1、高考资源网（） 您身边的高考专家基础课时12影响化学反应速率的因素学习任务1.通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。培养科学探究与创新意识的化学核心素养。2通过对化学反应历程的认知，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。3通过“外界条件对化学反应速率影响”等实验活动，形成并发展控制变量法的实验思想。一、浓度、压强对化学反应速率的影响1浓度对化学反应速率的影响(1)基本规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率加快；减小反应物的浓度，反应速率减慢。(2)反应速率与反应物浓度的定量关系速率方程：对于反应H2O2
2、2HI=2H2OI2，其反应速率与反应物浓度间的关系vkc(H2O2)c(HI)，其中，k为反应速率常数。反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。2压强对化学反应速率的影响(1)基本规律(对于气体参与的反应)(2)解释压强增大化学反应速率加快；反之，压强减小，化学反应速率减慢。(1)化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是怎样得到的？应注意什么？(2)增大压强，化学反应速率一定增大吗？提示：(1)一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度
3、的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中各物质化学式前的系数并无确定关系。(2)不一定，对于只涉及固体和液体的反应，压强的改变对化学反应速率几乎没有影响。二、温度对化学反应速率的影响1基本规律2经验规律范托夫规律：对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的24倍。这个经验规律可以对一些化学反应的速率做粗略的估计，但适用范围有限。3过渡态及活化能(1)过渡态：一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的高能量的中间状态。(2)活化能：定义：过渡态的能量与反应物的平均能量之间的差值。符号：Ea。单位：kJm
4、ol1或Jmol1。4解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，故升高温度可以提高化学反应的速率。(正确的打“”，错误的打“”)(1)对于COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H0，升温能加快正反应速率，降低逆反应速率。()(2)温度升高时，对放热反应和吸热反应速率的影响程度是一样的。()提示：(1)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大。(2)由于放热反应和吸热反应的活化能不同，因此温度的变化对速率的影响程度是不同的。三、催化剂及其他因素对化学反应速率的影响1催化剂：能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性
5、质不变的物质。2催化原理：通过参与反应改变反应历程、改变反应的活化能来改变化学反应速率。3催化剂的特点4其他因素对化学反应速率的影响如光辐射、放射线辐射、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。(正确的打“”，错误的打“”)(1)催化剂能使不能发生的化学反应发生。()(2)加入催化剂，降低反应的活化能，化学反应速率增大，但反应路径没改变。()(3)用相同质量的锌粉和锌片与同浓度的足量盐酸反应，产生氢气的量和速率都相同。()提示：(1)催化剂只能改变反应的速率，不能改变反应进行的方向。(2)催化剂对反应速率的影响是通过降低反应的活化能，改变了反应的历程实
6、现的。(3)锌粉的接触面积大，因而反应速率大。外界条件对化学反应速率的影响以下是投篮球的三种情况：第一种，能量不够；第二种，方向不合适；第三种，足够的能量和合适的方向。化学反应也有类似的情况，碰撞理论认为改变外界条件可使单位体积内的活化分子数改变，从而使反应速率改变。1为什么增大反应物的浓度会影响化学反应速率呢？提示：其他条件不变，当增大反应物的浓度时，单位体积中活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致化学反应速率增大。2增大压强一定能增大反应速率，减小压强一定能减小反应速率吗？为什么？如何理解“改变体系压强可改变反应速率”？提示：其他条件不变时，增大压强不一定增大反应物的浓度，单位体积中
7、活化分子的数量不一定增加，有效碰撞的频率不一定增大，反应速率不一定增大。其他条件不变时，减小压强不一定减小反应物的浓度，单位体积中活化分子的数量不一定减少，有效碰撞的频率不一定减小，反应速率不一定减小。所以，只有改变了压强，导致反应物浓度改变时，才能改变化学反应速率。3为什么温度的变化会影响化学反应速率？提示：在其他条件不变时，升高温度，可以使反应物分子能量增大，一部分原来能量较低的普通分子变成活化分子，使活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多，化学反应速率增大。4催化剂对化学反应速率的影响有何特点？提示：不同的催化剂对化学反应速率的催化效果不同。1纯液体和固体的反应速率的影响因素分析纯液体和固
8、体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。2压强对化学反应速率影响的分析(对于有气体参与的反应)(1)恒温时增大压强体积缩小反应速率增大。(2)恒温恒容时充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。充入“无关气体”(如He、Ne、Ar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”体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小。3温度对化学反应速率影响的分析升高温度，可以增加分子能量，增大活化分子百分数，且加快分子运动，增大分子的碰撞频率
9、，因此升高温度可以加快化学反应的速率。反之，降低温度可以减小化学反应的速率。4催化剂对化学反应速率的影响(1)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，故能改变反应达到平衡的时间，但催化剂不能改变反应物的浓度和反应的平衡常数，所以催化剂不能使化学平衡发生移动，不能改变反应物的转化率。(2)理论解释：使用催化剂降低反应所需的能量更多的反应物分子成为活化分子大大增加单位体积内的活化分子百分数增大化学反应速率。(3)用催化剂催化的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。【例1】已知反应2HI(g)H2(g)I2(g)的能
10、量变化如图所示。下列说法正确的是()A.常温下，向体积为V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反应，可吸收12.5 kJ的热量B.加入催化剂，分子的能量不变，但单位体积内活化分子数增多，反应速率加快C.其他条件不变，升高温度，反应速率加快，HI的分解率不变D.H2(g)I2(g)2HI(g)的活化能为12.5 kJmol1B该反应为可逆反应，充入2 mol HI(g)充分反应，反应不能进行到底，所以吸收的热量小于12.5 kJ，A错误；加入催化剂，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞增多，反应速率加快，B正确；从题图可知，该反应为吸热反应，其他条件不变，升高温度，反应速率加快，平衡右移，H
11、I的分解率增大，C错误；由题图分析可知，H2(g)I2(g)2HI(g)的活化能Ea(18512.5)kJmol1172.5 kJmol1，D错误。温度、压强对化学反应速率的影响(1)改变温度对正、逆反应速率的影响是一致的。对于一个放热反应，升温时正、逆反应速率同时加快，但是v(逆)增加的程度大于v(正)，使得v(逆)v(正)，平衡左移，而不能误认为v(逆)变大，v(正)减小(或不变)。(2)压强的影响归根到底是对浓度的影响，如果增大压强不会改变参加反应物质的浓度，则反应速率不会增大，如恒温恒容条件下，向容器中充入不参与反应的惰性气体，虽然压强增大了，但反应速率并没有改变。12SO2(g)O2
12、(g)2SO3(g)是工业上制造硫酸的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是()A.增加O2的浓度能加快反应速率B.降低体系温度能加快反应速率C.使用催化剂不影响反应速率D.一定条件下达到反应限度时SO2全部转化为SO3A降低体系温度能减慢反应速率；使用催化剂能改变反应速率；此反应是可逆反应，SO2不可能全部转化为SO3。2对于反应CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H0，下列措施能加快反应速率但不改变反应放出的热量的是()A.升高温度B减小压强C.加入CO D加入催化剂D该反应为放热反应，升高温度反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，反应放出的热量减少，A项错误；该反应为反应前后气体分
13、子数不变的反应，减小压强平衡不移动，反应放出的热量不变，但反应速率降低，B项错误；加入CO，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，反应放出的热量增加，C项错误；加入催化剂平衡不移动，反应放出的热量不变，反应速率增大，D项正确。可逆反应的速率时间(vt)图像合成氨反应达到平衡后，t1时刻改变条件：1画出t1时刻加入少量N2(容积不变)，再次达到平衡时的vt图像。提示：2画出t2时刻升高温度(其他条件不变)时的vt图像。提示：3画出t3时刻缩小容器体积时的vt图像。提示：平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任一平衡体系增大反应物的浓度v(正)、v(逆)均增大，且v(正)v(逆)减小反应物的浓
14、度v(正)、v(逆)均减小，且v(逆)v(正)增大反应产物的浓度v(正)、v(逆)均增大，且v(逆)v(正)减小反应产物的浓度v(正)、v(逆)均减小，且v(正)v(逆)正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v(正)、v(逆)均增大，且v(逆)v(正)减小压强或降低温度v(正)、v(逆)均减小，且v(正)v(逆)反应前后气体系数和相等的平衡正催化剂或增大压强v(正)、v(逆)同等倍数增大负催化剂或减小压强v(正)、v(逆)同等倍数减小【例2】已知反应X(g)Y(g)nZ(g)H0，将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是(
15、)A.10 min时，曲线发生变化的原因是升高温度B.10 min时，曲线发生变化的原因是增大压强C.反应方程式中n1D.05 min内，用X表示的反应速率为v(X)0.08 molL1min1A升高温度，10 min时反应物和反应产物浓度不会瞬间同时增大，A错误；05 min内，用X表示的反应速率v(X)0.08 molL1min1，用Z表示的反应速率v(Z)0.08 molL1min1，根据反应速率之比等于各物质化学式前的系数之比可知，反应方程式中n1，C、D正确；正反应是气体体积减小的反应，则增大压强，各物质的浓度均增大，平衡向正反应方向移动，B正确。1一定条件下进行反应2X(g)Y(g
16、)Z(s)3W(g)H0。达到平衡后，t1时刻改变某一条件所得vt图像如图，则改变的条件为()A.增大压强B.升高温度C.加催化剂D.增大反应产物浓度B图像特点：t1时刻正、逆反应速率都增大，但逆反应速率增大得多，因为该反应正反应是放热反应，故升高温度时，正、逆反应速率都增大，但逆反应速率增大得多，B正确；该反应是气体体积不变的反应，故增大压强时，正、逆反应速率都增大，且增大的程度相同，A错误；加入催化剂，正、逆反应速率都增大，且增大的程度相同，C错误；增大反应产物浓度，逆反应速率瞬间增大，但正反应速率在这一瞬间不变，故D错误。2可逆反应2X(g)Y(s)2Z(g)在t1 min时达到平衡状态
17、。当增大平衡体系的压强(减小容器体积)时，下列有关正、逆反应速率(v)随时间(t)变化的图像正确的是()ABCDC对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，达到平衡状态后，增大平衡体系的压强(减小容器体积)，平衡不移动，正、逆反应速率仍相等，但由于压强增大，所以正、逆反应速率同等程度地增大。1下列说法不正确的是()A.具有较高能量的反应物分子称为活化分子B.升高温度增大了活化分子百分数C.催化剂能够改变化学反应的途径D.增大压强能提高活化分子的浓度A能量高不一定是活化分子，只有能量较高且能发生有效碰撞的分子才是活化分子；温度升高，可使一部分分子变成活化分子，增大了活化分子百分数；催化剂能降低反应所
18、需的活化能，所以改变了化学反应的途径；增大压强，体积缩小，所以提高了活化分子浓度但不会改变活化分子百分数。2(双选)下列关于反应速率与参与反应物质的浓度的关系式vkca(A)cb(B)的叙述中，正确的是()A.对于所有的化学反应，k是数值和单位都不变的常数B.a、b是化学方程式中A和B的系数C.对于某个特定的化学反应，k与反应物质的浓度无关D.vkca(A)cb(B)需要通过实验来确定，不能随意根据化学方程式直接写出CD在反应速率与参与反应物质的浓度的关系式中，k是反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。通常，反应速率常数越大，反应
19、进行得越快，对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。由此可见，A、B项均错误。3可逆反应A(g)2B(g)2C(g)H0速率图像如图所示。导致t时刻的速率图线变化的原因可能是()A.增大了A的浓度B使用了催化剂C.增大了压强 D升高了温度B因为在t时刻v(正)和v(逆)同等倍数的增大，又因该反应为气体体积缩小的反应，所以只有使用催化剂符合题意。4在500 时，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0的体系中，只改变下列条件，请把影响结果填入表中。改变条件正反应速率逆反应速率(1)增大O2的浓度(2)增大SO2的浓度(3)减小SO3的浓度(4)压缩体积增大压强(5)升高温度(6)加入催化剂(7)体积不变充入氖气解析增大反应物或反应产物的浓度，正、逆反应速率均增大，减小反应物或反应产物的浓度，反应速率均减小；压缩体积增大压强、升高温度、使用催化剂均会使反应速率增大。答案改变条件正反应速率逆反应速率(1)增大O2的浓度增大增大(2)增大SO2的浓度增大增大(3)减小SO3的浓度减小减小(4)压缩体积增大压强增大增大(5)升高温度增大增大(6)加入催化剂增大增大(7)体积不变充入氖气不变不变- 12 - 版权所有高考资源网
