1、基础课时10影响化学反应速率的因素学 习 任 务1通过实验，从宏观上认识外界因素影响化学反应速率的规律，并能从活化分子的有效碰撞等微观的角度进行分析解释，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2通过建立分析探究外界因素影响化学反应速率的思维模型，即“实验现象影响规律理论解释”，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。3通过定性与定量研究影响化学反应速率的因素，提高学生设计探究方案、进行实验探究的能力，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。一、有效碰撞理论、活化能、活化分子1有效碰撞理论(1)基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI=H2I2的
2、2个基元反应为2HIH22I、2II2。(2)反应机理：先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。(3)基元反应发生的先决条件基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。(4)碰撞理论分子碰撞：化学反应发生的前提是反应物分子间发生碰撞。有效碰撞：(5)活化能和活化分子活化分子：能够发生有效碰撞的分子。对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能。(6)反应物、生成物的能量与活化能的关系图2基元反应发生经历的过程微点拨：(1)每个基元反
3、应都有对应的活化能，反应的活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例也就越小，故化学反应速率越小。(2)活化分子的百分数越大单位体积内活化分数越多有效碰撞次数越多速率越快。(正确的打“”，错误的打“”)(1)活化能大的反应一定是吸热反应()(2)发生有效碰撞的分子一定是活化分子()(3)有效碰撞次数多，反应速率快()(4)基元反应过程中没有任何中间产物生成()二、影响化学反应速率的因素1浓度对反应速率的影响(1)实验探究实验原理Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O实验操作ABC实验现象A中最先出现浑浊，B中其次，C中出现浑浊最晚 实验结论浓度越大，反应速率越快 (2)影响
4、规律其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大；减小反应物的浓度，反应速率减小。(3)理论解释反应物浓度增大单位体积内活化分子数增多单位时间内有效碰撞几率增加反应速率加快；反之，反应速率减慢。【特别提醒】(1)对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，因而其物质的量改变时不影响化学反应速率。(2)固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率。(3)对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。2压强对反应速率的影响(1)影响规律对于有气体参加的反应，在密闭容器中、一定温度下，一定质
5、量的气体所占的体积与压强成反比。如图所示：增大体系的压强对气体浓度的影响由图可知：其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，化学反应速率加快。(2)理论解释增大压强气体体积缩小反应物浓度增大单位体积内活化分子数增多单位时间内有效碰撞几率增加反应速率加快；反之，反应速率减慢。【特别提醒】压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度。(1)恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。(2)恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。3温度对反应速率的影响(1)实验探究实验原理2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42
6、MnSO410CO28H2O实验操作第一支 第二支 第三支实验现象溶液紫红色褪去所需时间长短：第一支第二支第三支实验结论反应物的温度越高，反应速率越快(2)影响规律：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。(3)理论解释：升高温度活化分子的百分数增大单位时间内有效碰撞次数增多反应速率增大；反之，反应速率减慢。【特别提醒】(1)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。升温时，反应速率增大；降温时，反应速率减小。(2)一般而言，温度对反应速率的影响比浓度、压强等对反应速率的影响要大，也更容易控制。4催化剂对反应速率的影响(1)实验探究原
7、理2H2O22H2OO2实验操作A B C实验现象A试管中有气泡产生；B试管中迅速产生大量气泡；C试管中只观察到有少量气泡产生结论MnO2和FeCl3对H2O2分解都有催化作用，但MnO2催化作用较强，加入合适的催化剂能加快化学反应速率(2)影响规律：当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率增大。(3)理论解释：使用催化剂改变了反应的路径(如下图)，反应的活化能降低活化分子的百分数增大单位时间内有效碰撞几率增加反应速率加快。(4)特点选择性：只对某一反应或某类反应起催化作用。高效性：可以较大幅度降低反应的活化能，从而有效地提高化学反应速率。正反应与逆反应的活化能 催化剂对反应活化能的影响【特
8、别提醒】(1)催化剂有正、负之分，一般情况下的催化剂是指正催化剂。(2)催化剂有选择性，不同的化学反应的催化剂不相同，催化剂具有一定的活化温度。(3)催化剂对可逆反应的正、逆反应的速率影响相同。5其他因素对反应速率的影响除了改变反应物的浓度、压强、温度和使用催化剂能改变反应速率外，许多方法也能改变反应速率。增大反应物间的接触面积，反应速率会随之增大。此外，光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。(正确的打“”，错误的打“”)(1)增加固体反应物的质量，化学反应速率增大()(2)任何反应，增大压强，反应速率一定增大()(3)恒温恒容密闭容器中发生全为气体的反应，若容器总压强增大，则反应速
9、率一定增大()(4)升高温度，吸热反应速率会加快而放热反应速率会减慢()(5)某反应温度每升高10 ，速率变为原来的2倍，若温度升高30 ，则速率变为原来的6倍()(6)锌与稀硫酸反应，稀硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快()(7)100 mL 2 molL1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变()(8)催化剂在反应过程中会参与反应，但反应前后自身的质量与化学性质不变()浓度、温度、催化剂对反应速率的影响选择实验用品，设计实验探究影响化学反应速率的因素。实验用品：烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。01 mol/L Na2S2O3溶液、0.1 mol/L H2S
10、O4溶液、0.5 mol/L H2SO4溶液、5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、蒸馏水、热水。实验原理：(1)Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O(2)2H2O22H2OO2问题实验方案设计影响因素实验步骤实验现象实验结论浓度均出现浑浊，但后者出现浑浊更快增大浓度，化学反应速率增大温度混合后均出现浑浊，但70 热水一组首先出现浑浊升高温度，化学反应速率增大催化剂AB A试管无明显现象，B试管出现大量气泡催化剂能加快化学反应速率浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响的深化理解1浓度(1)固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。(2)增大固体的
11、表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。2温度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。升温时，化学反应速率增大；降温时，化学反应速率减小。3催化剂(1)催化剂的使用与反应过程的能量变化加入催化剂改变反应的历程，降低反应所需的活化能，反应体系中活化分子百分数提高，使反应速率显著增大，但不改变反应过程中的反应热，能量变化如图。(2)催化剂能改变化学反应的速率，但反应前后质量和化学性质不发生改变，催化剂具有选择性，不同的反应有不同的催化剂。(3)若催化剂是酶，要注意酶只有在温和条件下催化效果才最好，若温度过高，则酶会变性，反应无催化作用。1下列有关化学反
12、应速率的说法正确的是()AC与CO2反应生成CO时，增加C的量能使反应速率增大B等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同物质的量浓度的盐酸反应，反应速率相等CSO2的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减小D汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，使用催化剂可以增大该化学反应的速率DC是固体，增加C的量不影响化学反应速率，A不正确；锌粉的表面积大，反应速率大，B不正确；升高温度，吸热反应、放热反应的速率均增大，C不正确；催化剂可以增大反应速率，D正确。2相同温度条件下，将下列4种不同浓度的NaHCO3溶液，分别加入到4个盛有20 mL 0.06 molL1盐酸的烧杯中，并加水稀
13、释至50 mL，NaHCO3溶液与盐酸反应产生CO2的速率最大的是()A20 mL,0.03 molL1B20 mL,0.02 molL1C10 mL,0.04 molL1 D10 mL,0.02 molL1A混合后氢离子浓度相同，四种溶液中c(HCO)的大小决定产生CO2速率的大小。混合后HCO的浓度分别为0.012 molL1、0.008 molL1、0.008 molL1、0.004 molL1。压强对反应速率的影响在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图)。问
14、题1向下压缩活塞，各物质浓度怎样变化，反应速率怎样变化？提示压缩体积，H2(g)、I2(g)、HI(g)浓度均增大，反应速率加快。问题2如果保持温度和容器容积不变，向其中充入稀有气体He，增大压强，反应速率怎样变化？提示容积不变，则H2(g)、I2(g)、HI(g)浓度不变，化学反应速率不变。问题3保持温度和容器内压强不变，向其中充入稀有气体He，H2(g)、I2(g)、HI(g)浓度怎样变化？化学反应速率怎样变化？提示温度、压强不变，充入He，必然要增大容器体积，使H2(g)、I2(g)、HI(g)浓度减小，化学反应速率减慢。压强对反应速率影响的深化理解1对于没有气体参与的化学反应，由于改变
15、压强，物质的浓度变化很小，可忽略不计，对化学反应速率无影响。2对于有气体参加的反应。恒温时：压缩体积压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大。恒温、恒容时：充入反应物气体压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大；充入“无关”气体压强增大反应物浓度不变化学反应速率不变。恒温、恒压时：充入“无关”气体压强不变体积增大反应物浓度减小化学反应速率减小。压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度。(1)恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。(2)恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。在C(s)CO2(g)2CO(g)的反应中，现采
16、取下列措施：缩小体积，增大压强增加碳的量恒容下通入CO2恒容下充入N2恒压下充入N2，其中能够使反应速率增大的措施是()ABCDC该反应为有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快；增加固体物质的量不影响化学反应速率；恒容下通入CO2，反应物浓度增大，反应速率加快；恒容下充入N2，反应物的浓度不变，反应速率不变；恒压下充入N2，反应体系体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减小。本题选C。1下列说法中错误的是()A对有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，可使单位体积内活化分子数增加，因而化学反应速率增大B活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞C升高温度，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，
17、因而增大化学反应速率 D加入适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率B活化分子之间发生的碰撞不一定都是有效碰撞。2已知反应：2NO(g)Br2(g)2NOBr(g)Ha kJmol1(a0)，其反应机理如下NO(g)Br2(g)NOBr2(g)快NO(g)NOBr2(g)2NOBr(g)慢下列有关该反应的说法正确的是()A该反应的速率主要取决于的快慢BNOBr2是该反应的催化剂C正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJmol1D增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率C反应速率主要取决于慢的一步，所以该反应的速率主要取决于的快慢，故A错误；NOBr
18、2是反应过程中的中间产物，不是该反应的催化剂，故B错误；由于该反应为放热反应，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJmol1，故C正确；增大Br2(g)浓度，活化分子百分数不变，但单位体积内的活化分子数目增多了，所以能加快反应速率，故D错误。3硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(molL1)V/mLc/(molL1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.
19、15D3550.250.210D当有多个外界条件时，要对比找出其相同条件和不同条件，然后比较判断。影响化学反应速率的因素很多，本题从浓度和温度两个因素考查，结合选项知混合液体积都为20 mL，根据浓度越大、温度越高，反应速率越快，可以推知D选项正确。4在压强为p(Pa)密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)H0。下列说法正确的是()A保持容器容积不变，向其中充入1 mol H2(g)，反应速率一定加快B保持容器容积不变，向其中充入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快C保持容器内气体压强不变，向其中充入1 m
20、ol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快D保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率一定加快A增大H2的物质的量且保持容器容积不变，H2的浓度增大，反应速率加快，A项正确；保持容器容积不变，向其中充入1 mol N2(N2不参加反应)，反应混合物中各组分的浓度不变，反应速率不变，B项错误；保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol N2(N2不参加反应)，容器容积增大，各组分的浓度减小，反应速率减慢，C项错误。5一定温度下，反应H2Cl2=2HCl中的某一基元反应为H2ClHClH，其能量变化如图所示。HHCl表示反应物分子旧化学键没有完全断裂、新化学键没有完全形成的过渡态。该基元反应的活化能为_kJmol1，H为_kJmol1。答案21.57.5