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人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 影响化学反应速率的因素第2课时课堂检测
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这是一份人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 影响化学反应速率的因素第2课时课堂检测，共14页。试卷主要包含了催化剂误区，碘在科研与生活中有重要应用等内容，欢迎下载使用。
1．化学反应的本质是什么？该过程与能量有何关系？
提示：化学反应的本质是旧键的断裂，新键的形成，断键吸收能量；成键释放能量。
2．Mg、Al与同浓度盐酸反应，哪一个反应速率更快？为什么？
提示：金属Mg与盐酸反应更快，因为Mg比Al的金属活动性更强，更容易与盐酸反应放出H2。
3．通过《化学2》的学习，总结影响化学反应速率的外界因素有哪些？
提示：影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、气体反应中压强、催化剂、反应物接触面积大小、固体反应物的颗粒大小等。
[新知探究]
探究1 有效碰撞与化学反应的发生
eq \x(先决条件)——反应物分子发生碰撞。
eq \x(主要条件)——反应物分子之间发生有效碰撞。
探究2 有效碰撞理论
[必记结论]
1．分子的有效碰撞
2．活化能与反应速率的关系
E1：表示正反应的活化能；
E2：表示活化分子变成生成物分子放出的能量或逆反应的活化能；
E1－E2：表示反应热。
活化能越低―→活化分子的百分数越大―→单位体积内活化分子数越多―→有效碰撞次数越多―→速率越快。
[成功体验]
1．判断正误(正确的打，错误的打“×”)。
(1)活化分子间的碰撞一定能发生化学反应。( )
(2)普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应。( )
(3)活化能降低，活化分子百分数增大。( )
(4)化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞。( )
解析：活化分子有合适取向的碰撞(即有效碰撞)才能发生化学反应，(1)错；普通分子不具有足够的能量，不能发生化学反应，(2)错；活化能降低，会使活化分子百分数增大，(3)对；活化分子有合适取向时发生有效碰撞才能发生化学反应，(4)对。
答案：(1)× (2)× (3) (4)
[新知探究]
探究1 浓度对化学反应速率的影响
探究2 压强对化学反应速率的影响
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(前提条件：有气体参加的化学反应,规律\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(增大压强减小容器容积，反应速率加快；,减小压强增大容器容积，反应速率减慢。)),\a\vs4\al(理论,解释)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→反应速率加快；,反之减小压强，反应速率减慢。))))
探究3 温度对化学反应速率的影响
探究4 催化剂、其他因素对化学反应速率的影响
(1)催化剂对化学反应速率的影响：
(2)其他因素对化学反应速率的影响：
固体反应物颗粒大小、光、溶剂、超声波、电磁波等也能影响反应速率。
[必记结论]
影响化学反应速率因素的误区
1．浓度误区
改变固体或纯液体的用量，反应速率不变。原因：固体或纯液体浓度是常数，虽然用量改变，但浓度不变，反应速率不变，影响的是产物的产量。
2．压强误区
(1)对于没有气体参与的化学反应，由于改变压强，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。
①恒温时：
压缩体积eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))压强增大eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))反应物浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))化学反应速率增大。
②恒温、恒容时：
充入反应物气体eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))压强增大―→反应物浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))化学反应速率增大；
充入“无关”气体eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))压强增大―→反应物浓度不变―→化学反应速率不变。
③恒温、恒压时：
充入“无关”气体―→压强不变eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))体积增大eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))反应物浓度减小eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))化学反应速率减小。
(3)压强对化学反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的。对于压强的改变只有引起反应体系中反应物浓度的变化时，才对反应速率产生影响，改变压强其实改变了反应物的浓度。
3．温度误区
温度对反应速率的影响与反应类型无关。即升高温度，吸热反应、放热反应的反应速率均增大；降低温度，吸热反应、放热反应的反应速率均减小。
4．催化剂误区
(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。
[成功体验]
2．判断正误(正确的打“√”；错误的打“×”)。
(1)改变压强一定能改变化学反应速率。( )
(2)催化剂在反应前后质量和化学性质不变。( )
(3)对于反应CO2＋C(s)eq \(=====,\s\up7(△))2CO，增加C的用量，反应速率加快。( )
(4)升高温度化学反应速率一定增大。( )
(5)升高温度和使用合适的催化剂增大反应速率的原因都是提高活化分子百分数。( )
解析：(1)如果反应物没有气体，即全部是固体、液体或溶液间的反应，改变压强对化学反应速率几乎没有影响。
(3)碳为固体，改变其用量，反应速率不变。
(4)升高温度能使化学反应速率增大。
(5)升高温度可提高分子的能量，活化分子百分数提高；催化剂能降低反应的活化能，使普通分子变为活化分子，活化分子百分数提高。
答案：(1)× (2)√ (3) × (4) √ (5)√
3．(好题共享·选自人教版教材P24·T1)在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml 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) ΔH<0。
(1)保持容器容积不变，向其中加入1 ml H2，反应速率加快吗？试说明理由。
(2)保持容器容积不变，向其中加入1 ml N2(N2不参加反应)，反应速率也加快吗？试说明理由。
(3)保持容器内气体压强不变，向其中加入1 ml N2(N2)不参加反应，反应速率________，理由是________________________________________________________________________。
(4)保持容器内气体压强不变，向其中加入1 ml H2(g)和1 ml I2(g)，反应速率________，理由是_______________________________。
(5)提高起始的反应温度，反应速率____________，理由是______________________。
答案：(1)加快；增大反应物氢气的浓度，反应速率加快。(2)不变；反应物的浓度不变。(3)减慢 保持压强不变，向其中充入氮气，体积变大，反应物浓度减小，反应速率减慢 (4)不变 保持压强不变，向其中充入1 ml H2和1 ml I2后，反应物的浓度不变，反应速率不变
(5)加快 升高温度，提高活化分子的百分数，反应速率加快
[新知探究]
续表
[成功体验]
4．某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2eq \(――→,\s\up7(HCl))CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：
分析实验数据所得出的结论不正确的是( )
A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大
B．实验②和③的v(Br2)相等
C．增大c(HCl)，v(Br2)增大
D．增大c(Br2)，v(Br2)增大
解析：选D A项，由实验①和②对比可知增大c(CH3COCH3)，反应时间变少，v(Br2)增大。B项，实验②和③反应时间相同，起始Br2的浓度相同，则v(Br2)相等。C项，比较实验①和③可知，增大c(HCl)时，反应时间缩短，v(Br2)增大。D项，比较实验①和④可知，增大c(Br2)时，v(Br2)相同，故选D。
5．(广东高考)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 ml·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20 ml·L－1 K2S2O8、0.10 ml·L－1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===2SOeq \\al(2－,4)＋I2(慢)
I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2Oeq \\al(2－,3)与S2Oeq \\al(2－,8)初始的物质的量需满足的关系为：n(S2Oeq \\al(2－,3))：n(S2Oeq \\al(2－,8))＝________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
表中Vx＝________ mL，理由是________。
(3)已知某条件下，浓度c(S2Oeq \\al(2－,8))～反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其它条件不变，请在图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2Oeq \\al(2－,8))～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
解析：(1) 淀粉溶液遇I2显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶液中有I2，说明Na2S2O3消耗尽。由题给离子反应可得关系式S2Oeq \\al(2－,8)～I2～2S2Oeq \\al(2－,3)，n(S2Oeq \\al(2－,3))；n(S2Oeq \\al(2－,8))＜2时，能观察到蓝色。
(2)对照实验探究浓度对反应速率的影响须保证其他条件完全一致，故应加水2.0 mL以保证溶液体积相同。
(3)温度降低反应速率变慢，加入催化剂，反应速率加快。
答案：(1)S2Oeq \\al(2－,3)(其他合理写法也给分) ＜2
(2)2.0 保证溶液总体积相同，仅改变S2Oeq \\al(2－,8)的浓度而其他物质浓度不变(其他合理答案 给分)
(3)
———————————————[关键语句小结]————————————————
1．碰撞理论三概念：
(1)有效碰撞：能发生反应的碰撞；
(2)活化分子：能量较高，有可能发生有效碰撞的分子；
(3)活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。
2．影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。
3．影响化学反应速率的主要外因：
(1)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。
(2)对于有气体参加的化学反应，增大压强(减小容器的体积)，反应速率增大；减小压强(增大容器的体积)，反应速率减小。
(3)其他条件不变时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。
(4)使用合适的催化剂，能加快化学反应的速率。
4．因增大反应物中活化分子百分数而增大反应速率的是升高温度和使用催化剂。
[例1] 下列关于化学反应的说法中正确的是( )
A．同时改变两个变量来研究反应速率的变化，能更快得出有关规律
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．增大压强和加入催化剂都使反应速率增大，原因均是因为降低了反应的活化能
D．相同温度下，H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)中，密闭容器中两种反应物浓度为0.020 ml·L－1的反应速率大于两种反应物浓度为0.010 ml·L－1的反应速率
解析：选D 同时改变两个变量来研究化学反应速率的变化，不容易判断影响反应速率的主导因素，因此更难得出有关规律，A错；化学反应速率与反应是放热还是吸热无关，B错；压强对反应速率的影响同浓度对反应速率的影响一致，增大压强，增大了单位体积内活化分子的数目，从而增大有效碰撞次数，反应速率增大；而加入催化剂是降低了反应的活化能，故C错；同一个反应中，物质的浓度越高，反应速率越大，D正确。
解答此类题目关键是要把握影响反应速率的因素的实质。仔细分析，对于浓度的影响应注意固体或纯液体的浓度是定值，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。
1．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小的顺序排列，正确的是( )
①在500℃，10 ml SO2与5 ml O2反应 ②在500℃，用V2O5作催化剂，10 ml SO2与5 ml O2反应 ③在450℃，8 ml SO2与5 ml O2反应 ④在500℃，8 ml SO2与5 ml O2反应
A．①②③④ B．②①③④
C．②①④③ D．④③②①
解析：选C 温度越高，反应物浓度越大，加入催化剂，其反应速率越大，故②的反应速率最大，③的反应速率最小；①与④相比，①中反应物浓度大，故反应速率①>④，所以②>①>④>③，C正确。
1．图像分析技巧“三看”
一看起点：分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。
二看变化趋势：分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。
三看终点：分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比等于化学反应方程式中各物质的化学计量数之比。
2．表格题(对照)分析技巧
①分析表格，找出对探究结果影响的因素。
②按只改变一个因素，其它因素不变，将题目所列实验进行分组。
③对照规律，逐组分析，得出结论。
[例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，根据数据绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的试验组别可能是( )
A.4 3 2 1 B．1 2 3 4
C．3 4 2 1 D．1 2 4 3
解析：选A 本题影响反应速率的因素有温度、浓度和接触面积，三者兼顾才可得出正确答案。第4组浓度最大，温度最高且为粉末状，反应最快，对应曲线a。
图像图表题分析的关键在于“对照”，找出差异，确定改变因素。如本题采取了三次对照：
①1、2组对照，得出浓度对v的影响； ②2、3组对照，得出温度对v的影响； ③3、4组对照，得出固体状态对v的影响。
2．(12分)把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 ml/L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的关系可用如图所示的曲线来表示，请回答下列问题：
(1)曲线Oa段不产生氢气的原因是________________________________，
有关的化学方程式为________________________。
(2)曲线ac段产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是________________。
(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是__________________。
解析：(1)在空气中久置的铝片表面有一层氧化铝薄膜，因此硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气；(2)ac段，虽然硫酸的浓度不断减小，但该反应是放热反应，体系温度升高，化学反应速率增大；(3)曲线由c以后，硫酸浓度的逐渐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减小。
答案：(1)久置的铝片表面覆有一层氧化铝薄膜
Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O
(2)该反应是放热反应，温度升高，化学反应速率增大
(3)硫酸的浓度减小，化学反应速率逐渐减小
[课堂双基落实]
1．下列说法正确的是( )
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应
③活化分子比普通分子具有较高的能量
④化学反应的实质是原子的重新组合
⑤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
⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A．①③④⑤ B．②③⑥
C．④⑤⑥ D．②④⑤
解析：选C 活化分子有合适取向的碰撞(即有效碰撞)才能发生化学反应，①错；普通分子不具有足够的能量，不能发生化学反应，②错；③指代不明确，即一种普通分子所具有的能量可能比另一种物质的活化分子所具有的能量高。
2．下列说法中正确的是( )
A．增加水的量或升高温度，可以加快镁跟水的反应速率
B．增大硫酸的浓度，一定可以加快锌与硫酸反应制取氢气的速率
C．在反应2H＋＋S2Oeq \\al(2－,3)===S↓＋SO2＋H2O中，增大压强，可以加快硫析出的速率
D．煅烧硫铁矿时，把硫铁矿粉碎或通入纯O2可加快反应的速率
解析：选D 增加水的量不能加快镁和水反应的速率；浓H2SO4与锌反应不会产生氢气；C中反应物中没有气体，压强增大，不会加快硫析出的速率。本题的易错之处在于忽略了H2O的浓度是常数，增加其量时不会改变其浓度大小；忽略了浓H2SO4的强氧化性以及压强只有对有气体参加的反应，反应速率才有影响。
3．用3 g块状大理石与30 mL 3 ml·L－1盐酸反应制取CO2气体，若要增大反应速率，可采取的措施是( )
①再加入30 mL 3 ml·L－1盐酸
②改用30 mL 6 ml·L－1盐酸
③改用3 g粉末状大理石
④适当升高温度
A．①②④ B．②③④
C．①③④ D．①②③
解析：选B 对于反应CaCO3(s)＋2HCl(aq)===CaCl2(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)，增大反应速率的方法有增大HCl溶液的浓度，升高温度或将块状大理石改为粉末状大理石。
4．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 ml·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL。此时，X和盐酸进行反应，其中反应最快的是( )
A．10℃ 20 mL 3 ml·L－1的X溶液
B．20℃ 30 mL 2 ml·L－1的X溶液
C．10℃ 10 mL 4 ml·L－1的X溶液
D．10℃ 10 mL 2 ml·L－1的X溶液
解析：选B 分析本题，在其他条件不变的情况下，比较速率大小，先比较浓度的大小。此时，浓度必须是混合后的浓度，混合后各烧杯中盐酸浓度相等，反应速率快慢取决于X的浓度和温度。
A项中，c(X)＝eq \f(20×3,50)＝1.2 ml·L－1；
B项中，c(X)＝eq \f(30×2,50)＝1.2 ml·L－1；
C项中，c(X)＝eq \f(10×4,50)＝0.8 ml·L－1；
D项中，c(X)＝eq \f(10×2,50)＝0.4 ml·L－1。
由此可见，混合后A、B选项中X的浓度最大，但是二者温度不同。A项中为10℃，B项中为20℃，故选项B中反应速率最大。
5．影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。
他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(浓度分别为0.5 ml·L－1、2 ml·L－1、18.4 ml·L－1)设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如下表：
(1)甲同学表中实验步骤②为_________________________。
(2)甲同学的实验目的是________________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是________________。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是______________________________。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是__________；该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是_____________________________。
解析：本题通过实验，对影响化学反应速率的因素进行了探究，主要考查了学生设计实验方案的能力以及对比分析的能力。
答案：(1)分别投入大小、形状相同的金属Cu、Fe、Mg
(2)研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系 温度相同
(3)一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需的时间)
(4)Mg(或Fe)和0.5 ml·L－1硫酸和2 ml·L－1硫酸 常温下Mg与18.4 ml·L－1硫酸反应生成SO2；Fe在18.4 ml·L－1硫酸中钝化
实验探究
气球膨胀速率：甲>乙；相同时间内膨胀的体积：甲>乙
c(HCl)增大，生成CO2的速率加快；反之，减慢
规律
增大反应物浓度，反应速率增大；
减小反应物浓度，反应速率减小。
理论解释
c(反)增大―→单位体积内分子总数增多―→单位体积内活化分子数增多―→有效碰撞次数增多―→v增大。
实验探究
溶液紫红色褪去所需时间长短：甲>丙>乙
反应物的温度越高，反应速率越快
规律
升高温度，反应速率加快；
降低温度，反应速率减慢。
理论解释
温度升高―→活化分子百分数增大―→单位体积内活化分子数目增多―→单位时间有效碰撞次数增多―→v增大。
实验探究
三试管均产生气泡，但产生气泡速率：甲、乙较快，丙较慢
加入催化剂，化学反应速率加快
规律
一般，催化剂能加快反应速率。
理论解释
使用催化剂―→活化能降低―→活化分子百分数增多―→单位体积内活化分子数增多―→单位时间内有效碰撞次数增多―→v增大。
人教版
苏教版
实验
原理
2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
人教版
苏教版
实验
装置
实验
用品
0.01 ml·L－1酸性KMnO4溶液，0.1 ml·L－1 H2C2O4溶液、 0.2 ml·L－1H2C2O4溶液、秒表、试管
碳酸氢钠粉末、锥形瓶、气球、托盘天平、2 ml·L－1盐酸、 0.2 ml·L－1盐酸
实验
步骤
①取两支试管各加入4 mL 0.01 ml·L－1的酸性KMnO4溶液。
②向一支试管中加入 0.1 ml·L－1H2C2O4溶液2 mL，记录溶液褪色时间。
③向另一支试管中加入 0.2 ml·L－1 H2C2O4溶液2 mL，记录溶液褪色时间。
①在两个大小相同的气球中各加入1.0 g NaHCO3粉末。
②取两只同样大小的锥形瓶，向其中一只锥形瓶中加入60 mL 2.0 ml·L－1的盐酸。
③向另一只锥形瓶中加入60 mL 0.2 ml·L－1的盐酸。
④然后在锥形瓶瓶口套上上述两个气球，同时将气球中的碳酸氢钠粉末加入到锥形瓶中，观察并比较气球膨胀的快慢。
实验
现象
及数
据
混合溶液颜色逐渐变浅，直至消失，记录所用时间。
两气球都膨胀，且加入2 ml·L－1盐酸的气球膨胀的快、体积大，加入0.2 ml·L－1盐酸的气球膨胀的慢、体积小。
个性
评点
1.人教版实验可进行定量比较速率快慢，操作简便。
2．苏教版实验可以形象、直观地判断反应速率快慢。
实验
序号
初始浓度c/ml/L
溴颜色消失所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.0010
290
②
1.60
0.20
0.0010
145
③
0.80
0.40
0.0010
145
④
0.80
0.20
0.0020
580
实验
序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
组别
c(HCl)/ml·L－1
温度/℃
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
25
块状
3
2.5
50
块状
4
2.5
50
粉末状
实验步骤
现象
结论
①分别取等体积的2 ml·L－1的硫酸于三支试管中②________
反应速率Mg>Fe，Cu不反应
金属的性质越活泼，反应速率越快
1．化学反应的本质是什么？该过程与能量有何关系？
提示：化学反应的本质是旧键的断裂，新键的形成，断键吸收能量；成键释放能量。
2．Mg、Al与同浓度盐酸反应，哪一个反应速率更快？为什么？
提示：金属Mg与盐酸反应更快，因为Mg比Al的金属活动性更强，更容易与盐酸反应放出H2。
3．通过《化学2》的学习，总结影响化学反应速率的外界因素有哪些？
提示：影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、气体反应中压强、催化剂、反应物接触面积大小、固体反应物的颗粒大小等。
[新知探究]
探究1 有效碰撞与化学反应的发生
eq \x(先决条件)——反应物分子发生碰撞。
eq \x(主要条件)——反应物分子之间发生有效碰撞。
探究2 有效碰撞理论
[必记结论]
1．分子的有效碰撞
2．活化能与反应速率的关系
E1：表示正反应的活化能；
E2：表示活化分子变成生成物分子放出的能量或逆反应的活化能；
E1－E2：表示反应热。
活化能越低―→活化分子的百分数越大―→单位体积内活化分子数越多―→有效碰撞次数越多―→速率越快。
[成功体验]
1．判断正误(正确的打，错误的打“×”)。
(1)活化分子间的碰撞一定能发生化学反应。( )
(2)普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应。( )
(3)活化能降低，活化分子百分数增大。( )
(4)化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞。( )
解析：活化分子有合适取向的碰撞(即有效碰撞)才能发生化学反应，(1)错；普通分子不具有足够的能量，不能发生化学反应，(2)错；活化能降低，会使活化分子百分数增大，(3)对；活化分子有合适取向时发生有效碰撞才能发生化学反应，(4)对。
答案：(1)× (2)× (3) (4)
[新知探究]
探究1 浓度对化学反应速率的影响
探究2 压强对化学反应速率的影响
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(前提条件：有气体参加的化学反应,规律\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(增大压强减小容器容积，反应速率加快；,减小压强增大容器容积，反应速率减慢。)),\a\vs4\al(理论,解释)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→反应速率加快；,反之减小压强，反应速率减慢。))))
探究3 温度对化学反应速率的影响
探究4 催化剂、其他因素对化学反应速率的影响
(1)催化剂对化学反应速率的影响：
(2)其他因素对化学反应速率的影响：
固体反应物颗粒大小、光、溶剂、超声波、电磁波等也能影响反应速率。
[必记结论]
影响化学反应速率因素的误区
1．浓度误区
改变固体或纯液体的用量，反应速率不变。原因：固体或纯液体浓度是常数，虽然用量改变，但浓度不变，反应速率不变，影响的是产物的产量。
2．压强误区
(1)对于没有气体参与的化学反应，由于改变压强，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。
①恒温时：
压缩体积eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))压强增大eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))反应物浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))化学反应速率增大。
②恒温、恒容时：
充入反应物气体eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))压强增大―→反应物浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))化学反应速率增大；
充入“无关”气体eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))压强增大―→反应物浓度不变―→化学反应速率不变。
③恒温、恒压时：
充入“无关”气体―→压强不变eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))体积增大eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))反应物浓度减小eq \(――→,\s\up7(引起),\s\d5( ))化学反应速率减小。
(3)压强对化学反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的。对于压强的改变只有引起反应体系中反应物浓度的变化时，才对反应速率产生影响，改变压强其实改变了反应物的浓度。
3．温度误区
温度对反应速率的影响与反应类型无关。即升高温度，吸热反应、放热反应的反应速率均增大；降低温度，吸热反应、放热反应的反应速率均减小。
4．催化剂误区
(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。
[成功体验]
2．判断正误(正确的打“√”；错误的打“×”)。
(1)改变压强一定能改变化学反应速率。( )
(2)催化剂在反应前后质量和化学性质不变。( )
(3)对于反应CO2＋C(s)eq \(=====,\s\up7(△))2CO，增加C的用量，反应速率加快。( )
(4)升高温度化学反应速率一定增大。( )
(5)升高温度和使用合适的催化剂增大反应速率的原因都是提高活化分子百分数。( )
解析：(1)如果反应物没有气体，即全部是固体、液体或溶液间的反应，改变压强对化学反应速率几乎没有影响。
(3)碳为固体，改变其用量，反应速率不变。
(4)升高温度能使化学反应速率增大。
(5)升高温度可提高分子的能量，活化分子百分数提高；催化剂能降低反应的活化能，使普通分子变为活化分子，活化分子百分数提高。
答案：(1)× (2)√ (3) × (4) √ (5)√
3．(好题共享·选自人教版教材P24·T1)在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml 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) ΔH<0。
(1)保持容器容积不变，向其中加入1 ml H2，反应速率加快吗？试说明理由。
(2)保持容器容积不变，向其中加入1 ml N2(N2不参加反应)，反应速率也加快吗？试说明理由。
(3)保持容器内气体压强不变，向其中加入1 ml N2(N2)不参加反应，反应速率________，理由是________________________________________________________________________。
(4)保持容器内气体压强不变，向其中加入1 ml H2(g)和1 ml I2(g)，反应速率________，理由是_______________________________。
(5)提高起始的反应温度，反应速率____________，理由是______________________。
答案：(1)加快；增大反应物氢气的浓度，反应速率加快。(2)不变；反应物的浓度不变。(3)减慢 保持压强不变，向其中充入氮气，体积变大，反应物浓度减小，反应速率减慢 (4)不变 保持压强不变，向其中充入1 ml H2和1 ml I2后，反应物的浓度不变，反应速率不变
(5)加快 升高温度，提高活化分子的百分数，反应速率加快
[新知探究]
续表
[成功体验]
4．某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2eq \(――→,\s\up7(HCl))CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：
分析实验数据所得出的结论不正确的是( )
A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大
B．实验②和③的v(Br2)相等
C．增大c(HCl)，v(Br2)增大
D．增大c(Br2)，v(Br2)增大
解析：选D A项，由实验①和②对比可知增大c(CH3COCH3)，反应时间变少，v(Br2)增大。B项，实验②和③反应时间相同，起始Br2的浓度相同，则v(Br2)相等。C项，比较实验①和③可知，增大c(HCl)时，反应时间缩短，v(Br2)增大。D项，比较实验①和④可知，增大c(Br2)时，v(Br2)相同，故选D。
5．(广东高考)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 ml·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20 ml·L－1 K2S2O8、0.10 ml·L－1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===2SOeq \\al(2－,4)＋I2(慢)
I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2Oeq \\al(2－,3)与S2Oeq \\al(2－,8)初始的物质的量需满足的关系为：n(S2Oeq \\al(2－,3))：n(S2Oeq \\al(2－,8))＝________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
表中Vx＝________ mL，理由是________。
(3)已知某条件下，浓度c(S2Oeq \\al(2－,8))～反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其它条件不变，请在图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2Oeq \\al(2－,8))～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
解析：(1) 淀粉溶液遇I2显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶液中有I2，说明Na2S2O3消耗尽。由题给离子反应可得关系式S2Oeq \\al(2－,8)～I2～2S2Oeq \\al(2－,3)，n(S2Oeq \\al(2－,3))；n(S2Oeq \\al(2－,8))＜2时，能观察到蓝色。
(2)对照实验探究浓度对反应速率的影响须保证其他条件完全一致，故应加水2.0 mL以保证溶液体积相同。
(3)温度降低反应速率变慢，加入催化剂，反应速率加快。
答案：(1)S2Oeq \\al(2－,3)(其他合理写法也给分) ＜2
(2)2.0 保证溶液总体积相同，仅改变S2Oeq \\al(2－,8)的浓度而其他物质浓度不变(其他合理答案 给分)
(3)
———————————————[关键语句小结]————————————————
1．碰撞理论三概念：
(1)有效碰撞：能发生反应的碰撞；
(2)活化分子：能量较高，有可能发生有效碰撞的分子；
(3)活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。
2．影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。
3．影响化学反应速率的主要外因：
(1)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。
(2)对于有气体参加的化学反应，增大压强(减小容器的体积)，反应速率增大；减小压强(增大容器的体积)，反应速率减小。
(3)其他条件不变时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。
(4)使用合适的催化剂，能加快化学反应的速率。
4．因增大反应物中活化分子百分数而增大反应速率的是升高温度和使用催化剂。
[例1] 下列关于化学反应的说法中正确的是( )
A．同时改变两个变量来研究反应速率的变化，能更快得出有关规律
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．增大压强和加入催化剂都使反应速率增大，原因均是因为降低了反应的活化能
D．相同温度下，H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)中，密闭容器中两种反应物浓度为0.020 ml·L－1的反应速率大于两种反应物浓度为0.010 ml·L－1的反应速率
解析：选D 同时改变两个变量来研究化学反应速率的变化，不容易判断影响反应速率的主导因素，因此更难得出有关规律，A错；化学反应速率与反应是放热还是吸热无关，B错；压强对反应速率的影响同浓度对反应速率的影响一致，增大压强，增大了单位体积内活化分子的数目，从而增大有效碰撞次数，反应速率增大；而加入催化剂是降低了反应的活化能，故C错；同一个反应中，物质的浓度越高，反应速率越大，D正确。
解答此类题目关键是要把握影响反应速率的因素的实质。仔细分析，对于浓度的影响应注意固体或纯液体的浓度是定值，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。
1．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小的顺序排列，正确的是( )
①在500℃，10 ml SO2与5 ml O2反应 ②在500℃，用V2O5作催化剂，10 ml SO2与5 ml O2反应 ③在450℃，8 ml SO2与5 ml O2反应 ④在500℃，8 ml SO2与5 ml O2反应
A．①②③④ B．②①③④
C．②①④③ D．④③②①
解析：选C 温度越高，反应物浓度越大，加入催化剂，其反应速率越大，故②的反应速率最大，③的反应速率最小；①与④相比，①中反应物浓度大，故反应速率①>④，所以②>①>④>③，C正确。
1．图像分析技巧“三看”
一看起点：分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。
二看变化趋势：分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。
三看终点：分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比等于化学反应方程式中各物质的化学计量数之比。
2．表格题(对照)分析技巧
①分析表格，找出对探究结果影响的因素。
②按只改变一个因素，其它因素不变，将题目所列实验进行分组。
③对照规律，逐组分析，得出结论。
[例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，根据数据绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的试验组别可能是( )
A.4 3 2 1 B．1 2 3 4
C．3 4 2 1 D．1 2 4 3
解析：选A 本题影响反应速率的因素有温度、浓度和接触面积，三者兼顾才可得出正确答案。第4组浓度最大，温度最高且为粉末状，反应最快，对应曲线a。
图像图表题分析的关键在于“对照”，找出差异，确定改变因素。如本题采取了三次对照：
①1、2组对照，得出浓度对v的影响； ②2、3组对照，得出温度对v的影响； ③3、4组对照，得出固体状态对v的影响。
2．(12分)把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 ml/L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的关系可用如图所示的曲线来表示，请回答下列问题：
(1)曲线Oa段不产生氢气的原因是________________________________，
有关的化学方程式为________________________。
(2)曲线ac段产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是________________。
(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是__________________。
解析：(1)在空气中久置的铝片表面有一层氧化铝薄膜，因此硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气；(2)ac段，虽然硫酸的浓度不断减小，但该反应是放热反应，体系温度升高，化学反应速率增大；(3)曲线由c以后，硫酸浓度的逐渐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减小。
答案：(1)久置的铝片表面覆有一层氧化铝薄膜
Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O
(2)该反应是放热反应，温度升高，化学反应速率增大
(3)硫酸的浓度减小，化学反应速率逐渐减小
[课堂双基落实]
1．下列说法正确的是( )
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应
③活化分子比普通分子具有较高的能量
④化学反应的实质是原子的重新组合
⑤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
⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A．①③④⑤ B．②③⑥
C．④⑤⑥ D．②④⑤
解析：选C 活化分子有合适取向的碰撞(即有效碰撞)才能发生化学反应，①错；普通分子不具有足够的能量，不能发生化学反应，②错；③指代不明确，即一种普通分子所具有的能量可能比另一种物质的活化分子所具有的能量高。
2．下列说法中正确的是( )
A．增加水的量或升高温度，可以加快镁跟水的反应速率
B．增大硫酸的浓度，一定可以加快锌与硫酸反应制取氢气的速率
C．在反应2H＋＋S2Oeq \\al(2－,3)===S↓＋SO2＋H2O中，增大压强，可以加快硫析出的速率
D．煅烧硫铁矿时，把硫铁矿粉碎或通入纯O2可加快反应的速率
解析：选D 增加水的量不能加快镁和水反应的速率；浓H2SO4与锌反应不会产生氢气；C中反应物中没有气体，压强增大，不会加快硫析出的速率。本题的易错之处在于忽略了H2O的浓度是常数，增加其量时不会改变其浓度大小；忽略了浓H2SO4的强氧化性以及压强只有对有气体参加的反应，反应速率才有影响。
3．用3 g块状大理石与30 mL 3 ml·L－1盐酸反应制取CO2气体，若要增大反应速率，可采取的措施是( )
①再加入30 mL 3 ml·L－1盐酸
②改用30 mL 6 ml·L－1盐酸
③改用3 g粉末状大理石
④适当升高温度
A．①②④ B．②③④
C．①③④ D．①②③
解析：选B 对于反应CaCO3(s)＋2HCl(aq)===CaCl2(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)，增大反应速率的方法有增大HCl溶液的浓度，升高温度或将块状大理石改为粉末状大理石。
4．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 ml·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL。此时，X和盐酸进行反应，其中反应最快的是( )
A．10℃ 20 mL 3 ml·L－1的X溶液
B．20℃ 30 mL 2 ml·L－1的X溶液
C．10℃ 10 mL 4 ml·L－1的X溶液
D．10℃ 10 mL 2 ml·L－1的X溶液
解析：选B 分析本题，在其他条件不变的情况下，比较速率大小，先比较浓度的大小。此时，浓度必须是混合后的浓度，混合后各烧杯中盐酸浓度相等，反应速率快慢取决于X的浓度和温度。
A项中，c(X)＝eq \f(20×3,50)＝1.2 ml·L－1；
B项中，c(X)＝eq \f(30×2,50)＝1.2 ml·L－1；
C项中，c(X)＝eq \f(10×4,50)＝0.8 ml·L－1；
D项中，c(X)＝eq \f(10×2,50)＝0.4 ml·L－1。
由此可见，混合后A、B选项中X的浓度最大，但是二者温度不同。A项中为10℃，B项中为20℃，故选项B中反应速率最大。
5．影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。
他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(浓度分别为0.5 ml·L－1、2 ml·L－1、18.4 ml·L－1)设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如下表：
(1)甲同学表中实验步骤②为_________________________。
(2)甲同学的实验目的是________________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是________________。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是______________________________。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是__________；该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是_____________________________。
解析：本题通过实验，对影响化学反应速率的因素进行了探究，主要考查了学生设计实验方案的能力以及对比分析的能力。
答案：(1)分别投入大小、形状相同的金属Cu、Fe、Mg
(2)研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系 温度相同
(3)一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需的时间)
(4)Mg(或Fe)和0.5 ml·L－1硫酸和2 ml·L－1硫酸 常温下Mg与18.4 ml·L－1硫酸反应生成SO2；Fe在18.4 ml·L－1硫酸中钝化
实验探究
气球膨胀速率：甲>乙；相同时间内膨胀的体积：甲>乙
c(HCl)增大，生成CO2的速率加快；反之，减慢
规律
增大反应物浓度，反应速率增大；
减小反应物浓度，反应速率减小。
理论解释
c(反)增大―→单位体积内分子总数增多―→单位体积内活化分子数增多―→有效碰撞次数增多―→v增大。
实验探究
溶液紫红色褪去所需时间长短：甲>丙>乙
反应物的温度越高，反应速率越快
规律
升高温度，反应速率加快；
降低温度，反应速率减慢。
理论解释
温度升高―→活化分子百分数增大―→单位体积内活化分子数目增多―→单位时间有效碰撞次数增多―→v增大。
实验探究
三试管均产生气泡，但产生气泡速率：甲、乙较快，丙较慢
加入催化剂，化学反应速率加快
规律
一般，催化剂能加快反应速率。
理论解释
使用催化剂―→活化能降低―→活化分子百分数增多―→单位体积内活化分子数增多―→单位时间内有效碰撞次数增多―→v增大。
人教版
苏教版
实验
原理
2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
人教版
苏教版
实验
装置
实验
用品
0.01 ml·L－1酸性KMnO4溶液，0.1 ml·L－1 H2C2O4溶液、 0.2 ml·L－1H2C2O4溶液、秒表、试管
碳酸氢钠粉末、锥形瓶、气球、托盘天平、2 ml·L－1盐酸、 0.2 ml·L－1盐酸
实验
步骤
①取两支试管各加入4 mL 0.01 ml·L－1的酸性KMnO4溶液。
②向一支试管中加入 0.1 ml·L－1H2C2O4溶液2 mL，记录溶液褪色时间。
③向另一支试管中加入 0.2 ml·L－1 H2C2O4溶液2 mL，记录溶液褪色时间。
①在两个大小相同的气球中各加入1.0 g NaHCO3粉末。
②取两只同样大小的锥形瓶，向其中一只锥形瓶中加入60 mL 2.0 ml·L－1的盐酸。
③向另一只锥形瓶中加入60 mL 0.2 ml·L－1的盐酸。
④然后在锥形瓶瓶口套上上述两个气球，同时将气球中的碳酸氢钠粉末加入到锥形瓶中，观察并比较气球膨胀的快慢。
实验
现象
及数
据
混合溶液颜色逐渐变浅，直至消失，记录所用时间。
两气球都膨胀，且加入2 ml·L－1盐酸的气球膨胀的快、体积大，加入0.2 ml·L－1盐酸的气球膨胀的慢、体积小。
个性
评点
1.人教版实验可进行定量比较速率快慢，操作简便。
2．苏教版实验可以形象、直观地判断反应速率快慢。
实验
序号
初始浓度c/ml/L
溴颜色消失所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.0010
290
②
1.60
0.20
0.0010
145
③
0.80
0.40
0.0010
145
④
0.80
0.20
0.0020
580
实验
序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
组别
c(HCl)/ml·L－1
温度/℃
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
25
块状
3
2.5
50
块状
4
2.5
50
粉末状
实验步骤
现象
结论
①分别取等体积的2 ml·L－1的硫酸于三支试管中②________
反应速率Mg>Fe，Cu不反应
金属的性质越活泼，反应速率越快
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