高中化學蘇教版必修專題6化學反應與能量變化化學反應速率與反應限度影響化學反應速率的因素

第2課時影響化學反應速率的因素1.內因決定化學反應速率的主要原因是反應物本身的性質。例如：Mg、Zn分別與等濃度的鹽酸反應時，___發(fā)生的反應更劇烈，反應更快。Mg2.外界因素(1)催化劑實驗操作

(H2O2的量均是5mL、4%)實驗現(xiàn)象產生氣泡速率的相對大?。篲___結論催化劑能_____H2O2分解的反應速率B>A加快(2)溫度實驗操作

實驗現(xiàn)象產生氣泡由快到慢的順序：______實驗結論升高溫度，反應速率_____；降低溫度，反應速率_____C>B>A增大減小(3)濃度實驗操作

實驗現(xiàn)象盛有12%H2O2溶液的試管中先產生氣泡實驗結論增大反應物的濃度，反應速率_____加快(4)固體的表面積實驗操作V(4mol·L-1HCl)/mLm(CaCO3)/gCaCO3狀態(tài)實驗15.05粉末實驗25.05塊狀實驗現(xiàn)象產生氣泡速率的相對大?。篲___________結論相同條件下，增加固體表面積能_____化學反應速率實驗1>實驗2加快3.其他因素：除催化劑、溫度和反應物的濃度外，增加反應物的接觸面積，能增大反應速率，此外，對于有氣體參加的反應，反應體系的壓強越大，______________。_____等條件對一些化學反應速率也有一定的影響。4.物質狀態(tài)的表示符號：氣體(g)、固體(s)、液態(tài)(l)反應速率越大光照【自主探索】

(情境思考)古代皇室專用版冰箱——“冰鑒”在周朝的時候，古人就發(fā)明了一種東西——冰鑒，專門用來保存“冰”。最開始的時候，冰鑒只是用來保存冰，讓皇帝解暑用的，而到了后面，有個御膳房的廚師發(fā)現(xiàn)：在北方，冬天下雪的時候，寒氣可以讓食物“更長久”的保鮮，而冰也是一種寒氣，所以就發(fā)明了用冰鑒進行保鮮。①古代的“冰鑒”和現(xiàn)代的冰箱能夠較長時間保存食物的原理是什么？提示：通過降低溫度，降低化學反應的速率，起到延長食品保存時間的作用。②生活中用煤粉代替煤塊并向爐膛鼓風，可以使爐火更旺，原理是什么？提示：增大煤與空氣的接觸面積，加快反應速率。知識點影響化學反應速率的因素

1.內因反應物的化學性質越活潑，化學反應速率越快；反之，化學反應速率越慢。2.外因(只討論其他條件相同時，改變一個條件對化學反應速率的影響)影響因素影響結果濃度在其他條件相同時，增大反應物的濃度，v加快；減小反應物的濃度，v減慢溫度在其他條件相同時，升高溫度，v加快；降低溫度，v減慢影響因素影響結果壓強在其他條件相同時，增大氣態(tài)反應物的壓強，v加快；減小氣態(tài)反應物的壓強，v減慢催化劑在其他條件相同時，使用催化劑能極大地加快反應速率固體反應物的表面積在其他條件相同時，增大固體反應物的表面積，化學反應速率加快；減小固體反應物的表面積，化學反應速率減慢其他使用合適的溶劑等也影響化學反應速率

【規(guī)律方法】濃度、壓強對速率的影響(1)增大反應物的濃度反應速率不一定增大，如鐵和稀硫酸生成氫氣的反應，若將稀硫酸換成濃硫酸，反應速率降低。此時要考慮常溫下鐵在濃硫酸中的鈍化。(2)壓強對反應速率的影響：有氣體參加的反應，改變壓強對反應速率的影響實質是改變體積，使反應物的濃度改變。①壓縮體積或恒容充入反應物，使壓強增大，都能加快化學反應速率。②體積不變，充入不參與反應的氣體。雖然總的壓強增大，但反應物濃度不發(fā)生變化，故化學反應速率不變。③體積可變的恒壓容器，充入不參與反應的氣體。雖然壓強不變，但容器體積增大，反應物濃度減小，故化學反應速率減小。【合作探究】(1)(思維升華)下列措施對增大反應速率是否明顯有效？(宏觀辨識與微觀探析)①Na與水反應時增大水的用量②CaCO3與鹽酸反應制取CO2時，改用硫酸③C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)，將炭塊改成炭粉進行實驗④鋅與鹽酸反應制H2，將稀鹽酸換成濃硫酸提示：①增大水的用量并不能增加反應物的濃度；②CaCO3與硫酸反應生成的硫酸鈣微溶，附著在CaCO3表面，阻止反應的繼續(xù)進行；③將炭塊改成炭粉，增大了反應物的接觸面積，化學反應速率加快；④如果把稀鹽酸換成濃硫酸，反應將不能制得H2。(2)(想一想)把形狀、大小相同的鋅粒分別投入10mL1mol·L-1的鹽酸和10mL4mol·L-1的鹽酸中，哪個化學反應速率較快？提示：鹽酸濃度越大，化學反應速率越快。(3)(教材二次開發(fā))實驗室用鋅和稀硫酸反應制取氫氣時，通常用鋅粉代替鋅粒，其原因是什么？提示：鋅粉與稀硫酸的接觸面積比鋅粒與稀硫酸的接觸面積大，能加快化學反應速率。在恒溫下，使反應C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)在一容積可變的密閉容器中進行，改變下列條件，其反應速率如何變化？(科學探究與創(chuàng)新意識)①若加壓將容器的體積縮小一半_____。

②若保持體積不變，充入N2使體系壓強增大_____。

③若保持壓強不變，充入N2使容器體積變大_____。

提示：①加壓后體積減半，氣體濃度增大，反應速率增大；②若保持體積不變，充入N2使體系壓強增大，但原體系中各氣體的濃度未變，反應速率不變；③保持壓強不變，充入N2使容器體積變大，體系中各氣體的濃度減小，反應速率減小?！镜淅痉丁?/p>

【典例】某實驗小組以H2O2分解為例，研究濃度、催化劑、溫度對反應速率的影響。按照如下方案完成實驗。反應物催化劑溫度①10mL10%H2O2溶液無25℃②10mL20%H2O2溶液無25℃③10mL20%H2O2溶液無40℃④10mL20%H2O2溶液1～2滴0.1mol·L-1FeCl3溶液40℃通過實驗得到氧氣的體積與時間的關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)代表實驗①的圖示是_______。

(2)對比實驗③和④的目的是

。

(3)通過上面對比實驗，所得出的實驗結論是

。

【解題指南】解答本題要明確以下兩點：(1)理解影響化學反應速率的因素。(2)反應速率只與參與反應的微粒有關?！窘馕觥?1)反應溫度越高，使用催化劑，反應物濃度越大，反應速率越快，實驗①中雙氧水濃度最小，沒有使用催化劑，溫度為25℃，則在實驗①～④中反應速率最小，圖中斜率越大，反應速率越快，并且①中產生O2是②、③、④的一半，則代表實驗①的為Ⅳ。(2)實驗③、④中，反應物濃度、反應溫度相同，而實驗④使用了催化劑，所以對比實驗③和④的目的是研究催化劑對反應速率的影響。(3)根據實驗①、②可知，增大反應物濃度，反應速率加快；根據實驗②、③可知，升高反應溫度，反應速率加快；根據實驗③、④可知，使用合適的催化劑，反應速率加快；通過對比實驗，得出的實驗結論是其他條件不變，增大反應物濃度或升高溫度或加入合適的催化劑，化學反應速率加快。答案：(1)Ⅳ

(2)研究催化劑對反應速率的影響(3)其他條件不變，增大反應物濃度或升高溫度或加入合適的催化劑，化學反應速率加快

【母題追問】(1)圖中曲線Ⅰ代表的是哪個實驗？提示：④。(2)實驗②、③哪個放出氣泡的速率快？提示：③。【方法導引】控制變量法探究影響化學反應速率的因素(1)準確變量在研究影響化學反應速率的因素時，由于外界影響因素較多，故為弄清某個因素的影響均需控制其他因素相同或不變，再進行實驗，從而理清影響實驗探究結果的因素。(2)定多變一在探究時，應先確定其他因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系，這樣確定一種因素的影響結果以后，再確定另一種因素的影響結果，通過分析每種因素與所探究問題之間的關系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。

【素養(yǎng)訓練】煉鐵工業(yè)是在煉鐵高爐中進行的，高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用的石灰石，從位于爐子下部沿爐周圍的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧反應生成的一氧化碳，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。在煉鐵高爐中的反應有C(s)+CO2(g)

2CO(g)，下列措施能使該反應速率加快的有哪些？①通過減小容器體積增大壓強；②升高溫度；③將炭粉碎；④通入CO2；⑤增加炭的量；⑥恒容條件下通入N2提示：①②③④?；瘜W反應速率概念規(guī)律比較計算實驗探究影響因素控制變量法①轉化為同一物質、同一單位表示的反應速率。②1mol/(L·s)＝60mol/(L·min)外界條件加快，反應速率加快；外界條件減弱，反應速率減慢。同一反應中不同物質的化學反應速率之比等于化學計量數之比。表示化學反應進行快慢的物理量，通常用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示?！菊n堂小結】

三言兩語話重點

(1)濃度、溫度和催化劑：增大濃度、升高溫度和使用催化劑能加快化學反應速率。(2)壓強：對有氣體參與的反應，增大壓強，化學反應速率增大。1.下列措施對增大反應速率明顯有效的是 (

)A.Al在氧氣中燃燒生成Al2O3，將鋁粉改為鋁片B.Fe與稀硫酸反應制取H2時，改用質量分數為98.3%的濃硫酸C.Zn與稀硫酸反應時，適當提高溶液的溫度D.實驗室用大理石制取CO2，增加大理石的量【解析】選C。A項減小了固體表面積，化學反應速率減??；B項改用98.3%的濃硫酸會使鐵鈍化；C項升溫，化學反應速率增大；D項增加固體的用量不會提高化學反應速率。2.(雙選)(2020·南寧高一檢測)在Ag+催化作用下，Cr3+被

氧化為

的機理為①

+2Ag+====2

+2Ag2+(慢)；②2Cr3++6Ag2++7H2O====6Ag++14H++

(快)。下列有關說法正確的是

(

)A.反應速率與Ag+濃度有關B.Ag+是該反應的催化劑C.溶液的溫度與該反應的速率無關D.②反應決定整個反應的反應速率【解析】選A、B。反應速率與Ag+濃度有關，A正確；Ag2+為中間產物不是催化劑，Ag+是催化劑，B正確；溶液的溫度與該反應的速率有關，C錯誤；慢反應決定整個反應的反應速率，D錯誤?！炯庸逃柧殹堪焰V條投入盛有鹽酸的敞口容器里，下列因素對產生H2的速率無關的是 (

)A.H+的濃度 B.鎂條的表面積C.溶液的溫度 D.Cl-的濃度【解析】選D。鎂條和鹽酸反應實質是Mg+2H+====Mg2++H2↑，H+的濃度越大，反應速率越快，而與Cl-濃度無關。3.2020年全球暴發(fā)了新型冠狀病毒肺炎疫情，疫情期間，使用15%的過氧乙酸(

)溶液對環(huán)境進行消毒，能夠有效消除病菌。已知生成過氧乙酸(CH3COOOH)的反應：CH3COOH+H2O2

CH3COOOH+H2O，下列有關說法正確的是 (

)A.降低溫度可加快該反應速率B.加入合適的催化劑可提高該反應速率C.達到平衡時，v(正)=v(逆)=0D.達到平衡時，H2O2轉化率為100%【解析】選B。降低溫度，化學反應速率會減小，A錯誤；催化劑能夠改變反應速率，加入合適的催化劑可提高該反應速率，B正確；達到平衡時，正逆反應速率相等，但不等于0，即v(正)=v(逆)≠0，C錯誤；該反應為可逆反應，達到平衡時雙氧水的轉化率不可能為100%，D錯誤。4.一定溫度下，反應H2O(g)+C(s)

CO(g)+H2(g)在密閉容器中進行，下列措施能加快反應速率的是 (

)A.增大體積使壓強減小B.恒容，充入H2O(g)C.恒容，充入He氣 D.恒壓，充入He氣【解析】選B。增大體積使壓強減小，反應速率減小，A錯誤；恒容，充入H2O(g)使反應物H2O(g)的濃度增大，速率加快，B正確；恒容，充入He氣，因為He不參與反應，雖然反應容器內壓強增大，但各組分的濃度并沒有發(fā)生變化，反應速率不變，C錯誤；恒壓，充入He氣，反應容器體積增大，各組分的濃度減小，反應速率減慢，D錯誤。5.向200mL6mol·L-1鹽酸中加入一定量的純凈CaCO3，產生氣體的體積隨時間的變化曲線如圖所示(氣體體積均在標準狀況下測定)。請回答下列問題：(1)設OE段的反應速率為v1，EF段的反應速率為v2，F(xiàn)G段的反應速度為v3，則v1、v2、v3從大到小的順序為________。

(2)為了減緩上述反應的速率，欲向該溶液中加入下列物質，你認為可行的是_______(填字母)。

A.蒸餾水 B.氯化鉀固體C.氯化鈉溶液 D.濃鹽酸(3)加入CaCO3的質量為_______。

(4)若反應過程中溶液體積的變化忽略不計，則EF段用鹽酸表示的化學反應速率v(HCl)=________。

【解析】(1)根據題圖中數值計算速率大小為v2>v1>v3。(2)加蒸餾水、氯化鈉溶液，相當于減小反應物的濃度，反應速率減慢。(3)最終生成標準狀況下5.6LCO2，n(CaCO3)=n(CO2)=5.6L÷22.4L·mol-1=0.25mol，加入CaCO3的質量為0.25mol×100g·mol-1=25g。(4)EF段生成標準狀況n(CO2)=3.36L÷22.4L·mol-1=0.15mol，參加反應的n(HCl)=0.30mol，v(HCl)=0.30mol÷0.2L÷1min=1.5mol·L-1·min-1答案：(1)v2>v1>v3

(2)AC

(3)25g(4)1.5mol·L-1·min-1

素養(yǎng)