1、成才之路 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修化学反应速率和化学平衡 第二章 第二节 影响化学反应速率的因素第二章 新知识导学探究2新思维名师讲堂3新考题随堂自测4新视点专家博客6新提升达标作业5新情境激趣入题1新情境激趣入题我们知道，有些化学反应在瞬间就能完成，如火药爆炸、酸、碱在水溶液中的中和反应；而有些化学反应却进行地非常缓慢，如煤和石油的形成，需要经过漫长的地质年代。为什么不同的化学反应的反应速率差别如此之大呢？木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺，夏天将食品放在冰箱里不容易腐败。对于同一化学反应，其反应速率的快慢受哪些外界条件的影响呢？请让我们一起走进教材第 2 节：影响化学
2、反应速率的因素。新知识导学探究1有效碰撞理论(1)化学反应新知导学断裂 生成 重新组合 碰撞 有效碰撞(2)有效碰撞化学反应 有效碰撞 活化能(3)化学反应的过程图示(反应物、生成物的能量与活化能的关系)E1：_；E2：_；E1E2：_。过程(4)化学反应速率与分子间的_有关，所有能够改变_、_以及_的方法，都可以用来改变、控制反应的速率。反应的活化能 活化分子变为生成物分子放出的能量 反应热活化能 合理取向 能量有效碰撞 内能 运动速率 碰撞几率2浓度对反应速率的影响(1)影响：其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率_；减小反应物浓度，反应速率_。(2)原因：其他条件不变时，增大反应物浓度
3、单位体积内_增多_几率增加化学反应速率_。反之，减小反应物浓度，化学反应速率 _。增大 减小活化分子数 有效碰撞 增大 减小3压强对反应速率的影响(1)影响：对于有气体参加的反应，在相同温度下，增大压强(减小容器容积)，反应速率_；减小压强(增大容器容积)，反应速率_。(2)原因：对于气体参加的反应，在相同温度下，增大压强_增大反应速率_；反之，减小压强，反应速率_。加快 减慢反应物的浓度 加快 减慢4温度对反应速率的影响(1)影响：其他条件相同时，升高温度，反应速率_；降低温度，反应速率_。(2)原因：其他条件相同时，升高温度_提高、较高能量的分子间的_提高_提高化学反应速率_。增大 减小活
4、化分子百分数碰撞频率 有效碰撞几率 增大5催化剂对反应速率的影响(1)影响：使用催化剂可_反应速率。(2)原因：正催化剂改变反应的_，降低反应所需_提高_几率提高反应速率增大。6其他因素对反应速率的影响如光辐照、放射线辐照、_、_、_、高速研磨、增大反应物的_等。加快路径 活化能 活化分子百分数 有效碰撞超声波 电弧 电磁场 接触面积1随着人们生活水平的提高，冰箱已经走进了千家万户，你知道人们为什么使用冰箱保存食物吗？提示：有很多在高温或常温时进行得很快的化学反应，在低温下则进行得比较慢。食物在低温下保存时间长，不容易变质。所以人们使用电冰箱保存食物。自主探究2改变固体或纯液体的用量对化学反应
5、速率有何影响？改变溶液的用量对化学反应速率有何影响？提示：对于固体或纯液体物质，一般情况下其浓度可视为常数，因此改变固体或纯液体的用量对化学反应速率无影响。但固体物质的表面积的大小会影响化学反应速率。一般，固体的颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。改变溶液的用量时，由于浓度不变，因此对化学反应速率无影响。3将两块相同质量、表面积完全相同的锌分别放入足量的相同浓度的两份盐酸中，一份10 mL，另一份20 mL。刚开始反应时，二者速率大小有什么关系？为什么？提示：反应速率相等；因为两块锌表面积相同，两份盐酸c(H)相等。4为什么常把固体溶于水配成溶液进行反应？提示：配成溶液可以使反应物分散成更小
6、的粒子，扩大了接触面积，使反应速率加快，且能使反应更充分。新思维名师讲堂1化学反应过程化学反应过程就是反应物分子中的原子重新组合成产物分子的过程，即反应物分子中化学键的断裂和产物分子中化学键的形成过程。有效碰撞理论概述教材点拨2有效碰撞能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子之间必须发生碰撞。反应物分子之间的碰撞只有少数能导致化学反应的发生，多数碰撞并不能导致反应的发生，是无效碰撞。有效碰撞的频率越高，则化学反应的速率越大。3活化分子和活化能(1)活化分子能发生有效碰撞的分子叫活化分子。活化分子之间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们的能量高，发生碰撞时，能克服相撞
7、分子间的排斥力，破坏分子内原子间的“结合力”从而导致反应物分子被破坏，重新组合成生成物分子，发生化学反应。(2)活化能活化分子比普通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的最低能量)，如图：E1 指反应的活化能，E1E2 是反应热，活化能越小，普通分子变成活化分子越容易，普通分子活化能 活化去活化活化分子。一个反应要发生一般经历以下几个过程：总之，某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰撞次数有关；而有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关；活化分子的多少又与该反应的活化能的大小有关。活化能的大小是由反应物分子的性质决定的，而反应物分子的性质又与分子的内部结构密切
8、相关，可以说，反应物分子的内部结构是决定化学反应速率快慢的内因。4从“有效碰撞”理论理解外因对反应速率的影响下列说法正确的是()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A BCD典例透析【解析】本题主要考查的内容是活化分子、有效碰撞、化学反应的实质及它们之间的某些关系，只要把这些定义和关系弄清楚，问题便可以迎刃而解。普通分子 活化能 活化分子合适取向 有效碰撞 化学反应观点错误，因为活化分子有合适取向
9、时的碰撞，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。【答案】C1人们把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，同时把活化分子比普通反应物分子所多出的那部分能量称作活化能。某 反 应 过 程 如 下 图 所 示。则 该 反 应 的 活 化 能 为_，反应为_(填“放热”或“吸热”)反应，H_kJmol1。变式训练解析：E2E1，反应放热，H(E2E1)kJmol1。答案：E1 放热(E2E1)1外界条件对反应速率产生影响的本质外界条件对反应速率的影响教材点拨2浓度对化学反应速率
10、的影响在其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率加快；减小反应物的浓度，反应速率减慢。原因：当反应物浓度增大单位体积内分子数增多单位体积活化分子数增多(活化分子浓度增大)单位时间内有效碰撞次数增多化学反应速率加快。3压强对化学反应速率影响的几种情况改变压强，对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因。(1)对于没有气体参与的化学反应，由于改变压强时，反应物浓度变化很小，可忽略不计，因此对化学反应速率无影响。(2)对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况：恒温时，压缩体积引起 压强增大引起 反应物浓度增大引起 反应速率加快。恒温时，对
11、于恒容密闭容器：a充入气体反应物引起 气体反应物浓度增大(压强也增大)引起 反应速率加快。b充入“惰性气体”引起 总压强增大反应物浓度未改变反应速率不变。恒温、恒压时：充入“惰性气体”引起体积增大引起 气体反应物浓度减小引起反应速率减小。4.温度对化学反应速率的影响温度升高时，化学反应速率加快；温度降低时，化学反应速率减小。在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增大了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，因而使反应速率增大。此外，由于温度升高，会使分子的运动速率加快，这样单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应地加快
12、。但前者是反应加快的主要原因。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。若温度为 t1时化学反应速率为 v1，温度升至 t2时化学反应速率为 v2，则温度对反应速率影响的经验公式为：v2v1(24)(t2t1)/10。5催化剂对化学反应速率的影响在其他条件不变时，使用正催化剂，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，从而增大化学反应速率。结论：催化剂能够改变化学反应速率；能加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂；能够减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。一般情况下所说的催化剂指正催化剂。温馨提示：
13、(1)正确理解浓度对化学反应速率的影响对于纯固体或纯液体，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。固体物质的反应速率与接触面积有关，固体颗粒越细，表面积越大，反应速率越快，故块状固体可以通过研细增大表面积，来加快反应速率。若为可逆反应，增大反应物浓度，正反应速率增大，在瞬间生成物浓度可认为不变，逆反应速率不变。但随着反应的进行，反应物浓度减小，生成物的浓度逐渐增大，故v(正)逐渐减小，而v(逆)逐渐增大，直到两者相等。(2)压强对化学反应速率影响的关键分析。分析压强改变对化学反应速率的影响时，关键看气体反应物浓度是否有变化：若气体反应物浓度有变化，化学反应速率一定改变；若气体
14、反应物浓度无变化，化学反应速率不改变。同时要注意通常所说的压强增大是指压缩加压。(3)温度对化学反应速率影响的要点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，吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数；降温时，吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。对于可逆反应来说，升高温度，正、逆反应速率均增大，但是吸热方向增大的程度更大；同理，降低温度，正、逆反应速率均降低，只是吸热方向降低的程度更大。(4)催化剂的影响不可忽视：催化剂有选择，不同的反应有不同的催化剂，具有一定的活化温度，催化剂不同，活化温度不同。催化剂不能改变反应，不能改变生成物的量，也不能使本
15、来不会发生的反应变成可能。如果为可逆反应，催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。典例透析在一定条件下，当单独改变可逆反应 N23H22NH3(正反应放热)的下列条件后，有关的叙述中错误的是()A加入催化剂，v(正)、v(逆)都发生变化，且变化的倍数相等B增大压强，v(正)、v(逆)都增大，且 v(正)增大的倍数大于 v(逆)增大的倍数C降低温度，v(正)、v(逆)都减小，且v(正)减小的倍数小于v(逆)减小的倍数D加入氩气，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数【解析】催化剂能同等倍数地改变正、逆反应速率；增大压强，v(正)、v(逆)都增大，且化学计量数较大的一侧
16、增大的倍数大于化学计量数较小的一侧增大的倍数；降低温度，v(正)、v(逆)都减小，且吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数，如本题中应是v(逆)减小的倍数大于v(正)减小的倍数；加入氩气，若是恒温、恒容，则v(正)、v(逆)均不变，若是恒温、恒压，相当于减小原体系的压强，v(正)、v(逆)均减小。【答案】D变式训练2(2015内蒙古赤峰中学月考)下列有关化学反应速率的说法中，正确的是()A100 mL 2 mol/L 盐酸与锌反应时，加入 100 mL 氯化钠溶液，生成氢气的速率不变B对于可逆反应 2CO2NON22CO2，使用合适的催化剂，CO 的生成速率和消耗速率都加快C二氧化硫的催化氧
17、化是一个放热反应，升高温度，正反应速率减慢D用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸可以加快氢气的产生解析：A项中加入100 mL NaCl溶液时，相当于稀释了盐酸，H浓度减小，生成H2的速率变慢，A项不正确；C项升温时无论正反应速率还是逆反应速率都要增大，C项不正确；D项Fe和浓H2SO4在温度低时发生钝化，若二者反应也不会生成H2，而是生成SO2气体，D项不正确。答案：B1以化学反应CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O为例(1)其他条件一定，反应速率随着c(HCl)的增大而增大。如图A。(2)其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大，如图B。(3)其他条件一定，随着反应时间的
18、延长，c(HCl)逐渐减小，化学反应速率逐渐减小，如图C。化学反应速率的图像教材点拨(4)其他条件一定，只增加CaCO3(s)的质量，反应速率不变化，如图D。2以化学反应 2H2S(g)SO2(g)=3S(s)2H2O(g)为例(1)其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小气体容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大，如图 A。(2)其他条件一定，减小气态反应物的压强(扩大气体容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小。(3)温度、反应容器的容积都一定，随着时间的延长，SO2、H2S 物质的量逐渐减少，气体的压强逐渐减小，反应速率逐渐减小，如图 B。(4)分别在较低温度T1和较高温度T2下反
19、应，使气态反应物的压强都逐渐增大(缩小容积的容积)，反应速率随着压强的增大而增大，随着温度的升高而增大，如图C。温馨提示：根据物质的量(或物质的量浓度)时间图像，可以计算某物质的平均反应速率、转化率，确定化学方程式中的化学计量数等。根据速率时间图像可以判断条件改变后反应速率的变化趋势，对化学反应与外界条件的内在联系进行定性分析。3化学反应速率的图像是常考内容之一，主要考查同学们的读图、识图能力。对于化学反应速率的有关图像问题，可按以下方法进行分析：(1)认准横坐标、纵坐标各表示什么物理量；(2)看清曲线的起点位置及曲线的变化趋势，确定函数的增减性；(3)理解曲线斜率大小的意义，当斜率为0时，曲
20、线为一水平线的特定含义；(4)准确把握各个特殊点(如起点、最高点、交点等)的含义；(5)认准某些关键数据在解题中的特定作用；(6)全面、准确地从图中找出直接或隐含的信息，结合上述几点快速得出答案。(2015济宁模拟)(双选)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，根据数据绘制得到如下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是()典例透析组别c(HCl)/(molL1)温度/状态12.025块状22.530块状32.550块状42.530粉末状A4321 B1234C3421 D1243【解析】由图知，反应速率：abcd；由外界条件对反应速率的
21、影响知，温度高、浓度大、固体表面积大，反应速率就快，则1组最慢，2组稍快，由于3组温度高但固体表面积小，4组温度低但固体表面积大，因此，无法确定3组与4组的反应速率的快慢，但均比2组快，故A、C项均正确，B、D项均错误。【答案】AC【点评】分析化学反应速率图像，要注意分析图像的变化趋势，分清影响化学反应速率的因素。一般要从以下几个方面分析：分析起点：分清反应物或生成物。浓度或物质的量减少的是反应物，浓度或物质的量增大的是生成物。反应物以高于原点为起点，生成物多以原点为起点。分析变化趋势：如升温或降温，加压或减压等，注意浓度、温度、压强的改变等对化学反应速率的影响。分析终点：确定反应物消耗的浓度
22、或生成物增大的浓度。分析时间：如速率图像中的拐点、突变点等。注意分析曲线的连续或跳跃所代表的含义。3把镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2速率如图所示。下列因素中对产生H2速率有影响的是()盐酸的浓度 镁条的表面积溶液的温度 Cl的浓度A B C D变式训练解析：镁条与盐酸反应过程中盐酸浓度逐渐减小，同时放出一定的热量。答案：C点评：本题如果没有速度时间变化图，同样能确定影响该反应速率的因素。实际上从图像变化看，化学反应速率开始先增大，后又逐渐减小，在增大和减小的两个时间段内，三方面都一直影响反应速率，只不过开始阶段表面积增大、温度升高(加快反应速率)为主要影响因素，而盐酸中H浓度的减
23、小(使反应速率减小)为次要影响因素，后面阶段则相反。4将a g块状碳酸钙跟足量的盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如图(实线表示)，在相同的条件下，bg(ab)粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应，则相应的曲线(图中虚线表示)正确的是()解析：粉末状CaCO3的表面积比块状CaCO3的表面积大，故在相同条件下，与相同浓度的盐酸反应时反应速率快，即单位时间内损失的CaCO3质量大，A、B均不合题意。由于ab，当粉末状CaCO3完全消耗时，块状CaCO3尚有剩余，此后，单位时间内块状CaCO3的损失量又大于粉末状CaCO3。答案：C点评：解答图像题的方法看图 弄清纵、横坐标的含义。|看线 弄清线
24、的走向、变化趋势及线的陡与平。|看点 弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。看变化 弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。新考题随堂自测1(2015经典习题选项)下列说法正确的是()A某一反应的活化分子百分数是个定值B升高温度会加快化学反应速率，原因是增大了活化分子百分数C加压可以增大活化分子百分数D对有气体参加的化学反应，若缩小反应容器的容积，可增大活化分子百分数，从而使反应速率增大解析：A项，如果改变反应条件，如升温或使用催化剂等，则活化分子百分数会增大，A错；C项，加压活化分子百分数并不变化，C错；D项，缩小容器的容积只是增加了单
25、位体积内活化分子数，并没有增大活化分子百分数，D错。答案：B2(2015温州十校联考)把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 molL1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL。此时X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最快的是()A20 30 mL 2 molL1的X溶液B10 20 mL 3 molL1的X溶液C20 10 mL 4 molL1的X溶液D10 10 mL 2 molL1的X溶液解析：加水稀释到50 mL后，A、B浓度相同，但A比B温度高，A、C温度相同但C的浓度小，D温度低、浓度小，故反应最快的是A。要注意开始时溶液体积不同，加水均稀释到50mL。答案：A3要使在容积恒定
26、的密闭容器中进行的可逆反应 2A(g)B(s)2C(g)的反应速率显著加快，可采用的措施是()A降温B加入 BC充入氦气，使压强增大D加入 A解析：降温使反应速率减慢，A项不正确；因为B为固体，所以加入B对反应速率无影响，B项不正确；恒容条件下充入氦气不参与反应，容器内压强增大，但是各反应体系物质的浓度不变，反应速率不变，C项不正确；恒容条件加入A，增大了A的浓度，反应速率增大，D项正确。答案：D4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溶液稀硫酸H2OV/mL c/(molL1
27、)V/mLc/(molL1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析：本题考查了影响化学反应速率的因素。比较A和C可知，两选项中物质混合后反应物的浓度相等，但C选项的温度高，故反应速率C大于A，同理可知反应速率D大于B，再比较C、D两选项，混合后D中Na2S2O3的浓度是C中的2倍，故D组实验中最先出现浑浊。答案：D5(2015浙江台州中学月考)某实验小组对H2O2的分解做了如下探究：下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据：用10 mL H2O2制取150 mL(标准状况下)O2所需的时间(s)
28、30%H2O215%H2O210%H2O25%H2O2无催化剂不加热几乎不反应几乎不反应几乎不反应几乎不反应无催化剂加热360480t720MnO2催化剂加热102560120(1)该 实 验 小 组 在 设 计 方 案 时，考 虑 了 浓 度、_、_等因素对H2O2分解速率的影响。上述因素对H2O2分解速率的影响分别是：_；_；_；推测t(s)的范围为_。(2)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入15 mL5%的H2O2溶液中，并用带火星的木条测试，结果如下：写出上述实验中发生反应的化学方程式_。实验结果表明，催化剂的催化效果与_有关。催化剂MnO2操作情况观察结果反应完成所需时间粉末
29、状混合不振荡剧烈反应，带火星的木条复燃3.5 min块状反应较慢，火星红亮但木条未复燃30 min(3)下列有关催化剂的说法中正确的是_(填序号)A催化剂不参与反应，反应前后催化剂的性质和质量都不变B催化剂在化学反应前后化学性质和质量都不变C催化剂能使不起反应的物质发生反应D催化剂能改变化学反应速率E任何化学反应都需要催化剂F催化剂具有高度的选择性(或专一性)答案：(1)温度 催化剂 其他条件不变时，浓度越大反应速度越大 其他条件不变时，温度越高反应速率越大 其他条件不变时，催化剂能改变反应速率(或正催化剂能加快反应速率)480t720(2)2H2O2=MnO22H2OO2固体表面积(3)BD
30、F新提升达标作业（点此链接）新视点专家博客“炉火纯青”的解释人们很早就知道从燃烧火焰的颜色变化来观察温度的变化，炉火温度在 500 以下呈暗黑色，升到 700时，火焰变为紫红色，也就是俗称的“炉火通红”，再上升到 800900后，火焰由红变黄，1 200 时，火焰发亮，逐渐变白，继续升到接近 3 000 后，呈白热化，相当于灯泡钨丝发亮的温度，如果超过 3 000，火焰由白转蓝，这就是“炉火纯青”了，是燃烧温度的最高阶段。一般来说，提高温度可以加快绝大多数化学反应的反应速率，但是，过分提高温度是一种不经济的方法。如今，化学工业上，都是通过采用催化剂技术提高化学反应速率，而非单纯提高反应温度。古代的炼丹家们不懂催化剂的催化原理，往往认为火焰达到“炉火纯青”，就能炼得长生不老的丹药，实际上，那时的耐火材料是很难达到这样高的温度的。因此，无论炼丹家如何努力，“炉火纯青”最终只能是一厢情愿。