第2課時 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【考綱要求】
1.知道活化分子、有效碰撞、活化能的涵義及其對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
2.通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
3.了解活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑影響化學(xué)反應(yīng)速率的一般規(guī)律。
【知識梳理】
一、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素主要是 ；
影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素主要包括： 。
1.增加反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率 ；
減少反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率 ；
思考：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)反應(yīng)中，加入C，反應(yīng)物濃度如何變化，速率如何變化？
課本實(shí)驗(yàn)：利用2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O設(shè)計實(shí)驗(yàn)，探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
注意事項(xiàng)：
實(shí)驗(yàn)中KMnO4濃度不宜過大，原因： ；
實(shí)驗(yàn)開始時褪色較慢，一段時間后反應(yīng)變快，原因： ；
2.對于有 參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)（減小體積），化學(xué)反應(yīng)速率 ；
對于有 參加的反應(yīng)，減小壓強(qiáng)（增大體積），化學(xué)反應(yīng)速率 。
思考1：根據(jù)PV=nRT，有幾種方法可增大壓強(qiáng)？
思考2：恒溫恒容容器中，SO2和O2發(fā)生反應(yīng)，加入稀有氣體Ar，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)如何變化？化學(xué)反應(yīng)速率如何變化？
思考3：恒溫恒壓容器中，SO2和O2發(fā)生反應(yīng)，加入稀有氣體Ar，容器體積如何變化？化學(xué)反應(yīng)速率如何變化？
3.升高溫度，吸熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率 ，放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率 。
降低溫度，吸熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率 ，放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率 。
課本實(shí)驗(yàn)：利用Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S↓ + H2O設(shè)計實(shí)驗(yàn)，探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
注意事項(xiàng)：如何判斷比較反應(yīng)進(jìn)行的快慢： ；
課本實(shí)驗(yàn)：已知4H+ + 4I- + O2 = 2I2 + 2H2O，現(xiàn)有1mol/LKI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液和淀粉溶液，設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究溶液出現(xiàn)藍(lán)色的時間與溫度的關(guān)系。
注意事項(xiàng)：三種溶液加的先后順序： 。
4.加正催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率 。
對同一個反應(yīng)，不同的催化劑具有 （相同、不同）的催化性能。
催化劑在不同的溫度下具有 （相同、不同）的催化性能。
對于可逆反應(yīng)，催化劑對正、逆反應(yīng)的催化性能 （相同、不同）。
5.其他因素： 。
二、簡化后的有效碰撞理論
1.活化分子： ；
活化能： ；
有效碰撞： 。
2.影響化學(xué)反應(yīng)速率的微觀因素：
活化分子數(shù)目<-分子總數(shù)，活化分子百分?jǐn)?shù)
取向正確的碰撞<-分子平均運(yùn)動速率，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目
3.用有效碰撞理論解釋外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
條件變化微觀因素變化速率變化
分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)活化分子數(shù)目分子平均運(yùn)動速率單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目取向正確碰撞的概率
濃度增大
壓強(qiáng)增大
溫度增大
催化劑使用
【典型例題】
1.鐵和稀硫酸反應(yīng)，①設(shè)計方案加快其反應(yīng)速率，分析哪些是因?yàn)樵黾踊罨肿影俜謹(jǐn)?shù)造成的。② 設(shè)計方案減慢其反應(yīng)速率但不影響生成氫氣總量。
2.對于化學(xué)反應(yīng)：H2(g) + I2(g) 2HI(g)。在密閉容器中，下列條件的改變引起該反應(yīng)速率的變化是什么？
（A）縮小體積使壓強(qiáng)增大
（B）體積不變充入H2使壓強(qiáng)增大
（C）體積不變充入氬氣（不參加反應(yīng)）使壓強(qiáng)增大
（D）體積不變充入氬氣（不參加反應(yīng)）使體積增大
3.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是（ ）
A.用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，改用98%的濃硫酸可以加快產(chǎn)生氫氣的速率
B.100mL2mol/L鹽酸跟鋅片反應(yīng)，加入適量的氯化鈉溶液，反應(yīng)速率不變
C.SO2的催化氧化是一個放熱反應(yīng)，所以升高溫度，反應(yīng)速率減慢
D.汽車尾氣中的NO和CO可以緩慢反應(yīng)生成N2和CO2，減小壓強(qiáng)反應(yīng)速率減慢
4.下列說法正確的是（ ）
A.增大壓強(qiáng)，活化分子數(shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大
B.升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大
C.活化分子間所發(fā)生的分子間的碰撞為有效碰撞
D.加入反應(yīng)物，使活化分子百分?jǐn)?shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率加快
5.下列說法中：①活化分子間的碰撞一定能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；②普通分子間的碰撞有時也能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；③活化分子比普通分子具有較高的能量；④化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是原子的重新組合；⑤化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程；⑥化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是活化分子有合適取向時的有效碰撞。正確的是（ ）
A.①③④⑤ B.②③⑥ C.③④⑤⑥ D.②④⑤
【反饋練習(xí)】
1.常溫下，分別將四塊形狀相同的鐵塊同時投入下列四種溶液中，產(chǎn)生氣體速率最快的是（ �。�
Ａ.200mL 3mol?L-1 HCl Ｂ.500mL 2mol?L-1 H2SO4
Ｃ.100mL 3mol?L-1 HCl Ｄ.500mL 18.4mol?L-1 H2SO4
2.把下列4種X溶液，分別加入4個盛有10mL 2mol?L-1 鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50mL，此時X和鹽酸緩慢地進(jìn)行反應(yīng)。其中反應(yīng)速率最大的是（ ）
A.20mL 3mol?L-1 的X溶液 B.20mL 2mol?L-1 的X溶液
C.10mL 4mol?L-1 的X溶液 D.10mL 2mol?L-1 的X溶液
3.德國化學(xué)家格哈德?埃特爾因表面化學(xué)方向獲2007年諾貝爾化學(xué)獎，這個發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代合成氨工業(yè)和過濾汽車尾氣中使用催化劑提供了科學(xué)基礎(chǔ)，下列關(guān)于催化劑的說法正確的是（ ）
A、能增加活化分子百分?jǐn)?shù) B、催化劑在任何溫度下催化性能相同
C、催化劑一定不參與化學(xué)反應(yīng) D、催化劑在反應(yīng)前后性質(zhì)不變
4.下列說法正確的是（ ）
A.活化分子碰撞即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
B.升高溫度會加快反應(yīng)速率，原因是增加了活化分子的碰撞次數(shù)
C.某一反應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)是個定值
D.活化分子間的碰撞不一定是有效碰撞
5.設(shè)C＋CO2 2CO ?H>0，反應(yīng)速率為v1；N2＋3H2 2NH3 ?H<0,反應(yīng)速率為v2，對于上述反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時，v1和v2的變化情況為
A.同時增大B.同時減小
C.v1增大，v2減小D.v1減小，v2增大
6. 與0.5L 2mol/L稀鹽酸反應(yīng)（放熱反應(yīng)，反應(yīng)前后溶液體積沒有變化）生成 的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如下圖所示．下列結(jié)論不正確的是（ ）
A．反應(yīng)開始2分鐘內(nèi)平均反應(yīng)速率最大
B．反應(yīng)4分鐘后平均反應(yīng)速率最小
C．反應(yīng)開始4分鐘內(nèi)溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大
D．反應(yīng)在第2min到第4min間生成 的平均反應(yīng)速率為
7.在容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng)：A(g)+3B(g) 2C(g)（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）某研究小組研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述反應(yīng)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖：
下列判斷一定錯誤的是
A．圖I研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響，且乙使用的催化劑效率較高
B．圖I研究的是壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響，且乙的壓強(qiáng)較高
C．圖Ⅱ研究的是溫度對反應(yīng)的影響，且甲的溫度較高
D．圖Ⅲ研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響，且甲使用的催化劑效率較高
8.以下列反應(yīng)為例，驗(yàn)證濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：
Na2S2O3 + 2HCl = 2NaCl + S? + SO2 + H2O
一同學(xué)在下午活動課中，配置了0.2mol?L-1的鹽酸置于大燒杯中，并取了3mL 0.1mol?L-1 Na2S2O3溶液與3mL該鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生明顯渾濁約需時間ts。由于時間另有安排，停止了實(shí)驗(yàn)。第二天又用了3mL 0.2mol?L-1 的Na2S2O3溶液與原鹽酸3mL反應(yīng)，產(chǎn)物明顯渾濁也需時間ts左右。于是他得出結(jié)論：濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響不大。請你評價該同學(xué)的這次實(shí)驗(yàn)。
（1）結(jié)論是（ ）
A.可靠的 B.不可靠的 C.基本正確，但有疑點(diǎn) D.可能正確，也可能不正確
（2）一般對比實(shí)驗(yàn)都要控制條件，且再現(xiàn)性好。
①請?jiān)u價他實(shí)驗(yàn)控制條件： ；
②請?jiān)u價他實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對比方法： ；若他的的對比方法不好，請你經(jīng)出合理的對比方法（若他的對比方法可行，此問可不答）： 。
9.（07廣東卷）“碘鐘”實(shí)驗(yàn)中，3I－＋ ＝I3－ ＋2SO42 －的反應(yīng)速率可以用I3－ 與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時間t來度量，t越小，反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20 ℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)如下表：
實(shí)驗(yàn)編號①②③④⑤
c(I－)/ mol?L－10.0400.0800.0800.1600.120
c( )/mol?L－10.0400.0400.0800.0200.040
t/s88.044.022.044.0t1
回答下列問題：
(1)該實(shí)驗(yàn)的目的是___________________________________________________。
(2)顯色時間t1＝______________。
(3)溫度對該反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響符合一般規(guī)律，若在40 ℃下進(jìn)行編號③對應(yīng)濃度的實(shí)驗(yàn)，顯色時間t2的范圍為______(填字母)。
(A)＜22.0 s (B)22.0 s～44.0 s (C)＞44.0 s (D)數(shù)據(jù)不足，無法判斷
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