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 目标与素养：1.理解外界条件(温度、浓度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。(宏观辨识与科学探究)2.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。(宏观辨识与科学探究)3.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。(科学态度与社会责任)4.认识化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。(科学态度与社会责任)自 主 预 习 探 新 知 一、有效碰撞理论简介1有效碰撞一、有效碰撞理论简介2活化分子与活化能一、有效碰撞理论简介活化能越小，普通分子就越变成活化分子。如图所示：反应的活化能是，反应热是
2、 E1E2。容易E1一、有效碰撞理论简介3化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系活化分子的百分数越大，单位体积内 越多，单位时间内 越多，化学反应速率 。越快活化分子数有效碰撞次数一、有效碰撞理论简介 举例说明实现向体系提供活化能的方法有哪些？答案 加热、光照、超声波、核辐射、研磨等。二、外界因素对化学反应速率的影响1浓度(1)实验探究原理2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O 实验步骤 二、外界因素对化学反应速率的影响实验现象酸性 KMnO4 溶液 酸性 KMnO4 溶液 褪色时间褪色时间 较 0.1 molL1 H2C2O4 溶液褪色时间 结论若其
3、他条件相同，H2C2O4 浓度越大，酸性 KMnO4溶液褪色越，反应速率也越；反之，H2C2O4 浓度越小，反应速率越 褪色褪色长短快快慢二、外界因素对化学反应速率的影响(2)规律反应物浓度增大反应速率 ；反应物浓度减小反应速率 。减小增大二、外界因素对化学反应速率的影响2压强针对有气体参加的压强的变化仅由反应容器的容积变化引起的反应，增大压强(减小容器体积)反应物浓度 反应速率 ，反之，反应速率 ；对只有固体或纯液体参加的反应，压强变化几乎不影响反应速率。减小增大增大二、外界因素对化学反应速率的影响3温度(1)实验探究原理Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O 实验操作 二、外
4、界因素对化学反应速率的影响实验现象 混合后，两组均出现 ，但 一组首先出现浑浊结论当其他条件相同时，升高温度反应速率 ，降低温度反应速率 减小浑浊热水增大二、外界因素对化学反应速率的影响(2)规律温度升高，反应速率 ；温度降低，反应速率 。减小增大二、外界因素对化学反应速率的影响4催化剂(1)已知双氧水分解生成 O2 的实验中常用催化剂有 MnO2、Fe3、Cu2，其催化能力 MnO2Fe3Cu2。酸性 KMnO4氧化 H2C2O4时所加的催化剂为 Mn2或 MnSO4。淀粉水解时常用的催化剂为稀 H2SO4 或唾液，且唾液催化能力较强。二、外界因素对化学反应速率的影响(2)结论：同一反应，用
5、不同催化剂，反应速率不相同。(3)规律选用合适的催化剂，能使反应速率增大。反应物之间同时发生多个反应时，催化剂有选择性，可以提高目标产物的比率。二、外界因素对化学反应速率的影响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。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)Na、Mg、Al 与同浓度的稀 H2SO4 反应，反应速率相同。()(2)升高温度，加压均可增大任何反应的化学反应速率。()(3)锌与稀 H2SO4 反应时，硫酸的浓度越大，产生 H2 的速率越快。()(4)催化剂可以加快反应也可以改变反应热。
6、()答案(1)(2)(3)(4)2有效碰撞是指()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答案 D3在一密闭容器中充入 1 mol I2 和 1 mol H2，压强为 p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)(1)保持容器容积不变，向其中充入 1 mol H2，反应速率_。(2)升高温度，反应速率_。(3)扩大容器体积，反应速率 _。答案(1)增大(2)增大(3)减小核 心 突 破 攻 重 难 影响反应速率的外界条件1.外界条件对反应速率的影响影响因素影响结果(其他条件不变)固体或纯液体浓度为常数
7、，增加反应物的量，反应速率不变(固体物质的表面积影响反应速率)浓度气体或溶液增大反应物的浓度，反应速率加快 升高温度反应速率加快 增大压强(缩小体积)对于气体，反应速率加快；对于非气体物质，影响不大 使用正催化剂反应速率加快2.理论解释有效碰撞理论注意：活化分子数变，反应速率不一定变；但活化分子百分数变，则反应速率一定变。对于可逆反应，升温、加压，加入催化剂既加快正反应速率又加快逆反应速率。科学探究：压强对反应速率影响的探究分析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如下：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)恒温时缩小体积引起
8、压强增大，物质浓度增大引起 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 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)引起 总压强增大，但反应混合物中各组分浓度没有改变，反应速率不变。【典例】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 使容器体积变大A BCDC 本题考查的是压强对反应速率的影响。C 为固体反应物，增加其用量，对反应速率几乎没有
9、影响；容器体积缩小一半，相当于压强增大一倍，浓度增大，反应速率增大；体积不变，充入 N2，体系总压强增大，但反应混合物的浓度并未改变，反应速率基本不变；压强不变，充入 N2，使容器的体积增大，总压强不变，但反应混合物的浓度变小，反应速率减小。对于 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)反应，写出恒容条件下能增大该反应速率的两条可行性措施。答案 增大 H2O(g)的浓度，升高温度。1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
10、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。2对于反应：N2O22NO，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是()A增大体积使压强减小B体积不变充入 N2 使压强增大C体积不变充入氦气使
11、压强增大D使总压强不变，充入氖气B 增大体积引起浓度减小，反应速率减慢；体积不变充入 N2，N2 的浓度增大，反应速率加快；体积不变充入氦气，各反应物的浓度并没有改变，反应速率不变；总压强不变，充入氖气，体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢。系列微专题 2：“控制变量法”探究反应速率的影响因素“控制变量”实验探究题主要是以表格或图像的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响，或给出影响化学反应速率的几种因素，让学生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。它能够很好地考查学生的实验设计与探究能力、比较归纳能力、数据分析与处理能力、信息提炼能力、知识迁移与应用能力。解答
12、该类题目的方法思路如下：(1)确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。(2)定多变一：在探究时，应该先确定其他因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。(3)数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。1某探究小组用 HNO3 与大理石反应过程中质量减少的方法，研究影响反应速率的因素。所用 HNO3 浓度为 1.00 molL1、2.00 molL1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温
13、度为 298 K、308 K，每次实验 HNO3 用量为 25.00 mL、大理石用量为 10.00 g。请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号。实验编号T(K)大理石规格HNO3 浓度(molL1)实验目的 298粗颗粒2.00 ()实验和探究 HNO3 浓度对该反应速率的影响；()实验和_探究温度对该反应速率的影响；()实验和_探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响解析 实验和探究 HNO3 浓度对该反应速率的影响，其他条件应相同而 HNO3 浓度不同，故实验HNO3 浓度应为 1.00 molL1。实验和探究温度对反应速率的影响，除了温度不同，其他条件要保持一样。
14、实验和探究大理石规格(粗、细)对反应速率的影响，因此要求二者大理石的规格不同，一个用粗颗粒，另一个用细颗粒。答案 298 粗颗粒 1.00 308 粗颗粒 2.00 298 细颗粒 2.00()()2为探讨化学反应速率的影响因素，设计的实验方案如下表。(已知 I22S2O23=S4O26 2I，其中 Na2S2O3 溶液均足量)体积(V)/mL 实验序号Na2S2O3 溶液淀粉溶液碘水水时间/s 10.02.04.00.0t18.02.04.02.0t26.02.04.0Vxt3(1)该实验进行的目的是_；淀粉溶液的作用是_。(2)表中 Vx_，通过比较 t1、t2、t3 的大小，试推测该实验
15、结论：_。解析(1)根据表中数据可知三次实验中实际改变的是硫代硫酸钠的浓度，故该实验的目的是探究反应物(Na2S2O3)浓度对化学反应速率的影响。由于淀粉遇碘显蓝色，因此从反应原理看，可以采用淀粉作指示剂，根据碘水的淀粉溶液蓝色完全褪去所需时间来测定反应速率。(2)为保持其他量相同，溶液的总体积是 16.0 mL，所以表中 Vx16.06.02.04.04.0。答案(1)探究反应物(Na2S2O3)浓度对化学反应速率的影响 作为显色剂，检验 I2 的存在(2)4.0 其他条件不变，反应物浓度越大，化学反应速率越大当 堂 达 标 提 素 养 1下列有关化学反应速率的说法正确的是()A用铁片和稀硫
16、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B100 mL 2 mol/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CSO2 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。2对于反应 4A2B3C，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、
17、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。3在相同条件下，做 H2O2 分解对比实验时，其中(1)加入 MnO2催化，(2)不加 MnO2 催化。如图是反应放出 O2 的体积随时间的变化关系示意图，
18、其中正确的是()A BC DA 由图像知，横坐标为时间，纵坐标为 V(O2)，只要 H2O2 的量相同，两种情况下最终产生 O2 的体积相同，(1)中加入 MnO2 作催化剂，加快了 H2O2 的分解速率，在相同时间内产生 O2 的体积比(2)大，反应结束时所用时间短，故选 A。4某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)Y(g)Z(g)W(s)H0，下列叙述正确的是()A在容器中加入氩气，反应速率不变B加入少量 W，逆反应速率增大C升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小D将容器的体积压缩，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增大A A.在容器中加入氩气，压强增大，但物质的浓度不
19、变，所以反应速率不变，正确；B.W 是固体，所以加入少量 W，正、逆反应速率均不变，不正确；C.升高温度，正、逆反应速率均增大，不正确；D.将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子数，有效碰撞次数增大，反应速率加快，但活化分子的百分数不变，不正确。5在一定条件下，容积为 2 L 的密闭容器中，将 2 mol L 气体和 3 mol M 气体混合，发生如下反应：2L(g)3M(g)=xQ(g)3R(g)，10 s 末，生成 2.4 mol R，并测得 Q 的浓度为 0.4 molL1。计算：(1)10 s 末 L 的物质的量浓度为_。(2)前 10 s 内用 M 表示的化学反应速率为_。(3)
20、化学方程式中 x 值为_。(4)在恒温恒容条件下，往容器中加入 1 mol 氦气，反应速率_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。(5)在恒温恒压条件，往容器中加入 1 mol 氦气，反应速率_。解析 2L(g)3M(g)=xQ(g)3R(g)起始(mol)2 3 0 0 10 s 末(mol)0.4 0.6 0.8x2.4(1)c(L)0.4 mol2 L0.2 molL1；(2)v(M)2.4 mol2 L10 s0.12 molL1s1；(3)0.8x mol2L0.4 molL1，x1；(4)恒温、恒容，通入 He，反应物和生成物的浓度均不变，反应速率不变；(5)恒温、恒压，通入 He，体积扩大，反应物和生成物的浓度减小，反应速率减小。答案(1)0.2 molL1(2)0.12 molL1s1(3)1(4)不变(5)减小点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!
