1、第二节 影响化学反应速率的因素学习目标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，认识其一般规律。2了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。4学会比较反应的快慢以及如何通过改变外界条件改变化学反应速率。课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练 基础自主学案 第二节 影响化学反应速率的因素 基础自主学案 自主学习 化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关，所有能够改变内能、运动速率，以及碰撞几率的方法，都可以用来改变、控制反应的速率。一、浓度对反应速率的影响 1影响其他条件相同时增大反应物浓度，反应速率_；减小反应物浓度
2、，反应速率_。增大减小2原因其他条件不变时，增大反应物浓度单位体积内_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_。活化分子数有效碰撞增大减小思考感悟1改变固体或纯液体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，一般地，固体的颗粒越小，表面积就越大，反应速率就越快。二、压强对反应速率的影响 1影响 对于气体反应，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 对于气体反应，在相同温度下，增
3、大压强气体体积缩小反应物的_增大反应速率_；反之减小压强，反应速率_。增大减小浓度增大减小思考感悟2反应N2O2 2NO，在体积不变的密闭容器中进行，若向容器内充入He使气体压强增大，能否加快反应速率？【提示】反应速率不变。因为充入He仅使体系的总压强增大，但反应容器体积不变，则各反应成分的浓度不变，化学反应速率不变。因此，改变压强能否影响化学反应速率，关键是看其能否改变各反应物成分的浓度。三、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_。增大减小2原因 其他条件相同时，升高温度_和较高能量的分子间的_提高_提高化学反应速率_。活化分子百分数碰撞频率效碰撞
4、几率增大思考感悟3根据能量变化，化学反应分为吸热反应和放热反应。升高温度，只是吸热反应的反应速率增大，对吗？【提示】不对。温度对反应速率的影响适用于物质各种状态参加的化学反应。不管是吸热反应还是放热反应，升高温度，化学反应速率都增大，降低温度，化学反应速率都减小。四、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 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。五、其他因素对反应速率的影响 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，均是行之有效的改变化学反应速率的方法。增大路径活化能活化分子百分数有效碰撞自主体验 1决定化学反应速
5、率的内因是()温度 压强 催化剂 浓度 反应物本身的性质 A B仅 C仅D仅 解析：选B。决定化学反应速率大小的内因是反应物本身的性质，温度、压强、催化剂与浓度均为影响化学反应速率的外因，B正确。2下列条件的变化，是因为降低反应所需要的能量，增加单位体积内反应物分子中活化分子百分数的是()A增大压强B升高温度 C增大浓度D使用催化剂 解析：选D。催化剂可以降低化学反应所需要的活化能，也就等于提高了活化分子百分数。3(2011年河南开封高二月考)下列反应中，当其他条件不变时，增大压强，化学反应速率加快的是()N2O22NO FeH2SO4=FeSO4H2 2NH3N23H2 2SO2O22SO3
6、 A只有 B C D 解析：选D。压强对化学反应速率的影响适用于有气体参加的反应。课堂互动讲练 外界条件对反应速率的影响1外界条件对反应速率产生影响的本质2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 浓度增大引起 反应速率加快。恒温时，对于恒容密闭容器：a充入气体反应物引起 气体反应物浓度增大(压强也增大
7、)引起 反应速率加快。b充入不参与反应的气体引起 总压强增大各物质浓度未改变反应速率不变。恒温恒压时充入不参与反应的气体引起 体积增大引起 气体反应物浓度减小引起 反应速率减小。特别提醒：分析压强改变对化学反应速率的影响时，关键看气体浓度是否有变化：若气体浓度有变化，化学反应速率一定改变；若气体浓度无变化，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。(2011年北京东城区调研)同质量的锌与盐酸反应，欲使反应速率增大，选用的反应条件正确的组合是()锌粒 锌片 锌粉 5%的盐酸 10%的盐酸 15%的盐酸 加热 用冷水冷却 不断振荡 迅速混合后静置A B C D 例1【思路点拨】
8、【解析】对于锌的选择，表面积越大，反应越快，对于盐酸的选择，浓度越大反应越快，另外升高温度，也可以加快反应速率，不断地振荡也可以增加反应物之间的接触面积，从而使反应速率提高。【答案】D【规律方法】解答此类题目关键是把握影响反应速率的因素，仔细分析，对于浓度的影响应注意固体或纯液体浓度是定值，增多或减少不改变浓度，不改变反应速率。压强仅适用于有气体参加的反应。温度升高既加快正反应速率又加快逆反应速率。变式训练1(2009年高考辽宁、宁夏卷)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()解析：选D。本题从浓度和温度
9、两因素考查影响化学反应速率的因素，只要抓住浓度越大，温度越高，反应速率越大，便可选出正确答案。有关化学反应速率的图象1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，随着反应时间的延长，c(HCl)逐渐减小，化学反应速率逐渐减小，如图C。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
10、(扩大气体容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小，如图B。(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C。(4)分别在较低温度T1和较高温度T2下反应，使气态反应物的压强都逐渐增大(缩小容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大，如图D。(5)分别在较低压强p1和较高压强p2下反应，使气态反应物的温度都逐渐升高，反应速率随温度的升高而增大及随压强的增大而增大，如图E。特别提醒：(1)根据ct图象，可计算某物质的平均速率、转化率，并可书写化学方程式等。(2)根据vTp图象，可判断温度的高低、
11、压强的大小，判断时先确定一个量p(或T)，看另一个量T(或p)与速率v的关系，再判断高低(或大小)。例2(2011年天津调研)把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 molL1硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图所示的曲线来表示，回答下列问题：(1)曲线由Oa段不产生氢气的原因是_，有关的化学方程式为_。(2)曲线由ac段，产生氢气的速率增加的主要原因是 _。(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_。【思路点拨】解答此类题应注意以下三点：(1)坐标含义：横坐标表示时间，纵坐标表示产生H2的速率。(2)曲线含义：产生H2的速率随时间发
12、生变化并且是先加快后减慢。(3)联想规律：加快反应速率的因素与减慢反应速率的因素。【解析】(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气；(2)ac段，虽然硫酸的浓度减小，但是该反应是放热反应，使温度升高，故化学反应速率增大；(3)曲线由c以后，硫酸的浓度减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐下降。【答案】(1)久置的铝片表面有氧化铝薄膜 Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O(2)该反应是放热反应，使温度升高，化学反应速率加快(3)硫酸的浓度减小，化学反应速率逐渐下降【规律方法】解答化学反应图象问题的一般步骤：(1)认准横坐标
13、、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。互动探究在例2中，c点之后，可以采取哪些措施加快该反应的速率呢？【提示】对于一个反应，加快反应速率的因素一般有：增大反应物的浓度、升温、加压、加入合适的催化剂，以及对于固体参加的反应可以增大接触面积，对于Al和H2SO4的反应，无气体参加，因此可以从增大反应物的浓度、升温
14、和增大固体表面积角度分析。故可采取的措施有：加入较浓的H2SO4(不能过浓)；升高温度；用铝粉和H2SO4反应。变式训练2 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，根据数据所绘制得到的图中，曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是(双选)()组别 c(HCl)/molL1 温度/状态 1 2.0 25 块状 2 2.5 30 块状 3 2.5 50 块状 4 2.5 30 粉末状 A.4321 B1234 C3421 D1243 解析：选AC。从表中铁的形状、盐酸的浓度、反应的温度分析可得出：1组最慢，其次慢的是2组；由于3组温度最高，4组用的是
15、铁粉，二者速率大小不好确定，故反应速率是1234或1243。探究整合应用 外界条件对化学反应速率的影响用实验题的方式来考查外界条件对化学反应速率的影响，是近几年高考对本部分考查的方向，并注重利用学生已掌握的知识自己设计实验来探究浓度、压强、温度和催化剂对化学反应速率的影响。例以下是著名的碘钟实验：已知在酸性溶液中，碘酸钾和亚硫酸氢钠会发生如下一些反应：IO3 3HSO3=3SO24 3HI(慢)IO3 5I6H=3I23H2O(慢)I2HSO3 H2O=2ISO24 3H(快)分别配制下面几种溶液：溶液A：0.9 g碘酸钾溶于少量温水中，再稀释到500 mL。溶液B：0.45 g亚硫酸氢钠配成
16、溶液，稀释到500 mL。溶液C：取5 g可溶性淀粉，放在小烧杯中，加入25 mL冷水，搅拌成悬浊液。另取200 mL水加热至沸，趁沸腾时倒入淀粉悬浊液并迅速搅拌，使淀粉糊化、溶解。到溶液冷却后边搅拌边慢慢加入12.5 mL浓硫酸，最后也稀释到500 mL。溶液D：200 mL水50 mLA液50 mL C液 溶液E：225 mL 水25 mLA液50 mL C液试回答下列问题：(1)根据实验原理，化学反应速率由哪步反应决定_(选填：、)。(2)当哪种离子耗尽时才能见到溶液变蓝色_(选填：I、HSO、H、IO)。(3)在盛放D液和E液的两只烧杯里同时加入50 mL B液。D、E两烧杯哪个溶液先
17、变蓝色_(选填：D、E)。(4)为研究温度对反应速率的影响，准备三份E液(各300 mL，配法同上)，用三支量筒分别量取50 mL B液，同时把三份B液分别加入下述不同温度的三份E液中。a.第一份放在石棉网上加热到50 左右；b.第二份维持在室温；c.第三份浸在冰水里冷却到近冰点。先变蓝色的是_(选填：a、b、c)。【解析】(1)在化学反应的反应历程中，反应慢的过程决定了化学反应速率。(2)当溶液中有I2 剩余时，I2 遇淀粉变蓝色，当 HSO3 反应完后，才有 I2 剩余。(3)由反应物浓度决定反应速率，由题意知，D 溶液中 KIO3 浓度大于 E 溶液中，其余相同，故 D 先变蓝。(4)升高温度，反应速率加快。【答案】(1)(2)HSO3 (3)D(4)a
