1、1化学反应速率及其影响因素第一节化学反应速率及其影响因素1了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。4.了解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。考点(一) 化学反应速率 【精讲精练快冲关】知能学通1化学反应速率2化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应 mA(g) nB(g)=pC(g) qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，即 v(A) v(
2、B) v(C) v(D) m n p q，或 v(A) v(B) v(C)1m 1n 1p v(D)。1q注意 由公式 v 计算得到的反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不 c t是某一时刻的瞬时反应速率。同一化学反应在相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度视为常数。题点练通化学反应速率的计算1.(2019湖北八校联考)将 6 mol CO2和 8 mol H2充入一容积为 2 L 的密闭容器中(温度保持不变)，发生反应 CO2(g)3H 2(g) CH3OH(g)H 2O(g
3、) H。答案：4方法规律化学反应速率的 2 种比较方法(1)转化同一物质法将同一反应中用不同物质表示的反应速率转化成用同一种物质表示的反应速率，再进行比较。如对于反应 2SO2O 2 2SO3，如果 v(SO2)2 molL1 min1 ， v(O2)3 molL1 min1 ， v(SO3)4 molL1 min1 ，比较反应速率的大小时，可以将三者表示的反应速率都转化为用 O2表示的反应速率，再作比较。换算后 v(O2)1 molL1 min1 ， v(O2)2 molL 1 min1 ，则反应速率的大小顺序为。(2)比值法用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数
4、值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应 mA(g) nB(g)=pC(g) qD(g)，若 v Am，则反应速率 AB。v Bn无论采用何种方法，都要确保所比较化学反应速率的单位统一。考点(二) 影响化学反应速率的因素 【点多面广精细研】1主要因素内因反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。2外因(其他条件不变，只改变一个条件)3理论解释有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：如图5注意 E1为正反应的活化能， E2为逆反应的活化能，且 H E1 E2， E3为使用催化剂时正反应的活化能。有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2
5、)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系小题练微点1判断下列说法的正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小( )(2)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大( )(3)对有气体参加的反应体系，缩小容器体积，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大( )(4)铁与浓硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生 H2的速率越快( )(5)对于可逆反应 FeCl33KSCNFe(SCN) 33KCl，增加氯化钾浓度，逆反应速率加快( )答案：(1) (2) (3) (4) (5)2(1)形状、大小相同的镁、铝、铁、铅四种金属与浓度相同的盐酸
6、反应，生成 H2的速率快慢顺序是_。(2)对于 Fe2HCl= =FeCl2H 2，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大” “减小” “不变”或“不产生氢气”)升高温度：_；增大盐酸浓度：_；增大铁的质量：_；增加盐酸的体积：_；把铁片改成铁粉：_；滴加几滴 CuSO4溶液：_；加入 NaCl 固体：_；增大压强：_；将反应中的稀盐酸改为浓 H2SO4：_。(3)Zn 与盐酸反应，真正影响反应速率的是_的浓度，而与_的浓度无6关。(4)一定温度下，反应 N2(g)O 2(g)2NO(g) 在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响。(填“增大” “减小”或“不变”)缩小体积
7、使压强增大：_；恒容充入 N2：_；恒容充入He：_；恒压充入 He：_。答案：(1) v(Mg)v(Al)v(Fe)v(Pb)(2)增大 增大 不变 不变 增大增大 不变 不变 不产生氢气(3)H Cl (4)增大 增大 不变 减小影响化学反应速率的因素1.(2019贵阳模拟)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：H 2(g)I 2(g) 2HI(g) Hv 逆 反应向正反应方向进行，说明正反应是吸热反应，即 H0，B 项错误；根据化学反应速率表达式可知， v(Z) 0.03 0.6 0.3 molL 110 smolL1
8、s1 ，C 项正确； t5 t6 阶段，平衡向正反应方向移动，X 的转化率升高，而t3 t5 阶段，平衡不移动，所以 X 的转化率为 t6点比 t3点高，D 项正确。归纳拓展1速率时间图像“断点”分析当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点” 。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图， t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。2常见含“断点”的速率变化图像分析10图像升高 降低 升高 降低温度 适合正反应为放热的反应 适合正反应为吸热的反应增大 减
9、小 增大 减小t1时刻所改变的条件压强 适合正反应为气体物质的量增大的反应适合正反应为气体物质的量减小的反应1下列各组反应(表内物质均为反应物)在刚开始时，产生 H2速率最快的是( )编号 金属 物质的量 酸的浓度 酸的体积 温度A Al 0.1 mol 18.4 molL 1H2SO4 10 mL 60 B Mg 0.1 mol 3 molL1 H2SO4 10 mL 30 C Fe 0.1 mol 3 molL1 H2SO4 10 mL 60 D Mg 0.1 mol 3 molL1 H2SO4 10 mL 60 做 一 当 十 点拨：常温下，Al 遇浓 H2SO4发生钝化，加热条件下可以
10、反应生成 SO2。 解析：选 D Al 与 18.4 molL1 H2SO4溶液(浓硫酸)在加热条件下发生反应生成SO2，不能产生 H2；Mg 的活泼性比 Fe 强，相同温度下，与 3 molL1 H2SO4溶液反应时，Mg 产生 H2的速率更快；升高温度，反应速率加快，故产生 H2速率最快的是 D 项。2下列操作中，未考虑化学反应速率影响因素的是( )A实验室由乙醇生成乙烯，温度控制在 170 而不是 140 BKMnO 4溶液与 H2C2O4溶液反应时加入 MnSO4C铜与浓硫酸反应时将铜丝绕成螺旋状D实验室制备氢气时滴入几滴 CuSO4溶液解析：选 A 乙醇与浓硫酸加热反应时，反应温度不
11、同，所得产物不同，170 时生成乙烯，而 140 时生成乙醚，A 项未考虑化学反应速率影响因素；KMnO 4溶液与 H2C2O4反应时，MnSO 4作催化剂，加入其中可加快反应速率，B 项考虑了化学反应速率影响因素；铜与浓硫酸反应时，将铜丝绕成螺旋状，可增大铜丝与浓硫酸的接触面积，加快反应速率，C 项考虑了化学反应速率影响因素；制备 H2时滴入 CuSO4 溶液能形成原电池反应，加快反应速率，D 项考虑了化学反应速率影响因素。113对水样中溶质 进行研究。在相同温度下，M 的物质的量浓度M的 分 解 速 率 影 响 因 素(molL1 )随时间(min)变化的有关实验数据如表。时间c (M)水
12、样0 5 10 15 20 25(pH2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09(pH4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16(pH4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05(pH4，含 Cu2 ) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0下列说法不正确的是( )A在 020 min 内，中 M 的分解速率为 0.015 molL1 min1B水样酸性越强，M 的分解速率越快C在 025 min 内，中 M 的分解百分率比大D由于 Cu2 存在，中 M 的分解速率比快做 一 当 十 点拨：M 的分解速率指单位时间内
13、 c(M)的减少量，分析题表知，酸性越强，化学反应速率越快，催化剂 Cu2 能加快分解速率。 解析：选 D 在 020 min 内，水样中 c(M)由 0.40 molL1 减小为 0.10 molL1 ，则 M 的分解速率 v(M) 0.015 0.40 0.10 molL 120 minmolL1 min1 ，A 正确；水样的 pH 小于水样的 pH，起始 c(M)相等，相同时间内水样中 c(M)大于水样中 c(M)，则水样的酸性越强，M 的分解速率越快，B 正确；在025 min 内，水样中 M 的分解百分率为 100%75%，水样 0.20 0.05 molL 10.20 molL 1
14、中 M 的分解百分率为 100%60%，则水样中 M 的分解百分 0.40 0.16 molL 10.40 molL 1率比水样大，C 正确；水样、的 pH 和起始 c(M)不同，且水样中含有 Cu2 ，多个反应条件不同，不符合实验探究时的“单一变量”原则，无法确定某单一变量对 M 的分解速率的影响，且本题中中 M 的分解速率比慢，D 错误。4如表所示是稀硫酸与某金属反应的实验数据：溶液温度/实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/(molL1 )V(H2SO4)/mL 反应前 反应后金属消失的时间/s121 0.10 丝 0.5 50 20 34 5002 0.10 粉末 0.5 50
15、 20 35 503 0.10 丝 1.0 50 20 35 1254 0.10 丝 1.0 50 35 50 50分析上述数据，回答下列问题：(1)实验 1 和 2 表明，_对反应速率有影响，而且_，则反应速率越快。(2)表明反应物 的实验是_(填实验序号)。浓 度 对 反 应 速 率 产 生 影 响(3)实验中影响反应速率的其他因素还有_，其实验序号是_(填实验序号)。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约 15 )相近，推测其原因：_。做 一 当 十 点拨：浓度是指真正参与反应的离子或物质的浓度，如 Zn 与盐酸反应，真正影响反应速率的是 c(H )，而与 c(Cl )无关
16、。本题是要选 c(H2SO4)不同，其他条件完全相同的实验。解析：(1)实验 1 和 2 中金属的状态不同，其他条件几乎相同，表明固体反应物的表面积对反应速率有影响，而且表面积越大，则反应速率越快。(2)实验 1 和 3 中只有反应物的浓度不同，其他条件几乎相同，根据实验 1 和 3 可知，反应物浓度对反应速率产生影响，且浓度越大，反应速率越快。(3)根据实验 3 和 4 可知，反应温度也会影响反应速率。(4)实验的所有反应中，硫酸可能均过量，等质量的金属完全反应，放出的热量相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近。答案：(1)固体反应物的表面积 表面积越大 (2)1 和 3 (3)反应温度 3 和 4(4)可能是硫酸过量，等质量的金属完全反应，放出的热量相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近13
