2.1 化学反应速率-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学选择性必修1学习手册（人教版）

学 高中化学选择性必修 1 （人教版） 学 习 目 标 1. 能进行化学反应速率的简单计算。 2. 能通过实验探究分析对化学反应速率的影 响因素， 解释生产、 生活、 科学实验中的 实际问题。 3. 能用一定的理论模型说明反应条件的改变 对化学反应速率的影响。 知 识 梳 理 知识点 1 化学反应速率 1. 对化学反应速率概念的理解 （ 1 ） 化学反应速率是表示化学反应进行快慢 的物理量。 对于某一确定的化学反应来 说， 当体系是气态或者溶液时， 通常是 用单位时间内反应物浓度的减少或生成 物浓度的增加来表示。 （ 2 ） 符号 ： v ， 表达式为 v＝ Δc Δt ， 单位为 mol · L -1 · s -1 ， mol · L -1 · min -1 ， mol · L -1 · h -1 或 mol/ （ L · s ）， mol/ （ L · min ）， mol/ （ L · h ） 等。 2. 化学反应速率的特点 （ 1 ） 化学反应速率是指某一时间段内的平均 反应速率 ， 而不是某一时刻的瞬时 速率。 （ 2 ） 不论用反应物还是用生成物表示， 其化 学反应速率都取正值。 （ 3 ） 在同一化学反应里， 用不同物质表示的 化学反应速率数值可能相同， 也可能不 同， 但它们表示的意义却完全相同。 因 此， 表示化学反应速率时， 必须指明是 哪种物质。 （ 4 ） 用不同物质表示同一化学反应在同一时 间段内的反应速率时， 化学反应速率之 比等于化学方程式中各物质的化学计量 数之比， 等于变化的量之比。 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 温馨提示 （ 1 ） 只有物质的状态为气体或者溶液时， 才有浓度的变化。 固体或纯液体的 物质的量浓度可视为不变的常数 ， 因此， 在用物质的量浓度的变化表 示化学反应速率时， 一般不用固体 或纯液体来表示。 （ 2 ） Δc 、 Δt 必须取其绝对值， 即浓度变 化和时间变化均为正值。 （ 3 ） 化学反应速率单位的书写要规范。 18 学 第二章 化学反应速率与化学平衡 3. 化学反应速率的计算 （ 1 ） 解题方法——“三段式运算法” 例如： 反应 mA + nB pC 起始浓度（ mol · L -1 ） a b c 变化浓度（ mol · L -1 ） x nx m px m 某时刻浓度（ mol · L -1 ） a-x b- nx m c+ px m （ 2 ） 计算公式 ① 对反应物： c （某时刻） =c （起始） -c （转化） ② 对生成物： c （某时刻） =c （起始） + c （转化） ③ 转化率 = c （转化量） c （起始量） ×100% 知识点 2 化学反应速率的测定 1. 测定原理 利用化学反应中与某一种化学物质的浓 度 （或质量） 相关的性质进行测定。 2. 测定方法 定性： 利用能够直接观察的某些性质测定。 定量： 通过测量释放出一定体积的气体 的时间来测定反应速率， 或测定一定时间内 气体体积的变化来测定反应速率。 3. 实验： 测量质量相同的锌粒分别与 1 mol/L 、 4 mol/L 的稀硫酸反应的反应速率。 （ 1 ） 反应原理： Zn+H 2 SO 4 ZnSO 4 +H 2 ↑ （ 2 ） 实验过程： ① 按右图所示安装两套装 置， 锥形瓶内各盛有 2 g 锌粒。 ② 取一套装置， 通过分液 漏斗加入 40 mL 1 mol/L 的硫酸， 测出收集 10 mL H 2 所用的时间。 ③ 取另一套装置， 通过分液漏斗加入 40 mL 4 mol/L 的硫酸， 测出收集 10 mL H 2 所用 的时间。 （ 3 ） 实验现象： 锌与硫酸反应产生气泡； 收 集 10 mL H 2 所用的时间比较 ： 使用 4 mol/L 的硫酸比使用 1 mol/L 的硫酸 所用的时间短。 （ 4 ） 实验记录： （ 5 ） 实验结论： 4 mol/L 的硫酸与锌反应比 1 mol/L 的硫酸与锌反应速率快。 知识点 3 影响化学反应速率的因素 温馨提示 始、 变、 末三者物理量及单位要统一。 硫酸 锌粒 10 20 30 40 50 加入试剂 反应时间 /min 反应速率 / （ mol · L -1 · min -1 ） 1 mol/L H 2 SO 4 4 mol/L H 2 SO 4 温馨提示 （ 1 ） 实验仪器必须有秒表。 （ 2 ） 不能用 Zn 、 H 2 表示该反应速率。 （ 3 ） 检查装置气密性的方法： 关闭分液 漏斗活塞， 用手向外缓慢拉注射器 活塞， 一段时间后， 松手， 若注射 器活塞恢复到原来的位置， 证明装 置的气密性良好。 影响因素 主要有浓度、 压强、 温度、 催化剂等 取决于反应物本身具有的 性质 内因 外因 19 学 高中化学选择性必修 1 （人教版） 1. 浓度对化学反应速率的影响 （ 1 ） 实验探究 （ 2 ） 浓度对化学反应速率的影响规律 其他条件相同时， 增大浓度， 反应速率 加快， 减小浓度， 反应速率减慢。 2. 压强对化学反应速率的影响 其他条件相同时， 对于有气体参加或生 成的化学反应， 增大压强 （缩小容器体积）， 化学反应速率加快； 减小压强 （增大容器体 积）， 化学反应速率减慢。 温馨提示 内因是影响化学反应速率的主要因 素、 本质因素， 外因是影响化学反应速率 的次要因素。 很 快 出 现 淡 黄 色 浑浊 实验 原理 Na 2 S 2 O 3 ＋H 2 SO 4 Na 2 SO 4 ＋S↓+SO 2 ↑＋H 2 O 实验 步骤 实验 现象 出现淡黄色浑浊 结论 H 2 SO 4 浓度越大， 出现淡黄色浑浊越快， 反 应速率也越快； 反之， H 2 SO 4 浓度越小， 出 现淡黄色浑浊越慢， 反应速率越慢 2 mL 0.1 mol/L H 2 SO 4 5 mL 0.1 mol/L Na 2 S 2 O 3 2 mL 0.5 mol/L H 2 SO 4 5 mL 0.1 mol/L Na 2 S 2 O 3 温馨提示 （ 1 ） 固体和纯液体的浓度可视为常数， 改 变其物质的量， 对反应速率无影响。 （ 2 ） 对于离子反应， 只有实际参加反应 的各离子浓度发生变化， 才会引起 化学反应速率的改变。 （ 3 ） 如果某物质的浓度变化改变了其性质， 反应实质可能发生改变 （如铁与稀硫 酸反应， 在一定浓度范围内反应速率 与浓度有关， 但铁遇浓硫酸钝化）。 （ 4 ） 固体物质的反应速率与表面积有关， 故块状固体可通过研磨来增大表面 积， 从而加快反应速率。 （ 5 ） 对于可逆反应， 增大反应物浓度或 生成物浓度， 正、 逆反应速率都增 大； 减小反应物浓度或生成物浓度， 正、 逆反应速率都减小。 （ 6 ） 对于可逆反应， 反应物浓度的变化 直接影响正反应速率， 间接影响逆 反应速率； 生成物浓度的变化直接 影响逆反应速率， 间接影响正反应 速率。 即改变反应物浓度， 正反应 速率突然变化， 逆反应速率逐渐变 化； 改变生成物浓度， 逆反应速率 突然变化， 正反应速率逐渐变化。 温馨提示 （ 1 ） 压强的研究对象为气体。 对于只有固 体或者液体参加的反应， 改变压强， 对化学反应速率几乎无影响。 （ 2 ） 压强对化学反应速率的影响是通过改变 浓度实现的， 即改变压强必须改变某物 质的浓度， 才能改变速率， 若压强改 变， 浓度不变， 则化学反应速率不变。 （ 3 ） 对于有气体参加的可逆反应， 增大压 强， 正、 逆反应速率都增大； 减小压 强， 正、 逆反应速率均减小。 对于反 应物或生成物只一方有气体的可逆反 应， 改变压强， 只改变有气体的一方 速率， 无气体一方的速率不变。 20 学 第二章 化学反应速率与化学平衡 3. 温度对化学反应速率的影响 （ 1 ） 实验探究 （ 2 ） 温度对化学反应速率的影响规律 其他条件相同时， 升高温度， 化学反 应速率加快 ； 降低温度 ， 化学反应速率 减慢。 4. 催化剂对化学反应速率的影响 （ 1 ） 实验探究 （ 2 ） 催化剂对化学反应速率的影响规律 催化剂可以改变化学反应速率。 知识点 4 活化能 1. 对有效碰撞概念的理解 有效碰撞是指反应物分子间发生化学反 应的碰撞。 反应物分子发生有效碰撞需要同 时具备两个条件： ① 较高的能量； ② 合理的 取向。 实验 原理 Na 2 S 2 O 3 ＋H 2 SO 4 Na 2 SO 4 ＋S↓＋SO 2 ↑＋H 2 O 实验 操作 实验 现象 混合后， 两组均出现浑浊， 但热水中首先出 现浑浊 结论 当其他条件相同时， 升高温度， 反应速率加 快； 降低温度， 反应速率减慢 0.1 mol · L -1 H 2 SO 4 5 mL 0.1 mol · L -1 Na 2 S 2 O 3 5 mL 冷水 0.1 mol · L -1 Na 2 S 2 O 3 5 mL 0.1 mol · L -1 H 2 SO 4 5 mL 热水 一段时间后分别混合并搅拌 温馨提示 （ 1 ） 温度对化学反应速率的影响适用于 任何反应， 无论是吸热反应还是放 热反应， 升高温度， 正、 逆反应速 率均加快； 降低温度， 正、 逆反应 速率均减慢， 这是绝对的。 只是正、 逆反应速率变化的程度不一样 。 （这一点， 下节 “化学平衡” 将进行 深入的研究） （ 2 ） 实验测定， 温度每升高 10 ℃ ， 反应 速率通常加快到原来的 2～4 倍。 （ 3 ） 一般情况下， 温度对化学反应速率 的影响比浓度、 压强对化学反应速 率的影响要大， 也更易控制。 原理 2H 2 O 2 催化剂 2H 2 O+O 2 ↑ 实验 操作 实验 现象 滴加 FeCl 3 溶液后， H 2 O 2 的分解速率明显 加快 结论 FeCl 3 能加快 H 2 O 2 的分解 2 滴蒸馏水 5 mL 5% H 2 O 2 溶液 2 滴 1 mol/L FeCl 3 溶液 5 mL 5% H 2 O 2 溶液 温馨提示 （ 1 ） 催化剂可降低反应活化能， 缩短达 到平衡的时间， 但不改变反应热。 （ 2 ） 催化剂中毒即催化剂失去催化活性。 （ 3 ） 能加快化学反应速率的催化剂叫做 正催化剂， 能减慢化学反应速率的 催化剂叫做负催化剂。 若不特别说 明， 凡是催化剂均指正催化剂。 （ 4 ） 在可逆反应中， 催化剂可同等程度 地改变正、 逆反应速率。 （ 5 ） 催化剂具有选择性和高效性。 21 学 高中化学选择性必修 1 （人教版） 2. 对活化分子的理解 具有较高能量， 能够发生有效碰撞的分 子是活化分子。 3. 对活化能的理解 活化分子具有的 平均能量与反应物分 子具有的平均能量之 差 ， 叫做反应的活化 能。 如图所示 ， E 1 是 指正反应的活化能， 可以理解为反应物分子 断开化学键形成自由原子所吸收的能量， E 2 是指活化分子变成生成物分子释放的能量， 也可以理解为自由原子形成生成物分子的化 学键所释放的能量， 称为逆反应的活化能， E 1 －E 2 是该反应的反应热。 4. 用碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 （ 1 ） 浓度 其他条件不变时， 增大反应物浓度， 虽 然反应物中活化分子的百分数不变， 但单位 体积内活化分子数增多， 单位时间内有效碰 撞的次数增多， 化学反应速率增大。 （ 2 ） 压强 对于有气体参加的反应， 增大压强 （缩 小容器体积）， 相当于增大气体的浓度， 虽 然反应物中活化分子的百分数不变， 但单位 体积内活化分子数增多， 单位时间内有效碰 撞的次数增多， 化学反应速率加快。 （ 3 ） 温度 其他条件不变时， 升高温度， 反应物分 子的能量增加， 使一部分原来能量较低的分 子变成活化分子， 从而增加了活化分子百分 数， 使得单位时间内有效碰撞的次数增加， 化学反应速率增大。 （ 4 ） 催化剂 使用合适的催化剂 （正催化剂）， 可以 改变反应历程， 降低反应的活化能， 使反应 体系中含有的活化分子百分数增大， 从而使 单位体积内活化分子数增大， 有效碰撞的次 数增多， 反应速率增大。 温馨提示 反应物分子之间只有发生有效碰撞 才能发生化学反应。 有效碰撞是发生化 学反应的充分条件： 没有有效碰撞， 就 不会发生化学反应。 温馨提示 （ 1 ） 能发生有效碰撞的分子一定是活化 分子， 但活化分子不一定发生有效 碰撞 （需要合适的取向）。 （ 2 ） 单位体积内， 活化分子数越多， 单 位时间内有效碰撞的次数越多， 化 学反应速率越快。 反应物 能 量 E 1 E 2 生成物 反应过程 O 温馨提示 活化能越小， 普通分子变成活化分 子越容易， 反应速率越快。 无催化剂 有催化剂 反应热 生成物 反应物 E 1 E 2 能 量 O 温馨提示 催化剂参与化学反应， 因此， 改变催 化剂的浓度， 可以改变反应速率。 22 学 第二章 化学反应速率与化学平衡 要 点 精 析 一、 化学反应速率 要点 1 化学反应速率的计算 典例 1 将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合并在一定条件下发生如下 反应： 2A （ g ） +B （ g ） 3C （ g ） +4D （ s ）， 若经 2 s 后测得 C 的浓度为 0.9 mol · L -1 ， 则下列 说法中正确的是 （ ） ① 用物质 A 表示的平均反应速率为 0.3mol · L -1 · s -1 ② 用物质 D 表示的平均反应速率为 0.6mol · L -1 · s -1 ③2 s 时， 物质 A 的转化率为 30% ④ 用 A 、 B 、 C 来表示反应速率， 其速率之 比为 2 ∶ 1 ∶ 3 A. ①③④ B. ①②③④ C. ①②③ D. ③④ 解析： ① 经 2 s 后测得 C 的浓度为 0.9mol · L -1 ， 则有 v （ C ） = 0.9 mol · L -1 2 s =0.45 mol · L -1 · s -1 ， 根 据物质的反应速率之比等于化学计量数之比 可得 v （ A ） = 2 3 v （ C ） = 2 3 ×0.45 mol · L -1 · s -1 = 0.3 mol · L -1 · s -1 ， 正确； ②D 为固体， 不能用 其浓度变化来表示反应速率， 错误； ③2 s 时， 消耗 A 的物质的量为 0.3 mol · L -1 · s -1 × 2 s×2 L=1.2 mol ， 故物质 A 的转化率为 1.2 mol 4 mol ×100%=30% ， 正确； ④ 用 A 、 B 、 C 来表示反应速率， 反应速率之比等于其化学 计量数之比， 即 A 、 B 、 C 的反应速率之比 为 2 ∶ 1 ∶ 3 ， 正确。 答案： A 变式训练 1 把 0.6 mol X 气体和 0.4 mol Y 气体混 合于容积为 2 L 的容器中， 使其发生如下反 应： 3X （ g ） +Y （ g ） nZ （ g ） +2W （ g ）。 5 min 末生成 0.2 mol W ， 若测知以 Z 浓度变化表 示的平均反应速率为 0.02 mol · L -1 · min -1 ， 则 n 的值为 （ ） A． 4 B． 3 C． 2 D． 1 要点 2 化学反应速率大小的比较 典例 2 对于反应 A （ g ） +3B （ s ） 2C （ g ） + 2D （ g ）， 在不同条件下的化学反应速率如下， 其中表示的反应速率最快的是 （ ） A. v （ A ） =0.5 mol · L -1 · min -1 B. v （ B ） =1.2 mol · L -1 · s -1 C. v （ D ） =0.4 mol · L -1 · min -1 D. v （ C ） =0.1 mol · L -1 · s -1 解析： 本题可以采用归一法进行求解， 通过 方程式的计量数将不同物质表示的反应速率 折算成同一物质表示的反应速率进行比较， B 项中的 B 物质是固体， 不能表示反应速 率； C 项中对应的 v （ A ） =0.2 mol · L -1 · min -1 ； D 项中先统一单位 v （ C ） =6 mol · L -1 · min -1 ， 对应的 v （ A ） =3 mol · L -1 · min -1 。 答案： D 变式训练 2 对于可逆反应 4A （ s ） +2B （ g ） C （ g ） + 4D （ g ）， 在不同条件下的化学反应速率如下， 其中表示反应速率最快的是 （ ） A. v （ B ） =0.8 mol · L -1 · min -1 23 学 高中化学选择性必修 1 （人教版） B. v （ A ） =0.4 mol · L -1 · min -1 C. v （ C ） =0.01 mol · L -1 · s -1 D. v （ D ） =0.4 mol · L -1 · min -1 要点 3 化学反应速率的图像 由图像确定化学方程式需要解决的问题 1. 确定反应物和生成物 （根据曲线的变化趋 势）。 2. 确定反应物和生成物的化学计量数 （根据 同一时间内浓度或物质的量的变化量）。 3. 反应是否为可逆反应 （反应最后浓度是否 不随时间的变化而变化）。 典例 3 一 定 温 度 下， 在 2 L 的密闭容 器中 ， X 、 Y 、 Z 三 种气体的量随时间变 化的曲线如右图所示。 （ 1 ） 从反应开始到 10 s ， 用 Z 表示的反应速 率为 ， Y 的转化率为 。 （ 2 ） 该反应的化学方程式为 。 解析： （ 1 ） 分析图像知： v （ Z ） = 1.58 mol 2 L×10 s =0.079 mol/ （ L · s ）， Y 的转化率 = 1.00 mol-0.21 mol 1.00 mol ×100%=79.0% 。 （ 2 ） 由各物质转化的量： X 为 0.79 mol ， Y 为 0.79 mol ， Z 为 1.58 mol ， 可知方程式中 各物质的化学计量数之比为 1 ∶ 1 ∶ 2 ， 且 10 s 后， X 、 Y 、 Z 的物质的量保持不变， 且不 等于 0 ， 则该反应的化学方程式为 X （ g ） + Y （ g ） 2Z （ g ）。 答案： （ 1 ） 0.079 mol/ （ L · s ） 79.0% （ 2 ） X （ g ） +Y （ g ） 2Z （ g ） 二、 影响化学反应速率的因素 要点 4 浓度对化学反应速率的影响 典例 4 对反应 A＋B AB 来说， 常温下按 以下情况进行反应： ①20 mL 溶液中含 A 、 B 各 0.01 mol ； ②50 mL 溶液中含 A 、 B 各 0.05mol ； ③0.1mol · L －1 的 A 、 B 溶液各 10mL ； ④0.5 mol · L －1 的 A 、 B 溶液各 50 mL 。 四者 反应速率的大小关系是 （ ） A. ②>①>④>③ B. ④>③>②>① C. ①>②>④>③ D. ①>②>③>④ 解析： 对于溶液中进行的反应， 反应物 A 、 B 的浓度越大， 化学反应速率越快。 溶液 ① 中 c （ A ） ＝c （ B ） ＝ 0.01 mol 0.02 L ＝0.5 mol · L －1 ， 溶液 ② 中 c （ A ） ＝c （ B ） ＝ 0.05 mol 0.05 L ＝1.0 mol · L －1 ， 溶 液 ③ 中 c （ A ） ＝c （ B ） ＝ 1 2 ×0.1mol · L －1 ＝0.05mol · L －1 ， 溶液 ④ 中 c （ A ） ＝c （ B ） ＝ 1 2 ×0.5 mol · L －1 ＝ 0.25 mol · L －1 ， 据此推知反应速率的大小关 系为 ②>①>④>③ 。 技巧点拨 比较化学反应速率大小的方法—— “归一法” （ 1 ） “一看”： 看化学反应速率的单位是否 一致， 若不一致， 需转化为同一单位。 （ 2 ） “二化”： 将不同物质的化学反应速 率转化成同一物质的化学反应速率， 或分别除以相应物质的化学计量数。 （ 3 ） “三比较”： 标准统一后比较数值大 小， 数值越大， 反应速率越快。 物质的量 /mol Z X Y 时间 /s 10 0 0.21 0.41 1.00 1.20 1.58 典例 3 图 24 学 第二章 化学反应速率与化学平衡 答案： A 变式训练 3 足量块状铁与 100 mL 0.01 mol/L 的稀 硫酸反应， 反应速率太慢。 为了加快此反应 速率而不改变 H 2 的产量， 可以使用如下方 法中的 （ ） ① 加 NaCl 溶液 ② 加 NaOH 固体 ③ 加 CH 3 COONa 固体 ④ 升高温度 ⑤ 将块状铁 改为铁粉 ⑥ 将稀硫酸改用 98% 的浓硫酸 A． ①②③ B． ③④⑥ C． ④⑤ D． ④ 要点 5 温度对化学反应速率的影响 典例 5 硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化 学方程式为 Na 2 S 2 O 3 ＋H 2 SO 4 Na 2 SO 4 ＋SO 2 ↑＋ S↓＋H 2 O 。 下列各组实验中最先出现浑浊的 是 （ ） 解析： 比较 A 和 C 可知， 两选项中物质混 合后反应物的浓度相等， 但 C 选项的温度 高， 故反应速率 C 大于 A ， 同理可知反应速 率 D 大于 B ， 再比较 C 、 D 两选项， 混合后 D 中 Na 2 S 2 O 3 的浓度是 C 中的 2 倍， 故 D 组 实验中最先出现浑浊。 答案： D 变式训练 4 锌与稀硫酸反应， 下列说法错误的是 （ ） A． 加热可加快反应速率 B． 增大稀硫酸的浓度可加快反应速率 C． 粉碎锌粒可加快反应速率 D． 提高锌的纯度可加快反应速率 要点 6 催化剂对化学反应速率的影响 典例 6 在相同条件下， 做 H 2 O 2 分解对比实 验时， 其中： （ 1 ） 加入 MnO 2 催化， （ 2 ） 不加 MnO 2 催化。 下图是反应放出 O 2 的体 积随时间的变化关系示意图， 其中正确的是 （ ） 解析： 由图像知， 横坐标为时间， 纵坐标为 V （ O 2 ）， 只要 H 2 O 2 的量相同， 两种情况下最 终产生 O 2 的体积相同， 只是 （ 1 ） 中加入 MnO 2 作催化剂， 加快了 H 2 O 2 的分解速率， 在相同时间内产生 O 2 的体积比 （ 2 ） 大， 反 应结束时所用时间短， 故选 A 。 答案： A 实 验 反应温 度 /℃ Na 2 S 2 O 3 溶液 稀硫酸 H 2 O V/mL c/ （ mol · L －1 ） V/mL c/ （ mol · L －1 ） V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 （ 1 ） （ 2 ） O V （ O 2 ） t （ 1 ） （ 2 ） O V （ O 2 ） t （ 1 ） （ 2 ） O V （ O 2 ） t （ 1 ） （ 2 ） O V （ O 2 ） t A B C D 温馨提示 比较浓度对反应速率的影响时， 应 该看形成混合溶液后的浓度。 25 学 高中化学选择性必修 1 （人教版） 变式训练 5 以反应 5H 2 C 2 O 4 +2MnO - 4 +6H + 10CO 2 ↑+ 2Mn 2+ +8H 2 O 为例 “探究外界条件对化学反 应速率的影响”。 实验时， 分别量取 H 2 C 2 O 4 溶液和酸性 KMnO 4 溶液， 迅速混合并开始 计时， 通过测定溶液褪色所需时间来判断反 应的快慢。 下列说法不正确的是 （ ） A． 实验 ①②③ 所加的 H 2 C 2 O 4 溶液均要过量 B． 实验 ① 测得 KMnO 4 溶液的褪色时间为 40 s ， 则这段时间内平均反应速率 v （ KMnO 4 ） = 2.5×10 -1 mol/ （ L · s ） C． 实验 ① 和实验 ② 是探究浓度对化学反应 速率的影响， 实验 ② 和 ③ 是探究温度对化 学反应速率的影响 D． 实验 ① 和 ② 起初反应均很慢， 过了一会 儿速率突然增大， 可能是生成的物质对反 应起催化作用 要点 7 压强对化学反应速率的影响 典例 7 在一密闭容器中充入 1 mol H 2 和 1 mol I 2 ， 压强为 p （ Pa ）， 并在一定温度下使 其发生反应， H 2 （ g ） ＋I 2 （ g ） 2HI （ g ） ΔH<0 ， 下列说法正确的是 （ ） A. 保持容器容积不变， 向其中加入 1 mol H 2 （ g ）， 反应速率一定加快 B. 保持容器容积不变， 向其中加入 1 mol N 2 （ N 2 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， 向其中加入 1 mol N 2 （ N 2 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， 向其中加入 1 mol H 2 （ g ）和 1 mol I 2 （ 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 正确 ； 保持容器容积不变 ， 向其中加入 1 mol N 2 （ N 2 不参加反应）， 反应混合物各 组分的浓度不变， 反应速率不变， B 错误； 保持容器气体压强不变， 向其中充入 1 mol N 2 （ N 2 不参加反应）， 容器体积增大， 各组 分的浓度减小， 反应速率减小， C 错误； 保持 容器内气体压强不变 ， 向其中加入 1 mol H 2 （ g ）和 1 mol I 2 （ g ）， 因体积增大为 2 倍 ， 物质的量增大为 2 倍， 则浓度不变， 反应速 率不变， D 错误。 答案： A 变式训练 6 在一密闭容器中发生反应 ： 2A （ g ） + 2B （ g ） C （ s ） +3D （ g ） ΔH<0 ， 达到平衡 时采取下列措施， 可以使正反应速率增大、 D 的物质的量浓度 c （ D ） 增大的是 （ ） A． 移走少量 C B． 扩大容积， 减小压强 C． 缩小容积， 增大压强 D． 体积不变， 充入惰性气体 编 号 H 2 C 2 O 4 溶液 酸性 KMnO 4 溶液 温度 /℃ 浓度 / （ mol/L ）体积 /mL 浓度 / （ mol/L ）体积 /mL ① 0.10 2.0 0.010 4.0 25 ② 0.20 2.0 0.010 4.0 25 ③ 0.20 2.0 0.010 4.0 30 26 学 第二章 化学反应速率与化学平衡 要点 8 有效碰撞理论与化学反应速率 的关系 1. 化学反应 2. 有效碰撞 3. 活化分子与活化能 4. 有效碰撞理论与化学反应速率的关系 活化分子的百分数越大 → 单位体积内活 化分子数越多 → 单位时间内有效碰撞次数越 多 → 化学反应速率越快。 典例 8 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发生有合适取 向的有效碰撞 A. ①③④⑤ B. ②③⑥ C. ④⑤⑥ D. ②④⑤ 解析： 本题主要考查的内容是活化分子 、 有效碰撞、 化学反应的实质及它们之间的 某些关系， 只要把这些定义和关系弄清楚， 问题便可以迎刃而解。 ① 观点错误， 因为活化分子有合适取向 时的碰撞， 才能发生化学反应。 ② 观点错 误， 因为普通分子间的碰撞并非有效碰撞， 因而不会发生化学反应。 ③ 指代不明确， 即 反应物中旧化学键的断裂和 生成物中新化学键的生成 ， 即反应物中原子的重新组合 本质 先决 反应物分子之间发生碰撞 条件 化学反应 充分 反应物分子之间发生有效碰 撞 条件 反应物分子 间的碰撞 能够发生化学 反应的碰撞 不能发生化学 反应的碰撞 有效碰撞 无效碰撞 活化分子比普通分子高出的能量 能够发生有效碰撞的分子活化分子 活化能 思维延伸 改变压强， 对化学反应速率的影响 的根本原因是引起浓度改变。 所以在讨 论压强对反应速率的影响时， 应区分引 起压强改变的原因。 （ 1 ） 对于没有气体参与的化学反应， 由 于改变压强时， 反应物浓度变化很 小， 可忽略不计， 因此对化学反应 速率无影响。 （ 2 ） 对于有气体参与的化学反应， 有以下 几种情况： ① 恒温时， 压缩体积 引起 压强增大 引起 反 应物浓度增大 引起 反应速率加快。 ② 恒温时， 对于恒容密闭容器： a. 充入气体反应物 引起 气体反应物浓度 增大 （压强也增大） 引起 反应速率加快。 b. 充入 “惰性气体” 引起 总压强增大 → 反应物浓度未改变 → 反应速率不变。 ③ 恒温、 恒压时： 充入 “惰性气体” 引起 体积增大 引起 气体反应物浓度减小 引起 反应速率减小。 27 学 高中化学选择性必修 1 （人教版） 某种普通分子所具有的能量可能比另一种活 化分子的能量高， 因而是错误的。 答案： C 变式训练 7 “接触法制硫酸” 的主要反应是 2SO 2 + O 2 催化剂 △ 2SO 3 ， 在催化剂表面的反应历程如 下： 下列说法正确的是 （ ） A． 反应 ② 的活化能比反应 ① 大 B． 过程中既有 V — O 键和 V O 的断裂， 又 有 V — O 键和 V O 的形成 C． 该反应的催化剂是 V 2 O 4 D． 由该历程可知催化剂参与了化学反应 变式训练答案 1. C 2. C 3. C 4. D 5. B 6. C 7. D O O O SO 2 O V V ① O 慢 SO 3 + O OO V V O O 2 ② 快 SO 3 + O O O+OO V V O 28