2024-2025學年新教材高中化學第二章化學反應速率與化學平衡1.2影響化學反應速率的因素活化能學案新人教版選擇性必修1

PAGE16-影響化學反應速率的因素、活化能【學法指導】1．了解溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響。2．知道化學反應是有歷程的，相識基元反應活化能對化學反應速率的影響?！净A梳理】定性和定量探討影響化學反應速率的因素試驗探究1：探究濃度對化學反應速率的影響試驗目的試劑種類及用量試驗現(xiàn)象結論探究濃度對反應速率的影響0.1mol/LNa2S2O3溶液5mL0.1mol/LH2SO4溶液2mL均出現(xiàn)黃色沉淀，且滴加0.5mol/LH2SO4溶液的試管中先出現(xiàn)黃色沉淀，反應速率越快0.1mol/LNa2S2O3溶液5mL0.5mol/LH2SO4溶液2mL試驗探究2：探究溫度對化學反應速率的影響試驗目的試劑種類及用量溫度試驗現(xiàn)象結論探究溫度對反應速率的影響0.1mol/LNa2S2O3溶液5mL0.1mol/LH2SO4溶液5mL蒸餾水均出現(xiàn)黃色沉淀，且滴加0.5mol/LH2SO4溶液的試管中先出現(xiàn)黃色沉淀，反應速率越快0.1mol/LNa2S2O3溶液5mL0.1mol/LH2SO4溶液5mL熱水試驗探究3：探究催化劑對化學反應速率的影響試驗目的試劑種類及用量試驗現(xiàn)象結論探究催化劑對反應速率的影響5%H2O2溶液產(chǎn)生氣泡不明顯，可加快反應速率5%H2O2溶液+0.5mol/LFeCl3溶液產(chǎn)生大量氣泡留意：正催化劑加快化學反應速率，負催化劑減慢化學反應速率(不說明指正催化劑）綜上結論：外界條件對反應速率的影響規(guī)律：濃度——增大反應物濃度，化學反應速率增大；減小反應物濃度，化學反應速率減小溫度——上升溫度，化學反應速率增大；降低溫度，化學反應速率減小催化劑——催化劑可以改變更學反應速率（可以提高化學反應速率，也可以降低化學反應速率）?名師點撥外界條件對化學反應速率影響的深度理解1.濃度對化學反應速率影響的留意事項（1）固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，變更其物質(zhì)的量，對反應速率無影響。（2）若某物質(zhì)的濃度變更變更了其性質(zhì)，反應實質(zhì)可能發(fā)生變更，要詳細分析反應速率的變更（如鐵與稀硫酸反應，在肯定濃度范圍內(nèi)反應速率與濃度有關，但常溫下鐵遇濃硫酸鈍化）。（3）固體物質(zhì)的反應速率與其表面積有關，顆粒越小，表面積越大，反應速率就越快，故塊狀固體可通過研磨來增大表面積，從而加快反應速率。（4）對于離子反應，只有實際參與反應的各離子濃度發(fā)生變更，才會引起化學反應速率的變更。2.溫度對化學反應速率影響的留意事項（1）溫度對反應速率的影響適用于任何反應，無論是放熱反應還是吸熱反應，上升溫度，反應速率都增大，降低溫度，反應速率都減小。（2）對于可逆反應，上升溫度，正、逆反應速率都增大，但吸熱反應方向的反應速率增大的程度更大；降低溫度，正、逆反應速率都減小，但吸熱反應方向的反應速率減小的程度更大。（3）大量試驗證明，溫度每上升10℃，化學反應速率通常增大為原來的2~4倍，利用這一規(guī)律可以對一些化學反應速率進行粗略估算。3.催化劑對化學反應速率影響的留意事項（1）催化劑只能改變更學反應速率，不能變更反應方向，也不能變更反應熱的大小。（2）同一催化劑能同等程度地改變更學反應的正、逆反應速率。試驗探究4：測定鋅與硫酸溶液反應速率的大小①試驗操作：按如圖所示安裝兩套裝置A、B，在錐形瓶內(nèi)各盛大小相同的2g鋅粒，通過分液漏斗分別加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸溶液。②試驗記錄及結論（記錄收集10mLH2所用的時間）加入試劑反應時間(填“長”或短”)反應速率(填“大”或“小”)結論1mol/LH2SO4溶液可以依據(jù)產(chǎn)生相同體積的氫氣所須要的

來推斷化學反應速率的快慢。4mol/LH2SO4溶液③問題與探討上述試驗探究中，你用到了哪些科學方法？④總結歸納在鋅和不同濃度稀硫酸反應的試驗中，比較反應速率快慢的方法有：(1)定性描述——通過試驗現(xiàn)象來推斷反應的快慢(2)定量描述——通過試驗測量來推斷反應的快慢【典例1】下列反應條件的變更對反應的化學反應速率的影響正確的是()A.增大濃度能加快化學反應速率 B.減小的濃度能加快化學反應速率C.上升溫度能減慢化學反應速率 D.添加催化劑對化學反應速率無影響答案：A解析：對于反應來說，增大壓強、增大反應物和生成物濃度、上升溫度以及運用催化劑，都可增大反應速率。【典例2】已知反應，某同學按下表進行試驗，最先出現(xiàn)渾濁的是()加3%溶液/mL加1︰5的溶液/滴溫度/℃A52525B51535C52545D51545A.A B.B C.C D.D答案：C解析：通過題表中數(shù)據(jù)知，C與A硫酸濃度相同，但溫度C高于A，因此C中化學反應速率大于A中化學反應速率；B與D硫酸濃度相同，但溫度D高于B，所以D化學反應速率大于B；C與D溫度相同，但硫酸濃度C大于D，所以C化學反應速率大于D；則最先出現(xiàn)渾濁的是C?！镜淅?】已知1mol分解放出熱量98kJ，在含少量的溶液中，分解的機理如下：①慢②快下列有關該反應的說法正確的是()A.當該反應放出98kJ的熱量時會生成0.5molB.的分解速率主要是由反應②確定的C.是該反應的催化劑D.催化劑的加入變更了該反應的反應熱答案：A解析：當反應放出98kJ的熱量時消耗1mol，會生成0.5mol，A正確；化學反應速率由慢反應確定，的分解速率主要由反應①確定，B錯誤；該反應的催化劑是，C錯誤；催化劑降低反應的活化能，使活化分子百分數(shù)增大，從而加快化學反應速率，但不影響反應熱，D錯誤。二、活化能1、基元反應與反應歷程基元反應：一個化學反應往往經(jīng)過步驟才能實現(xiàn)，每一步反應都稱為基元反應。反應歷程：與的一組基元反應反映了該反應的反應歷程，反應歷程又稱反應機理。例如：的反應歷程為：自由基：像上述反應歷程中的I?一樣，帶有單電子的原子或原子團叫自由基，如O?自由基。2、有效碰撞與活化能(1)碰撞特點：碰撞次數(shù)特別巨大；不是每次碰撞都能發(fā)生化學反應。(2)有效碰撞概念：能夠發(fā)生化學反應的碰撞。以為例a.碰撞時的能量不足b.碰撞時的取向不合適c.有效碰撞條件：反應分子必需具有；有。實質(zhì)：有效碰撞能使化學鍵，可以重新組合形成新的化學鍵，從而發(fā)生化學反應。3、活化分子和活化能(1)活化分子：發(fā)生有效碰撞的分子必需具有足夠的能量，這種能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子。(2)活化能：活化分子具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差，叫做反應的活化能。(3)活化能與反應熱：如上圖所示：E1表示反應的；E2表示活化分子變成生成物分子；E1－E2表示。說明化學反應的過程：(4)活化能與化學反應速率的關系：在肯定條件下，活化分子所占的百分數(shù)是的?；罨肿拥脑酱?，單位體積內(nèi)越多，單位時間內(nèi)的次數(shù)越多，化學反應速率?？珊喕癁椋夯罨芙档汀话惴肿幼兂苫罨肿印罨肿影俜謹?shù)增大→有效碰撞次數(shù)增多→反應速率加快。4、運用有效碰撞理論說明外界條件對化學反應速率的影響(1)運用有效碰撞理論說明濃度對化學反應速率的影響：①規(guī)律：當其他條件不變時，增大反應物的濃度，反應速率加快；反之，反應速率減慢。②理論說明：外因影響

單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學反應速率分子總數(shù)活化分子數(shù)增大濃度(2)運用有效碰撞理論說明溫度對化學反應速率的影響：①規(guī)律：當其他條件不變時，上升溫度，反應速率加快；反之，反應速率減慢。②理論說明：外因影響

單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學反應速率分子總數(shù)活化分子數(shù)上升溫度?名師點撥本質(zhì)緣由：上升溫度，一部分非活化分子汲取能量轉化為活化分子，使得活化分子百分數(shù)提高，活化分子間的有效碰撞頻率變大，故反應速率增大。(3)運用有效碰撞理論說明催化劑對化學反應速率的影響：①規(guī)律：當其他條件不變時，運用適當?shù)拇呋瘎?，較大程度地增大化學反應速率。②理論說明：外因影響

單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學反應速率分子總數(shù)活化分子數(shù)運用催化劑(4)運用有效碰撞理論說明壓強對化學反應速率的影響：①規(guī)律：當其他條件不變時，對于有氣體參與的反應，增大壓強(削減容器的容積)相當于增大反應濃度，反應速率加快；減小壓強(增大容器的容積)相當于減小反應濃度，反應速率減慢。②理論說明：外因影響

單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學反應速率分子總數(shù)活化分子數(shù)增大壓強③壓強對反應速率影響的幾種狀況對于反應N2＋3H22NH3，不同條件下，壓強對化學反應速率的影響(1)恒溫恒容密閉容器①充入N2，壓強，c(N2)，化學反應速率。②充入He(注He與反應無關)，壓強，但c(N2)、c(H2)、c(NH3)都，化學反應速率。(2)恒溫恒壓密閉容器充入He，體積，c(N2)、c(H2)、c(NH3)都，化學反應速率。?名師點撥對于氣體有下列幾種狀況的規(guī)律：1、恒溫時：增大壓強→體積削減→濃度增大→反應速率增大2、恒容時：A.充入氣體反應物→反應物濃度增大→總壓增大→反應速率增大；B.充入“無關氣體”（如He等）→引起總壓增大，但各反應物的濃度不變→反應速率不變3、恒壓時：充入“無關氣體”（如He等）→引起體積增大→各反應物濃度削減→反應速率減慢。【典例4】變更以下條件，能增加反應物分子中活化分子百分數(shù)的是()①上升溫度 ②增加濃度 ③縮小反應容器體積 ④運用催化劑A.①③ B.①④ C.②③ D.①③④答案：B解析：增大壓強或增大反應物濃度，可使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多，但活化分子百分數(shù)不變；上升溫度或加入催化劑可增大反應物分子中的活化分子百分數(shù)。【典例5】下列說法正確的是()A.活化能接近零的反應，當反應物相互接觸時，反應瞬間完成，而且溫度對其反應速率幾乎沒有影響B(tài).上升溫度和增大壓強都是通過增大活化分子百分數(shù)來加快化學反應速率的C.人們把能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子，把活化分子具有的能量叫做活化能D.活化能的大小不僅意味著一般分子成為活化分子的難易，也會對化學反應前后的能量變更產(chǎn)生影響答案：A解析：活化能接近零的反應，分子基本是活化分子，只要接觸就可快速反應，溫度對其反應速率影響不大，A正確；增大壓強是增加了單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目，不變更活化分子百分數(shù)，B錯誤；活化能指活化分子具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差，C錯誤；活化能的大小對化學反應前后的能量變更無影響，D錯誤?！镜淅?】下列說法正確的是()A.增大反應物濃度可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增多B.有氣體參與的化學反應，若增大壓強（即縮小反應容器的體積），可增加活化分子的百分數(shù)，從而使反應速率增大C.上升溫度能使化學反應速率增大，主要緣由是增加了反應物分子中活化分子的百分數(shù)D.催化劑不影響反應的活化能，但能增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，從而增大反應速率答案：C解析：增大反應物濃度，單位體積內(nèi)分子總數(shù)增多，而活化分子的百分數(shù)沒有發(fā)生變更，A項錯誤；在有氣體參與的化學反應中，通過縮小反應容器的體積來增大壓強，可使氣體反應物的濃度增大，但活化分子的百分數(shù)沒有發(fā)生變更，B項錯誤；催化劑降低了反應的活化能，從而增大了單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，D項錯誤。?名師點撥影響化學反應速率因素的總結反應條件的變更活化能、活化分子的量的變更反應速率的變更增大反應物濃度Ea不變，單位體積內(nèi)的活化分子總數(shù)增加增大增大氣體反應的壓強Ea不變，單位體積內(nèi)的活化分子總數(shù)增加反應物的溫度上升Ea不變，單位體積內(nèi)的活化分子百分數(shù)增大運用催化劑Ea降低，單位體積內(nèi)的活化分子百分數(shù)劇增【典例7】某反應過程中的能量變更如圖所示，下列說法正確的是()A.變更催化劑，可變更該反應的活化能 B.該反應為吸熱反應，反應熱等于C.a反應過程有催化劑參與D.在催化劑作用下，該反應的活化能等于答案：A解析：運用不同的催化劑，對該反應活化能的影響不同，故A項正確；該反應反應物的總能量高于生成物的總能量，為放熱反應，故B項錯誤；b反應過程有催化劑參與，故C項錯誤；分別代表b反應過程中各步反應的活化能，整個反應的活化能為能量較高的，故D項錯誤?！菊n后練習】1.在生產(chǎn)、生活中為增大反應速率而實行的措施合理的是()A.食物放在冰箱中B.在食品中添加適量防腐劑C.在糕點包裝袋內(nèi)放置小包除氧劑D.工業(yè)上燃燒硫鐵礦制取時，先將硫鐵礦粉碎2.在反應中，下列操作能減小化學反應速率的是()A.降低溫度 B.上升溫度 C.增大的濃度 D.加入少量3.關于反應的化學反應速率的說法正確的是()A.化學反應速率為時肯定比化學反應速率為時大B.不能依據(jù)氣體顏色變更來確定該反應進行的快慢C.恒溫恒容條件下，充入，壓強增大，但正、逆反應速率都不變D.升溫或加壓都能增大反應物活化分子百分數(shù)，從而加快化學反應速率4.常溫下，分別將四塊形態(tài)相同、質(zhì)量均為7g的鐵塊同時投入足量下列四種溶液中。鐵塊最快溶解完的是()A.250.0mL2鹽酸 B.150.0mL2溶液C.40.0mL5鹽酸 D.20.0mL18.4溶液5.我國探討人員合作設計的一種“松果結構”鉑金屬催化劑，可用于電解法制備氫氣，在制氫效果不變的狀況下，將鉑金屬的用量降低到了傳統(tǒng)商業(yè)催化劑的。下列說法錯誤的是()A.運用催化劑可以增加活化分子的百分數(shù)B.催化劑與反應物接觸面積的大小會影響反應的焓變C.該探討說明催化劑的催化效果與結構有關系D.催化劑與反應物接觸面積的大小會影響化學反應速率6.下列說法正確的是()①活化分子間的碰撞肯定能發(fā)生化學反應②非活化分子間的碰撞能發(fā)生化學反應③活化分子的能量比非活化分子的能量高④化學反應的實質(zhì)是原子的重新組合⑤化學反應的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成⑥化學反應的實質(zhì)是活化分子有合適取向時的有效碰撞A.①③④⑤ B.①②③⑥ C.③④⑤⑥ D.②③④⑤7.下列說法正確的是()A.活化分子具有的能量是活化能 B.活化分子的總數(shù)越多，反應速率越快C.某一反應的活化分子的百分數(shù)是定值 D.單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)越多，反應速率越快8.試驗測得某反應在不同pH下產(chǎn)物A的濃度隨時間變更的關系如圖所示（其他條件相同）。則下列說法不正確的是()A.若增大壓強，該反應的反應速率可能不變B.pH=7.5時，隨著反應的進行反應速率漸漸增大C.肯定pH范圍內(nèi)，溶液中濃度越大，反應速率越快D.可實行調(diào)整pH的方法使反應停止9.下列各項不能用下圖表示的是()選項橫坐標縱坐標探討對象A反應時間溶液溫度足量鎂條放在1mol/L溶液中B反應溫度反應速率酶催化反應C鹽酸體積沉淀質(zhì)量0.1mol/L鹽酸滴加到同濃度溶液中D反應過程能量和反應A.A B.B C.C D.D10.探討反應的化學反應速率的影響因素，在不同條件下進行4組試驗，Y、Z起始濃度為0，反應物X的濃度隨反應時間的變更狀況如圖所示。下列說法不正確的是()A.比較試驗②、④得出：上升溫度，化學反應速率加快B.比較試驗①、②得出：增大反應物濃度，化學反應速率加快C.若試驗②、③只有一個條件不同，則試驗③可能運用了催化劑D.在0~10min內(nèi)，試驗②的平均化學反應速率11.我們把能夠發(fā)生化學反應的碰撞叫做有效碰撞；發(fā)生有效碰撞的分子必需具有足夠的能量，這種分子叫做活化分子；活化分子具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差，叫做反應的活化能。下列說法不正確的是()A.圖甲中曲線Ⅱ可以表示催化劑降低了反應的活化能B.圖乙中HI分子發(fā)生了有效碰撞C.鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應活化能接近于零D.增大反應物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加12.用氫氣還原氮氧化物的反應為，該反應的化學反應速率與反應物濃度之間滿意關系：，其中k是一個常數(shù)，m、n的值可由試驗測定。某科研團隊測定了該反應在不同投料關系時的起始化學反應速率，數(shù)據(jù)如下表。下列說法正確的是()試驗編號起始濃度（）NO16.001.003.1926.002.006.3831.006.000.4842.006.001.92A.、B.試驗2中NO的平均化學反應速率約為C.增大反應物濃度，活化分子百分數(shù)增大，單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增大D.與相比，NO濃度的變更對化學反應速率影響更為顯著13.甲、乙兩個試驗小組利用酸性溶液與溶液反應探討影響反應速率的因素。設計試驗方案如下（試驗中所用溶液均已加入）：甲組：通過測定單位時間內(nèi)生成氣體體積的大小來比較化學反應速率的大小。某同學進行試驗，試驗裝置如圖。其中A、B的成分見下表：序號AB①溶液溶液②溶液溶液③溶液溶液和少量（1）該反應的離子方程式為_________________，試驗結束后讀數(shù)前須要移動量氣管，使兩個量氣管的液面相平。乙組：通過測定溶液褪色所需的時間來比較化學反應速率的大小。為了探究溶液與溶液濃度對反應速率的影響，某同學在室溫下完成以下試驗：試驗編號1234水/mL1050x溶液/mL510105溶液/mL551010時間/s402010—（2）______________，4號試驗中始終沒有視察到溶液褪色，你認為可能的緣由是_______________。（3）2號試驗中，用表示的反應速率為_______________（反應后溶液的總體積變更忽視不計）。（4）在試驗中發(fā)覺酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液反應時，起先一段時間反應速率較慢，溶液褪色不明顯；但不久突然褪色，反應速率明顯加快。某同學認為是反應放熱導致溶液溫度上升，再次進行3號試驗，測定反應過程中不同時間溶液的溫度，結果如下表：時間/s051015202530溫度/℃2526262626.52727①結合試驗目的與表中數(shù)據(jù)，你得出的結論是_______________。②從影響化學反應速率的因素看，你認為還可能是____________的影響。若用試驗證明你的猜想，除了酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液外，還須要選擇的試劑最合理的是_______________。a.硫酸鉀 b.水 c.二氧化錳 d.硫酸錳答案及解析1.答案：D解析：冰箱中溫度較低，食物放在冰箱中，可減小食物腐敗的速率；在食品中添加適量防腐劑，可減小食品腐敗的速率；在糕點包裝袋內(nèi)放置小包除氧劑，可減緩糕點被氧化的速率；將硫鐵礦粉碎后，固體表面積增大，反應速率增大。2.答案：A解析：降低溫度，化學反應速率減小，A正確；上升溫度，化學反應速率加快，B錯誤；增大反應物濃度，化學反應速率加快，C錯誤；二氧化錳可以作該反應的催化劑，加入二氧化錳化學反應速率加快，D錯誤。3..答案：C解析：同一化學反應中，用不同物質(zhì)表示的化學反應速率不能干脆比較，應當轉化為同種物質(zhì)表示的化學反應速率，再比較，A錯誤；二氧化氮為紅棕色，四氧化二氮為無色，可依據(jù)單位時間內(nèi)顏色變更的快慢確定反應進行的快慢，B錯誤；恒溫恒容條件下，充入，壓強增大，但反應物的濃度不變，正、逆反應速率都不變，C正確；增大壓強，反應物的濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多，但活化分子百分數(shù)不變，D錯誤。4.答案：B解析：鐵與鹽酸、稀硫酸反應的實質(zhì)為，鐵塊相同，濃度越大，反應速率越快，留意常溫下鐵遇濃硫酸發(fā)生鈍化。A項，濃度為2；B項，濃度為4；C項，濃度為5；D項為濃硫酸，常溫下鐵遇濃硫酸發(fā)生鈍化。C中鐵反應的速率最快，但HCl的物質(zhì)的量只有0.2mol，不能完全溶解7g鐵，所以鐵與2，溶液反應最快溶解完。5.答案：B解析：催化劑可降低反應的活化能，所以運用催化劑可以增加活化分子的百分數(shù)，A正確；運用催化劑不能變更反應的焓變，B錯誤；運用“松果結構”鉑金屬催化劑，在制氫效果不變的狀況下，將鉑金屬的用量降低到了傳統(tǒng)商業(yè)催化劑的，說明催化劑的催化效果與結構有關系，C正確；催化劑與反應物接觸面積的大小會影響反應速率，D正確。6.答案：C解析：只有能引起化學反應的碰撞才是有效碰撞，而只有活化分子才可能發(fā)生有效碰撞，有效碰撞是發(fā)生化學反應的充要條件，所以①②是錯誤的。7.答案：D解析：活化分子具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差叫活化能，A項錯誤；單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)越多，單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)越多，反應速率越快，B項錯誤；在不同條件下，活化分子的數(shù)目不肯定相同，活化分子的百分數(shù)不肯定相同，C項錯誤。8.答案：B解析：圖像沒有給出壓強對反應速率的影響，因此增大壓強，反應速率可能不變，A正確；pH=7.5時，隨著反應的進行，曲線斜領先漸漸增大，后漸漸減小，說明反應速領先增大后減小，B錯誤；由圖像可知，肯定pH范圍內(nèi)，溶液中濃度越大，反應速率越快，C正確；當pH=8.8時，反應速率接近0，所以可實行調(diào)整pH的方法使反應停止，D正確。9.答案：C解析：鎂條與溶液的反應為放熱反應，所以隨著反應