或活化分子百分数的增加，然后判断外界条件的改变对反应速率的影响。【解析】增大反应物浓度，单位体积内分子总数增多，而活化分子的百分数没有发生变化，A 项错误；在有气体参加的化学反应中，通过缩小反应容器的体积来增大压强，可使气体反应物的浓度增大，但活化分子的百分数没有发生变化，B项错误；催化剂降低了反应的活化能，从而增大了单位体积内活化分子的百分数，D 项错误。下列说法正确的是()活化分子间的碰撞一定能发生化学反应普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应活化分子比普通分子具有较高的能量化学反应的实质是原子的重新组合化学反应的实质是旧化学键的断
7、裂和新化学键的形成过程化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞ABCDC解析：化学反应的分解过程为 普通分子 活化能 活化分子合理取向合适力度 有效碰撞 化学反应观点错误，因为活化分子间发生有合适取向、且力度合适的碰撞时，才能发生化学反应。观点错误，因为普通分子间的碰撞并非有效碰撞，因而不会发生化学反应。指代不明确，即某种普通分子所具有的能量可能比另一种活化分子的能量高，因而是错误的。探究点二 正确理解和应用影响化学反应速率的因素 1浓度对化学反应速率的影响(1)影响反应速率的是反应物或生成物的浓度，而不是物质的量或反应物的总量。(2)溶液中发生离子反应时，与反应无关的离子浓度的大小对反应
8、速率无影响，如 NaOH 溶液和盐酸反应时，增大 Na或Cl的浓度，对该反应的反应速率无影响。(3)固态或纯液体的浓度是常数，则有：增加固体用量时，化学反应速率不变；增大固体表面积或将固体溶于溶剂中，化学反应速率增大。2压强对化学反应速率的影响压强对反应速率的影响，是通过改变气体的浓度来实现的，故一般意义上的增大压强是指压缩气体的体积。对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解为：压强改变物质浓度改变反应速率改变物质浓度不变反应速率不变，常见的形式有以下几种情况：(1)恒温时增大压强引起 体积缩小引起 反应速率增大。(2)恒温恒容时充入反应气体引起 该物质浓度增大引起 该反应速率迅
9、速增大。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)引起 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。(3)恒温恒压时充入“无关气体”引起 体积增大引起 反应混合物各组分的浓度减小引起 反应速率减小。【示例】以 2SO2O22SO3 为例，通过下列方法讨论改变压强对反应速率的影响。(1)保持温度不变，将容器体积缩小：SO2、O2、SO3 的浓度都增大，单位体积内活化分子的数目增加，反应速率加快。(2)保持容积不变，充入 O2，增大压强：增大了反应物的浓度，单位体积内活化分子的数目增加，反应速率加快。充入 N2或与反应无关的气体如稀有气
10、体，增大压强：SO2、O2、SO3 的浓度都没有变化，单位体积内活化分子的数目不变，反应速率不变。(3)保持压强不变，充入 N2或与反应无关的气体如稀有气体，体积必将增大，SO2、O2、SO3 的浓度均减小，单位体积内活化分子的数目减少，反应速率减小。3温度对化学反应速率的影响(1)温度影响化学反应速率的规律当其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反应速率减小。温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。许多实验表明：温度每升高 10，反应速率通常增大到原来的 24 倍。可用公式表示为：v2v1(24)(t2t1)/10。4催化剂对化学反应速率的影响催
11、化剂(正催化剂)能够增大化学反应速率的原因，是它能够降低反应所需的能量，这样就会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而成千上万倍地增大化学反应速率。有的化学反应不需要催化剂，有的化学反应需要催化剂，有的化学反应需要催化剂但尚未找到合适的催化剂，有的催化剂对多个化学反应都有催化作用，有的催化剂只能对一个化学反应有催化作用，如酶。催化剂的类型：催化剂的类型有正催化剂：加速反应的催化剂。负催化剂：减慢反应的催化剂，又叫阻化剂。助催化剂：提高催化剂的催化效率，而本身不具有催化作用。如不特别说明，通常所说的催化剂指正催化剂。催化剂中毒：催化剂的催化性能往
12、往因接触少量杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。工业上为了防止催化剂中毒而把原料进行净化除去毒物。催化剂只有在一定温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一定相同。1增加反应物的量，反应速率一定会增大吗？提示：不一定。对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，因而其物质的量的改变，不会影响反应速率。2使用催化剂反应速率都会增大吗？提示：不一定。催化剂对反应速率的改变包括增大或减小。增大反应速率的催化剂为正催化剂，减小反应速率的催化剂为负催化剂，通常所说的催化剂指正催化剂。3为什么改变压强对只有固体、液体参与的反应速率没有影响？提示：压强改变对反应速率的影响与浓度改
13、变对反应速率的影响是一致的。压强的改变实质引起了气体的浓度改变，从而使反应速率发生变化。若反应物全部为固体、液体或溶液，由于压强变化对其浓度几乎无影响，故可认为反应速率不变，如 2Na2H2O=2NaOHH2反应物中无气体，生成物中有气体，改变压强，反应速率不变。【例 2】下列各组反应(表中物质均为反应物)中，反应刚开始时，放出氢气的反应速率最大的是()选项金属(块状)酸的浓度及体积反应温度/A0.4 mol Mg6 molL1 硝酸 10 mL70B0.3 mol Mg3 molL1 盐酸 40 mL60C0.4 mol Fe3 molL1 盐酸 50 mL60D0.1 mol Mg3 mo
14、lL1 硫酸 10 mL60D【思路分析】解答本题的思路如下：【解析】依据金属的化学性质，金属镁的活动性比铁的强，首先排除 C 项；硝酸具有强氧化性，与金属反应很难放出氢气，排除 A 项；影响放出氢气的速率与固体镁的多少无关，只与溶液中 H浓度的大小有关，D 项符合题意。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，则曲线 a、b、c、d 所对应的实验组别可能是()C组别c(HCl)(mol/L)温度()状态12.025块状22.530块状32.550粉末状42.530粉末状A.4321B1234C3421D1243解析：影响反
15、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。图像中曲线 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。1对于一定条件下进行的化学反应：2SO3(g)2SO2(g)O2(g)，改变下列条件，可以提高反应物活化分子百分数的是()增大压强 升高温度 加入催化剂 增大反应物浓度ABCDB解析：活化分子比普通分子具有更高的能量，若想提高活化分子百分数，可采取的方法：一是升高温度，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而提高活化分子百分数；二是加入催化剂，降低反应所需活化能，使更多的反应物分子成为活化分子，大大提高了反应物
16、中活化分子百分数。210 mL 1 molL1 盐酸与一小块大理石的化学反应：CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，下列措施能使化学反应速率提高的是()A加入一定量的 CaCl2B加入 5 mL 1.5 molL1 盐酸C加入 15 mL 0.5 molL1 盐酸D加入 5 mL H2OB解析：CaCl2 是反应中的生成物，其浓度增大，不能增大反应速率；加入 1.5 molL1 的盐酸可使 1 molL1 的盐酸浓度增大，加快化学反应速率；加入 0.5 molL1 的盐酸可使 1 molL1 的盐酸浓度减小，减慢化学反应速率；加水相当于稀释使盐酸的浓度减小，从而使反应速率减慢。3下列说法
17、中正确的是()A0.1 molL1 盐酸和 0.1 molL1 硫酸与 2 molL1 NaOH溶液反应速率相同B大理石块和大理石粉与 0.1 molL1 盐酸反应的速率相同C等量的 Mg 粉、Al 粉和 0.1 molL1 盐酸反应速率相同D0.1 molL1 盐酸和 0.1 molL1 硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同解析：A 选项是酸碱中和，硫酸的 H浓度是盐酸的 2 倍，所以速率不同。B 选项中大理石块与盐酸接触面小，反应慢。C选项中 Mg 比 Al 活泼，反应速率快。D4反应 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几
18、乎无影响的是()增加 C 的量将容器的体积缩小一半保持体积不变，充入 N2 使体系压强增大保持压强不变，充入 N2 使容器体积增大ABCDB解析：中 C 为固态反应物，增加固体的量对反应速率无影响；将容器的体积缩小一半，压强增大，反应速率加大；中充入 N2 使体系压强增大，但容器的容积未变，参加反应的各种气体浓度不变，反应速率不变；保持恒压，充入 N2 使容器体积增大，参加反应的各种气体浓度减小，反应速率减小。5在室温下，同种规格的铝片分别与下列物质混合，化学反应速率最大的是()A0.1 molL1 的盐酸 15 mLB0.2 molL1 的盐酸 12 mLC0.15 molL1 的硫酸 8
19、mLD18 molL1 的浓硫酸 15 mL解析：铝放入盐酸或稀硫酸中发生化学反应的离子方程式均为 2Al6H=2Al33H2，A、B、C 三个选项中，C 中c(H)最大，反应最快；D 项中的浓硫酸使铝钝化。C6把下列 4 种 X 的溶液分别加入 4 个盛有 10 mL 2 molL1 盐酸的烧杯中，均加水稀释到 50 mL，此时 X 与盐酸缓和地进行反应。其中反应速率最大的是()A20 mL 3 molL1 的 X 溶液B20 mL 2 molL1 的 X 溶液C10 mL 4 molL1 的 X 溶液D10 mL 2 molL1 的 X 溶液解析：稀释后溶液中 X 的浓度(盐酸浓度相等)分
20、别为：1.2 molL1、0.8 molL1、0.8 molL1、0.4 molL1。反应物浓度越大，反应速率越大。A7下列措施能明显增大化学反应速率的是()ANa 与水反应时增大水的用量B将稀硫酸改为 98%的浓硫酸与 Zn 反应制取 H2C在硫酸溶液与 NaOH 溶液反应时，增大压强D恒温恒容条件下，在合成氨反应中增加氮气的量解析：A 项，增大水的用量对 Na 与水的反应速率无明显影响，错误；B 项，改为浓硫酸后将得不到 H2，错误；C 项，无气体参与和生成的反应，压强变化对化学反应速率无明显影响，错误；D 项，增大反应物的浓度可以加快反应速率，正确。D8草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生
21、如下反应：MnO4H2C2O4HMn2CO2H2O(未配平)。用 4 mL 0.001 mol/L KMnO4 溶液与 2 mL 0.01 mol/L H2C2O4 溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下：组别10%硫酸体积/mL温度/其他物质22022010 滴饱和MnSO4 溶液2301201 mL 蒸馏水(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 25。(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验 和 (用表示，下同)；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验 和 。(3)对比实验和，可以研究 c(H)(或硫酸溶液的浓度)对化学反应速率的影响，实验中加入 1 m
22、L 蒸馏水的目的是。确保所有实验中 c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变解析：(1)根据电子守恒列式可得：n(MnO4)(72)n(H2C2O4)2(43)，则 n(MnO4)n(H2C2O4)25。(2)利用变量探究实验研究某一因素对化学反应速率的影响时，要保证其他各条件完全相同。体现了化学实验的控制变量思想。(3)对比和，反应的温度、溶液的体积等都相同，仅有 c(H)不同，故可研究 c(H)对反应速率的影响。加 1 mL 水的目的是确保 c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变。解析：(1)根据电子守恒列式可得：n(MnO4)(72)n(H2C2O4)2(43)，则 n(MnO4)n(H2C2O4)25。(2)利用变量探究实验研究某一因素对化学反应速率的影响时，要保证其他各条件完全相同。体现了化学实验的控制变量思想。(3)对比和，反应的温度、溶液的体积等都相同，仅有 c(H)不同，故可研究 c(H)对反应速率的影响。加 1 mL 水的目的是确保 c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变。