2017-2018学年高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 2.2 影响化学反应速率的因素导学案(新人教版)选修4

1、第二节影响化学反应速率的因素1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响。2.了解催化剂在生产、生活和科研领域中的重大作用。3.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。4.了解通过改变外界条件改变化学反应速率的方法和意义。浓度、压强对化学反应速率的影响一、活化分子与有效碰撞(绪言)1有效碰撞(1)反应物分子间能发生反应的碰撞。(2)发生条件2活化分子与活化能(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。(2)活化能：活化分子比普通分子多出的那部分能量。(3)解释化学反应的过程二、浓度和压强对化学反应速率的影响1浓度对化学反应速率的影响(1)实验探究原理2KMnO45H2C2O

2、43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O实验步骤实验现象KMnO4溶液褪色KMnO4溶液褪色褪色时间加入0.2 mol/L H2C2O4溶液比加入0.1 mol/L H2C2O4溶液的试管中溶液褪色时间短结论若其他条件相同，H2C2O4浓度越大，KMnO4溶液褪色越快，反应速率也越快；反之，H2C2O4浓度越小，反应速率越慢(2)规律反应物浓度增大反应速率加快；反应物浓度减小反应速率减慢。(3)解释反应物浓度增大单位体积内活化分子数增多单位时间内有效碰撞次数增加反应速率加快。2压强对化学反应速率的影响(1)影响规律对于有气体参与的反应，在相同温度下，(2)微观解释对于有气体参与

3、的反应，在相同温度下，增大压强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。对于无气体参与的化学反应，改变压强对反应速率的影响可以忽略不计。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学反应。()(2)发生有效碰撞的分子一定是活化分子。()(3)活化分子间的碰撞一定是有效碰撞。()(4)活化分子间每次碰撞都发生化学反应。()(5)能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量。()(6)化学反应的实质是原子的重新组合。()(7)活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2把

4、下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10 mL 2 molL1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是()A20 mL3 molL1B20 mL2 molL1C10 mL4 molL1 D10 mL2 molL1解析：选A。本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。3反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A增加C的量B将容器的容积缩小一半C保持容积不变，充入H2O(g)使体系压强

5、增大D保持压强不变，充入Ne使容器容积增大解析：选A。A项中C为固态反应物，增加固体的量对反应速率无影响；B项将容器的容积缩小一半，压强增大，反应速率加快；C项中充入H2O(g)，使体系压强增大，反应物浓度增大，反应速率加快；D项中保持恒压充入Ne，使容器的容积增大，参加反应的各种气体的浓度减小，反应速率减慢。浓度和压强对化学反应速率影响的理解1浓度(1)固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。(2)增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。(3)增大反应物浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数不变。2压强压强对反应速率的影响，是通过改

6、变气体的浓度来实现的，故一般意义上的增大压强是指压缩气体的体积。(1)对无气体参加的化学反应，改变压强时，化学反应速率基本不变。如MgO2HCl=MgCl2H2O。(2)对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解如下：压强改变常见的形式有以下几种情况：恒温时增大压强体积缩小反应速率增大。恒温恒容时充入反应气体该物质浓度增大反应速率迅速增大；充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同)总压强增大，但反应混合物中各组分浓度没有改变，反应速率不变。(2017贵阳高二检测)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

7、度下使其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)H0。下列说法正确的是()A保持容器容积不变，向其中充入1 mol H2(g)，反应速率一定加快B保持容器容积不变，向其中充入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快C保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快D保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率一定加快解析增大氢气的物质的量且保持容器容积不变，氢气的浓度增大，反应速率加快，A项正确；保持容器容积不变，向其中充入1 mol N2(N2不参加反应)，反应混合物中各组分的浓度不变，反应速率

8、不变，B项错误；保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol N2(N2不参加反应)，容器容积增大，各组分的浓度减小，反应速率减慢，C项错误；保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，因容器的容积变为原来的2倍，起始物质的量变为原来的2倍，则浓度不变，反应速率不变，D项错误。答案A(1)压强对化学反应速率是否产生影响，取决于是否改变反应物、生成物的浓度。(2)增加物质的量不等同于增加物质的浓度。 浓度对化学反应速率的影响1100 mL 6 mol/L的H2SO4溶液与足量的锌粉反应，在一定温度下，加入下列物质，试将对v(H2)和n(H2)的影响填入下表中

9、：加入物质v(H2)n(H2)Na2CO3固体K2SO4溶液NaNO3固体通入一定量HCl气体解析：解答此题的关键是要弄清反应的实质以及影响v(H2)的因素。具体分析如下：H2SO4和Zn反应的离子方程式为2HZn=Zn2H2，H浓度的变化影响反应速率，产生H2的物质的量受参加反应的H的物质的量影响。加入Na2CO3固体时，消耗部分H2SO4，减小了H的物质的量和浓度；加入K2SO4溶液时，相当于加水稀释，H的物质的量不变，但浓度减小；加入NaNO3固体时，引入NO，NO在H的存在下与Zn反应不生成H2；通入HCl时，HCl=HCl，增大了H的物质的量和浓度。答案：加入物质v(H2)n(H2)

10、Na2CO3固体减小减小K2SO4溶液减小不变NaNO3固体减小减小通入一定量HCl气体增大增大2.某学生做浓度对化学反应速率的影响的实验时，将3支试管编号为、，并按下表中物质的量进行实验，记录下的时间数据为16 s、28 s、33 s。(1)请将3个数据填入下表的适当位置。试管编号加入3%Na2S2O3溶液加H2O加H2SO4溶液出现浑浊时间3 mL3 mL5滴4 mL2 mL5滴5 mL1 mL5滴(2)实验结论为_。(3)反应的化学方程式为_。解析：(1)试管所用H2SO4溶液的浓度、体积相同，所加Na2S2O3溶液与H2O的体积之比分别为11、21、51，故参加反应的Na2S2O3的浓

11、度由大到小的顺序为，反应速率：，故出现浑浊的时间：丁，丙中温度最低，反应速率最慢，故C正确。答案C(1)可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H，则一定说明Fe3比Cu2对H2O2分解反应的催化效果好C用图2装置比较反应速率，可测定在相同状况下反应产生的气体体积及反应时间D为检查图2装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否复原解析：选B。若比较Fe3和Cu2对H2O2分解的催化作用，应选用Fe2(SO4)3(aq)和CuSO4(aq)或FeCl3(aq)和CuCl2(aq)。如果选用FeCl3(aq)和CuSO4(aq)，虽然加入FeCl

12、3(aq)的反应速率快，但两溶液的阴离子不同，不能得出结论。9.恒温恒容时，NO2和N2O4之间发生反应N2O4(g)2NO2(g)，如图所示。(1)曲线_(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间变化的曲线。(2)若升高温度，则v(正)_，v(逆)_。(填“加快”或“减慢”)(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲容器中v(NO2)0.3 mol(Lmin)1，乙容器中v(N2O4)0.2 mol(Lmin)1，则_容器中反应更快。解析：(1)由题图可知，反应至t1时刻X的变化量为0.3 mol，Y的变化量为0.6 mol，根据反应方程式N2O4(g)2NO2(g)和X

13、、Y的变化量之比为12判断，曲线Y表示NO2的物质的量随时间变化的曲线。(2)升高温度，正、逆反应速率均加快。(3)乙容器中v(NO2)2v(N2O4)0.4 mol(Lmin)1，大于甲容器中v(NO2)，所以乙容器中反应更快。答案：(1)Y(2)加快加快(3)乙能力提升10(2017烟台高二质检)一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)。若c(HI)由0.1 molL1降到0.07 molL1需要15 s，那么c(HI)由0.07 molL1降到0.05 molL1所需的时间()A等于5 s B等于10 sC大于10 s D小于10 s解析：选C。随

14、着反应的进行，c(HI)逐渐减小，反应速率逐渐减小。所以，c(HI)由0.07 molL1降到0.05 molL1所用时间应大于10 s。11进行如下实验，在A锥形瓶中放入10 g绿豆大小的碳酸钙，在B锥形瓶中放入5 g粉末状的碳酸钙，分别加入50 mL 1 molL1盐酸，图中能正确表示实验结果的是(注：x轴表示时间，y轴表示锥形瓶中碳酸钙减少的质量)()解析：选C。50 mL 1 molL1的盐酸最多只能反应掉2.5 g CaCO3，故A、B锥形瓶中CaCO3最终减少的质量相等；与同浓度的盐酸反应，粉末状CaCO3比块状CaCO3反应速率快，即单位时间内粉末状CaCO3减少的质量大。12用

15、一质量为1.2 g的铝片与45 mL 4 mol/L稀硫酸反应制取H2，若要增大反应速率，采取的措施：再加入20 mL 4 mol/L硫酸；改用30 mL 6 mol/L的稀硫酸；改用20 mL 18 mol/L浓硫酸；改用1.2 g铝粉代替1.2 g铝片；适当升高温度；在敞口容器中反应。其中正确的是()A BC D解析：选B。未增大c(H2SO4)，反应速率不变；18 mol/L的浓硫酸会使铝钝化；在敞口容器中反应，H2逸出并不影响反应速率。13KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：实验编号温度/3040506070显色时间/s16080402010回答下列问题：(1)该反应的

16、离子方程式为_。(2)该实验的目的是_。(3)实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液外，还需要的试剂是_，实验现象为_。(4)实验操作中除了需要上述条件外，还必须控制_不变(填字母)。A温度B试剂的用量(体积)C试剂添加的顺序(5)由上述实验记录可得出的结论是_。(6)若要进行溶液酸性大小对反应速率影响的探究实验，你会采取的措施是_。解析：(1)根据得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒，可得该反应的离子方程式为4H4IO2=2I22H2O。(2)表中数据只有温度和显色时间，故该实验的目的是探究温度对反应速率的影响。(3)为测定显色时间，产物中有碘单质生成，还需

17、要的试剂是淀粉溶液，实验现象为无色溶液变为蓝色。(4)设计实验必须保证其他条件不变，只改变一个条件，才能得到准确的结论，故还必须控制试剂的用量(体积)和试剂添加的顺序不变。(5)分析实验数据，温度每升高10 ，显色时间缩短到原来的一半，故可得出的结论是温度每升高10 ，反应速率增大约2倍。(6)若要进行溶液酸性大小对反应速率影响的探究实验，需保证其他实验条件不变，采用不同浓度的H2SO4溶液进行对比实验。答案：(1)4H4IO2=2I22H2O(2)探究温度对反应速率的影响(3)淀粉溶液无色溶液变蓝(4)BC(5)温度每升高10 ，反应速率增大约2倍(6)保证其他实验条件不变，采用不同浓度的H

18、2SO4溶液进行对比实验14为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素，进行如下实验。实验一探究铜和稀硝酸反应的产物实验装置如图所示，气密性已检查。已知：FeSO4NO=Fe(NO)SO4，该反应较缓慢，待生成一定量Fe(NO)2时突显明显棕色。(1)实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，缓慢滴入稀硝酸，该实验操作的目的是_。(2)铜片和稀硝酸反应的化学方程式为_。(3)本实验A装置生成的气体中，若有NO2，则B瓶中的实验现象为_；若只有NO生成，则B瓶中的实验现象是_。实验二探究反应产物对反应速率的影响设计如下实验，利用上图装置测定溶液突显明显棕色的时间。序号温度铜片/g硝酸/mL硝酸铜/g125 225 5200.5325 5201.0(4)请将上表中实验1的实验条件填写完整。_(5)通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，为达到实验目的还需要继续进行的实验是_。解析：(1)实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的试管倾斜，使碳酸钙与稀硝酸反应产生CO2，利用生成的CO2将整个装置内的空气赶尽，避免NO和O2反应生成NO2，对气体产物的观察产生干扰。(2)铜片和稀硝酸发生氧化还原反应的化学方程式为3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(3)若生成的气体中有NO2，NO2溶于水生成的硝酸能将