第11讲 影响化学反应速率的因素-【暑假自学课】2025年新高二化学暑假提升精品讲义（苏教版2019）

第11讲 影响化学反应速率的因素 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 浓度对反应速率的影响 碰撞理论 1．实验探究浓度对反应速率的影响 (1)实验原理：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 通过改变Na2S2O3溶液的浓度观察反应速率的快慢 (2)实验操作： (3)实验现象：硫代硫酸钠溶液的浓度越大，产生沉淀和气体的速率就越快。 (4)实验结论： 其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大；减小反应物的浓度，反应速率减小。 2．碰撞理论 (1)碰撞理论要点 ①反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应，反应速率的大小与单位时间内反应物分子碰撞次数成正比。 ②能发生反应的碰撞称为有效碰撞。 ③发生有效碰撞的条件：一是分子必须具有足够高的能量，二是分子在一定的方向上发生碰撞。 (2)活化分子和活化能 ①活化分子：能量较高，有可能发生有效碰撞的分子。 ②活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能。 (3)碰撞理论解析浓度对化学反应速率的影响： 当增加反应物的浓度时，单位体积内反应物的活化分子数目增多，反应物发生有效碰撞的次数增多，所以反应速率增大。 3．化学反应的过程 (1)基元反应和复杂反应 ①基元反应：反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应，称为基元反应，反应过程中没有任何中间物生成。 ②复杂反应：经过两个或多个步骤完成的反应。 (2)基元反应的活化能与反应速率的关系 ①每个基元反应都有对应的活化能，活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例就越小，化学反应速率越小。 ②化学反应速率理论只适用于基元反应。。 【特别提醒】 反应物、生成物的能量与活化能的关系 如图所示，是基元反应反应物和生成物的能量与活化能的关系，其中：E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能；E1-E2表示反应热。 知识点二 压强、温度对化学反应速率的影响 1．压强对反应速的影响 (1)影响规律： 对于有气体参加的反应，其他条件不变时，增大压强，气体体积减小，相当于增大反应物的浓度，化学反应速率增大。减小压强，气体体积增大，相当于减小反应物的浓度，化学反应速率减小。 (2)微观解释： 增大压强→气体体积缩小→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几率增加→反应速率加快；反之，反应速率减慢。 (3)适用范围： 压强对反应速率的影响可以归结为浓度改变对反应速率的影响，适用于有气体参加的反应，对于固体、液体之间或溶液中的反应影响很小。 2．温度对反应速的影响 (1)实验探究温度对反应速率的影响 ①实验原理：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O 通过改变反应温度观察反应速率的快慢 ②实验操作： ③实验现象：溶液紫红色褪去所需时间长短：甲>乙>丙 ④实验结论：反应物的温度越高，反应速率越快 (2)影响规律：其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。 (3)微观解释：升高温度→活化分子数目增多→活化分子有效碰撞的次数增多→反应速率增大。 知识点三 催化剂化学反应速率的影响 过渡态理论 1．催化剂对反应速率的影响 (1)实验探究催化剂对反应速率的影响 ①实验原理：2H2O22H2O＋O2↑ 通过使用不同催化剂观察反应速率的快慢 ②实验操作： ③实验现象：加入MnO2的试管中产生气泡的速率比加入FeCl3溶液的快。 (2)催化剂对反应速率的影响 ①影响规律：当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率增大。 ②微观解释：使用催化剂→改变了反应的路径(如下图)，反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞几率增加→反应速率加快。 2．过渡态理论 (1)过渡态理论要点 反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。 Ea为正反应的活化能，Ea'为逆反应的活化能。 化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越小，反应速率越大。 正反应的ΔH=Ea-Ea'。 (2)催化剂对反应速率的影响 催化剂是通过降低化学反应所需的活化能来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Ea1)较小，反应速率较大；没有催化剂参与的反应，活化能(Ea1')较大，反应速率较小。 使用催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但反应的ΔH不变。 3．基元反应模型与化学反应历程 (1)基元反应模型 ①一个化学反应自开始后所经历的过程称为反应历程。 ②基元反应的逆反应也是基元反应，并且经过同一个过渡状态。 ③复杂反应中的速率控制步骤决定了该反应的速率。 (2)加入催化剂后反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为Ea1（慢反应） ②AK+B→AB+K       活化能为Ea2(快反应) 总反应：A+BAB 活化能为Ea1 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。 对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 知识点四 影响化学反应速率的因素 1．主要因素 影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质。例如：金属钠与冷水剧烈反应，而镁和沸水仅能微弱反应。 2．外部因素(其他条件不变，只改变一个条件) (1)浓度：增大反应物浓度，反应速率加快，反之减慢； (2)压强：对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快，反之减慢； (3)温度：升高温度，反应速率加快，反之减慢； (4)催化剂：使用催化剂，反应速率显著加快。 (5)其他因素：增大反应物间的接触面积，反应速率加快，另外光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。 【方法导引】 用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响 影响 外因　　 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 增大反应物浓度 增加 不变 增加 增加 加快 增大压强 增加 不变 增加 增加 加快 升高温度 不变 增加 增加 增加 加快 使用催化剂 不变 增加 增加 增加 加快 【易错提醒】 (1)浓度对化学反应速率的影响注意事项 ①对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，其质量改变不影响化学反应速率。 ②固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。 ③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。 (2)压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度 ①恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。 ②恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。 (3)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，v都增大，降低温度，v都减小。 教材习题03（P51） 3. 已知分解1 mol H2O2放出98 kJ的热，在含少量I－的溶液中，H2O2的分解机理为：H2O2＋I-→H2O＋IO－（慢），H2O2＋IO－→H2O＋O2＋I－（快）。 下列有关该反应的说法中正确的是（ ） A.反应的速率与I－的浓度有关 B. IO－是该反应的催化剂 C.反应活化能等于98 kJ·mol－1 D. v(H2O2 )＝v(H2O)＝v(O2 ) 解题方法 I-是分解反应的催化剂，第一步反应是慢反应，是决速步骤，I-在第一步是反应物，反应物的浓度越大，反应速率越大，A正确；IO-是中间产物，错误；反应H2O2(l)===H2O(g)+O2(g)的ΔH= -98kJ·mol-1，ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能，C错误；反应速率之比等于化学计量数之比，D错误。 【答案】A 教材习题07（P52） 等质量的铁与过量盐酸在不同的实验条件下进行反应（实验数据见下表），c为初始时盐酸的浓度（mol·L－1），在反应进行的最初阶段，测定在相同的反应时间里产生氢气的体积V。则V值最大的组是______（填组别序号），其原因是____________。 解题方法 该反应的变量有盐酸的初始浓度，反应温度和铁的状态，盐酸的浓度越大，反应温度越高，反应速率越快，反应物的接触面积越大，反应速率越快。综合分析可知，第4组反应速率最快，相同时间里产生氢气的体积最大。 【答案】4 盐酸的浓度越大，反应温度越高，反应速率越快，反应物的接触面积越大，反应速率越快。综合分析可知，第4组反应速率最快，相同时间里产生氢气的体积最大。 考点一 影响化学反应速率的因素 1．已知反应：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。下列各组反应是在相同温度下发生的，则最快产生浑浊的是(　　) 选项 反应物 硫代硫酸钠溶液 硫酸溶液 A 0.2 mol·L－1，20 mL 0.2 mol·L－1，20 mL B 0.5 mol·L－1，20 mL 0.5 mol·L－1，20 mL C 1.0 mol·L－1，20 mL 1.0 mol·L－1，20 mL D 1.0 mol·L－1，20 mL 1.2 mol·L－1，20 mL 答案　D 解析　反应物浓度越大，反应速率越快，则越快产生浑浊，D项中Na2S2O3和H2SO4的浓度最大，则反应速率最快，最先出现浑浊。 2．在反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)中，现采取下列措施，其中能够使反应速率增大的是( ) ①缩小体积，增大压强　②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2 ⑤恒压下充入N2 A．①④　　　 B．②③⑤ C．①③ D．①②④ 答案 C 解析 ①缩小体积，增大压强，反应速率加快；②碳是固体，增加固体的量不影响化学反应速率；③通入CO2，反应物浓度增大，反应速率加快；④恒容下充入N2，容器的体积不变，反应物的浓度不变，化学反应速率不变；⑤恒压下充入N2，容器的体积增大，反应物的浓度减小，化学反应速率减小。 3．某小组设计如图所示实验，探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是(　　) A．该实验探究的是温度对反应速率的影响 B．该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同 C．实验中，H2O2的浓度不宜过大 D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，反应速率相同 答案　D 解析　两个装置中的变量是温度，所以该实验探究的是温度对反应速率的影响，A项正确；由于二氧化锰是催化剂，且探究的是温度对反应速率的影响，所以该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同，B项正确；H2O2浓度过大，反应速率过快，不易控制，所以实验中H2O2的浓度不宜过大，C项正确；温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，由于改变了催化剂，则反应速率不可能相同，D项错误。 考点二 碰撞理论 1．下列说法正确的是(　　) A．活化分子发生碰撞即发生化学反应 B．升高温度会增大反应速率，原因是增大了活化分子的碰撞次数 C．某一反应的活化分子的百分数是一个定值 D．活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞 答案 D 解析 只有活化分子发生有效碰撞才能发生化学反应，温度升高，分子的能量增大，活化分子的百分数增大，化学反应速率增大，活化分子的碰撞次数增多只是化学反应速率增大的次要因素，故选D。 2．在体积可变的容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是(　　) A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多 B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多 C．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多 D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞 答案　C 解析　A项，由于温度不变，因此分子运动速率不变，错误；B项，由于温度不变，因此反应物分子的能量不变，错误；D项，增大压强使容器体积缩小时，单位体积内反应物浓度增大，但单位体积内分子间的碰撞不一定都是有效碰撞，错误。 考点三 基元反应和化学反应历程 1．氧化亚氮在碘蒸气存在时的热分解反应：2N2O―→2N2＋O2，其反应机理包含以下步骤： 第一步：I2(g)2I(g)(快反应)； 第二步：I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g)(慢反应)； 第三步：IO(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋O2(g)＋I(g)(快反应)。 下列说法错误的是(　　) A．第二步对分解反应速率起决定作用 B．I2的浓度与N2O的分解速率无关 C．慢反应的活化能高于快反应的活化能 D．第二步反应中I(g)作还原剂 答案　B 解析　反应的快慢取决于慢反应，则第二步对分解反应速率起决定作用，故A正确；N2O分解反应中，I2是反应物，碘蒸气的浓度与N2O的分解速率有关，故B错误；活化能越大反应速率越慢，则慢反应的活化能高于快反应的活化能，故C正确；第二步反应中I(g)→IO(g)，I元素化合价升高，作还原剂，故D正确。 2．某反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(　　) A．该反应为放热反应 B．催化剂能改变该反应的焓变 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．逆反应的活化能大于正反应的活化能 答案　C 解析　使用催化剂可降低反应的活化能，增加活化分子百分数，使化学反应速率增大，但不会改变反应的焓变。 3．在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X―→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则(　　) A．无催化剂时，反应不能进行 B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1 答案　D 解析　由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物的浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误；由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，反应速率大，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，故B错误；由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0～2 min 内Y的浓度变化了2.0 mol·L－1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·L－1，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化，故C错误；使用催化剂Ⅰ时，在0～2 min内，Y的浓度变化了4.0 mol·L－1，则v(Y)＝＝＝2.0 mol·L－1·min－1，v(X)＝v(Y)＝×2.0 mol·L－1·min－1＝1.0 mol·L－1·min－1，故D正确。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．通过实验探究，了解浓度、压强、温度、催化剂和其他因素对化学反应速率的影响。 2．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 【学习重难点】 1．影响化学反应速率的因素； 2．碰撞理论； 3．催化剂与反应历程。 1．下列关于催化剂的说法，正确的是(　　) A．催化剂能使不发生反应的物质发生反应 B．在化学反应前后催化剂化学性质和质量发生了变化 C．催化剂能改变化学反应速率 D．在化学反应过程中，催化剂能提高转化率 【答案】C 【解析】A．催化剂在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，但不能使不发生反应的物质发生反应，故A错误；B．催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，故B错误；C．催化剂能加快或减慢化学反应速率，即催化剂能改变化学反应速率，故C正确；D．催化剂能加快或减慢化学反应速率，但是催化剂对化学平衡状态无影响，不能提高转化率，故D错误。 2．下列说法正确的是(　　) A．同体积的0.1 mol·L－1 HCl和0.1 mol·L－1 H2SO4与10 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液反应速率相同 B．大理石块与大理石粉末分别和同浓度盐酸反应，速率相同 C．Mg、Al在相同条件下分别与0.1 mol·L－1盐酸反应，其反应速率相同 D．0.1 mol·L－1 HCl和0.1 mol·L－1 HNO3与相同形状和大小的大理石反应，速率相同 【答案】D 【解析】同浓度的盐酸和硫酸相比较，后者氢离子的浓度大，与NaOH溶液反应的速率快；大理石块比大理石粉末表面积小，反应速率慢；Mg比Al活泼，Mg与0.1 mol·L－1盐酸反应的速率快；同浓度的盐酸与硝酸中氢离子浓度相同，与大小、形状相同的大理石反应的速率相同。 3．如图所示为反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的反应速率v(N2)变化的图像，则横坐标不可能是(　　) A．反应时间 B．温度 C．压强 D．N2的浓度 【答案】A 【解析】由题图可知，v(N2)随横坐标上量值的逐渐增大而增大。对反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)来说，其他条件不变时，升高温度、增大压强、增大N2的浓度，都能使v(N2)增大。在N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应过程中，随着时间的增加，N2的浓度逐渐减小，v(N2)逐渐减小。 4．在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(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 【答案】A 【解析】增大H2的物质的量且保持容器容积不变，H2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；压强不变，充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，体积变大，反应物浓度不变，反应速率不变，D项错误。 5．为探究锌与稀硫酸的反应速率以v(H2)表示，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是(　　) A．加入NH4HSO4固体，v(H2)不变 B．加入少量硫酸钠固体，v(H2)减小 C．加入少量水，v(H2)减小 D．滴加少量CuSO4溶液，v(H2)减小 【答案】C 【解析】A项，加入NH4HSO4固体，电离出H＋，c(H＋)增大，v(H2)增大；B项，加入Na2SO4固体，c(H＋)不变，v(H2)不变；D项，滴加少量CuSO4溶液，构成原电池，v(H2)增大。 6．在一定条件下的密闭容器中存在下列四个化学反应，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是(　　) A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) B．CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) C．CO2(g)＋H2O(l) H2CO3(aq) D．Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq) Fe(SCN)3(aq) 【答案】D 【解析】增大容器的体积对于没有气体参与或生成的反应的反应速率无影响，D项正确。 7．对于反应：NO＋CO2NO2＋CO在密闭容器中进行，下列哪些条件可以加快该反应速率(　　) A．增大体积使压强减小 B．体积不变充入CO2使压强增大 C．体积不变充入氦气使压强增大 D．压强不变充入N2使体积增大 【答案】B 【解析】增大体积使压强减小，反应速率减小，A错误；体积不变充入氦气使压强增大，但参加反应气体的浓度不变，则反应速率不变，C错误；压强不变充入N2使体积增大，参加反应气体的浓度减小，则反应速率减小，故D错误。 9．在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的A、B，发生反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(l)，如图是A的正反应速率v(A)随时间变化的示意图。下列说法正确的是(　　) A．反应物A的浓度：a点小于b点 B．可能是某种生成物对反应起到催化作用 C．曲线上的c、d两点都表示达到反应限度 D．平均反应速率：ab段大于bc段 【答案】B 【解析】从a点到b点，反应物浓度逐渐减小，故A错误。该反应的温度不变、压强不变，反应物的浓度又逐渐减小，但ac段的正反应速率却逐渐增大，很可能是催化剂的影响，故B正确。曲线上四点的反应速率都在变化中，说明反应都未达到反应限度，故C错误。ac段正反应速率逐渐增大，所以ab段的平均反应速率肯定小于bc段，故D错误。 10．亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温，不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为(　　) A．酸使亚氯酸的氧化性增强 B．溶液中的H＋起催化作用 C．溶液中的Cl－起催化作用 D．逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低 【答案】C 【解析】由题目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后突然反应加快，这说明分解生成的产物中某种物质起了催化剂的作用且该物质反应前不存在。 11．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　) 实验 反应温度 /℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) A 25 5 0.1 20 0.1 B 25 5 0.2 20 0.2 C 35 5 0.1 20 0.1 D 35 5 0.2 20 0.2 【答案】D 【解析】因35 ℃>25 ℃，则选项C和D中的反应速率大于选项A和B中的反应速率，又选项D中反应物的浓度大于C中反应物的浓度，则D中反应速率最快，最先出现浑浊。 12．某反应过程能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．反应过程b有催化剂参与 B．该反应为放热反应 C．升高温度，v正增大，v逆减小 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1 【答案】C 【解析】据图可知b中活化能降低，所以b中使用了催化剂，故A正确；反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，故B正确；E1、E2分别代表反应过程中各步反应的活化能，整个反应的活化能为能量较高的E1，故D正确。 13．已知反应2NO＋2H2===N2＋2H2O的速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)(k为反应速率常数)，其反应历程如下： ①2NO＋H2―→N2＋H2O2　慢 ②H2O2＋H2―→2H2O　快 下列说法错误的是(　　) A．增大c(NO)，可提高总反应的反应速率 B．c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同 C．该反应的快慢主要取决于反应① D．减小c(H2)，可降低总反应的反应速率 【答案】B 【解析】根据速率方程v＝kc2(NO)·c(H2)知，增大c(NO)，可提高总反应的反应速率，减小c(H2)，可降低总反应的反应速率，故A、D项正确；根据速率方程v＝kc2(NO)·c(H2)知，c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度不同，如c(NO)增大为原来的2倍，v增大为原来的4倍，c(H2)增大为原来的2倍，v增大为原来的2倍，故B项错误；反应速率由最慢的一步决定，该反应的快慢主要取决于反应①，故C项正确。 14．某探究小组通过测定H2O2分解过程中生成氧气的量来研究影响H2O2分解反应速率的因素，已知实验温度为315 K和273 K，每次实验使用3 mL 30%H2O2溶液。 (1)请完成以下实验设计表： 编号 实验目的 温度/K 催化剂(MnO2)的质量/g Ⅰ 为以下实验作参照 __________ __________ Ⅱ 探究________对该反应速率的影响 273 0 Ⅲ 探究催化剂对该反应速率的影响 315 3 (2)实验后整理数据，得出H2O2的浓度随时间变化的关系如图所示。 ①曲线c表示实验____________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中H2O2的浓度变化。 ②由该实验得出的结论是_______________________________________。 ③根据题中信息，写出一种保存H2O2溶液的方法：___________________________。 【答案】(1)315　0　温度　(2)①Ⅱ　②升高温度和加入催化剂均能加快H2O2的分解速率　③在273 K下密闭保存 【解析】(1)分析Ⅱ、Ⅲ可知二者的温度和催化剂的质量不同，由控制变量法可知Ⅰ、Ⅱ为探究温度对H2O2分解速率的影响，Ⅰ、Ⅲ为探究催化剂对H2O2分解速率的影响，故Ⅰ中的温度为315 K，催化剂质量为0 g。(2)根据影响化学反应速率的因素可知，升高温度和加入MnO2作催化剂都可以加快H2O2的分解速率，催化剂的影响大于温度的影响，故c为Ⅱ中H2O2的浓度变化，a为Ⅰ中H2O2的浓度变化，b为Ⅲ中H2O2的浓度变化。 15．KI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 ① ② ③ ④ ⑤ 温度/℃ 30 40 50 60 70 显色时间/s 160 80 40 20 10 回答下列问题： (1)该反应的离子方程式为________________________。 (2)该实验的目的是______________________________________。 (3)实验试剂除了1 mol·L－1KI溶液、0.1 mol·L－1 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______(填字母)不变。 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)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验，你会采取的措施是 ________________________________________________________________________。 【答案】(1)4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O (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 ℃，反应速率约增大2倍 (6)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 【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4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O。(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，故可得出结论是温度每升高10 ℃，反应速率约增大2倍。(6)若要进行溶液酸性强弱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。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第11讲 影响化学反应速率的因素 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 浓度对反应速率的影响 碰撞理论 1．实验探究浓度对反应速率的影响 (1)实验原理：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 通过改变Na2S2O3溶液的浓度观察反应速率的快慢 (2)实验操作： (3)实验现象：硫代硫酸钠溶液的浓度越大，产生沉淀和气体的速率就________。 (4)实验结论： 其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率________；减小反应物的浓度，反应速率________。 2．碰撞理论 (1)碰撞理论要点 ①反应物分子间必须相互碰撞才有________发生反应，反应速率的大小与________________________成正比。 ②能__________的碰撞称为有效碰撞。 ③发生有效碰撞的条件：一是分子必须具有________的能量，二是分子在________________发生碰撞。 (2)活化分子和活化能 ①活化分子：能量________，有可能发生________的分子。 ②活化能：活化分子的________与所有分子的________之差称为活化能。 (3)碰撞理论解析浓度对化学反应速率的影响： 当增加反应物的浓度时，单位体积内反应物的活化分子数目________，反应物发生有效碰撞的次数________，所以反应速率________。 3．化学反应的过程 (1)基元反应和复杂反应 ①基元反应：反应物分子经过________就转化为产物分子的反应，称为基元反应，反应过程中没有任何________生成。 ②复杂反应：经过________________步骤完成的反应。 (2)基元反应的活化能与反应速率的关系 ①每个基元反应都有对应的活化能，活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例就________，化学反应速率________。 ②化学反应速率理论只适用于基元反应。。 【特别提醒】 反应物、生成物的能量与活化能的关系 如图所示，是基元反应反应物和生成物的能量与活化能的关系，其中：E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能；E1-E2表示反应热。 知识点二 压强、温度对化学反应速率的影响 1．压强对反应速的影响 (1)影响规律： 对于有气体参加的反应，其他条件不变时，增大压强，气体体积________，相当于________反应物的浓度，化学反应速率________。减小压强，气体体积________，相当于________反应物的浓度，化学反应速率________。 (2)微观解释： 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数________→单位时间内有效碰撞几率________→反应速率________；反之，反应速率________。 (3)适用范围： 压强对反应速率的影响可以归结为________改变对反应速率的影响，适用于有________参加的反应，对于固体、液体之间或溶液中的反应影响很小。 2．温度对反应速的影响 (1)实验探究温度对反应速率的影响 ①实验原理：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O 通过改变反应温度观察反应速率的快慢 ②实验操作： ③实验现象：溶液紫红色褪去所需时间长短：________________ ④实验结论：反应物的温度越高，反应速率________ (2)影响规律：其他条件相同时，升高温度，化学反应速率________；降低温度，化学反应速率________。 (3)微观解释：升高温度→活化分子数目________→活化分子有效碰撞的次数________→反应速率________。 知识点三 催化剂化学反应速率的影响 过渡态理论 1．催化剂对反应速率的影响 (1)实验探究催化剂对反应速率的影响 ①实验原理：2H2O22H2O＋O2↑ 通过使用不同催化剂观察反应速率的快慢 ②实验操作： ③实验现象：加入MnO2的试管中产生气泡的速率比加入FeCl3溶液的________。 (2)催化剂对反应速率的影响 ①影响规律：当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率________。 ②微观解释：使用催化剂→改变了反应的路径(如下图)，反应的活化能________→活化分子的百分数________→单位时间内有效碰撞几率________→反应速率________。 2．过渡态理论 (1)过渡态理论要点 反应物转化为生成物的过程中要经过__________的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。 Ea为________的活化能，Ea'为________的活化能。 化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越小，反应速率________。 正反应的ΔH=___________。 (2)催化剂对反应速率的影响 催化剂是通过________化学反应所需的活化能来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Ea1) ________，反应速率________；没有催化剂参与的反应，活化能(Ea1') ________，反应速率________。 使用催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但反应的ΔH________。 3．基元反应模型与化学反应历程 (1)基元反应模型 ①一个化学反应自开始后________________称为反应历程。 ②基元反应的逆反应也是基元反应，并且经过同一个________状态。 ③复杂反应中的___________步骤决定了该反应的速率。 (2)加入催化剂后反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为________（_____反应） ②AK+B→AB+K       活化能为_______(______反应) 总反应：A+BAB 活化能为________ 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率________。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是_____反应，是________整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。 对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 知识点四 影响化学反应速率的因素 1．主要因素 影响化学反应速率的主要因素是________________。例如：金属钠与冷水剧烈反应，而镁和沸水仅能微弱反应。 2．外部因素(其他条件不变，只改变一个条件) (1)浓度：增大反应物浓度，反应速率________，反之________； (2)压强：对于________________的反应，增大压强，反应速率________，反之________； (3)温度：升高温度，反应速率________，反之________； (4)催化剂：使用催化剂，反应速率显著________。 (5)其他因素：增大反应物间的接触面积，反应速率________，另外光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。 【方法导引】 用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响 影响 外因　　 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 增大反应物浓度 增加 不变 增加 增加 加快 增大压强 增加 不变 增加 增加 加快 升高温度 不变 增加 增加 增加 加快 使用催化剂 不变 增加 增加 增加 加快 【易错提醒】 (1)浓度对化学反应速率的影响注意事项 ①对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，其质量改变不影响化学反应速率。 ②固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。 ③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。 (2)压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度 ①恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。 ②恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。 (3)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，v都增大，降低温度，v都减小。 教材习题03（P51） 3. 已知分解1 mol H2O2放出98 kJ的热，在含少量I－的溶液中，H2O2的分解机理为：H2O2＋I-→H2O＋IO－（慢），H2O2＋IO－→H2O＋O2＋I－（快）。 下列有关该反应的说法中正确的是（ ） A.反应的速率与I－的浓度有关 B. IO－是该反应的催化剂 C.反应活化能等于98 kJ·mol－1 D. v(H2O2 )＝v(H2O)＝v(O2 ) 解题方法 I-是分解反应的催化剂，第一步反应是慢反应，是决速步骤，I-在第一步是反应物，反应物的浓度越大，反应速率越大，A正确；IO-是中间产物，错误；反应H2O2(l)===H2O(g)+O2(g)的ΔH= -98kJ·mol-1，ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能，C错误；反应速率之比等于化学计量数之比，D错误。 【答案】 教材习题07（P52） 等质量的铁与过量盐酸在不同的实验条件下进行反应（实验数据见下表），c为初始时盐酸的浓度（mol·L－1），在反应进行的最初阶段，测定在相同的反应时间里产生氢气的体积V。则V值最大的组是______（填组别序号），其原因是____________。 解题方法 该反应的变量有盐酸的初始浓度，反应温度和铁的状态，盐酸的浓度越大，反应温度越高，反应速率越快，反应物的接触面积越大，反应速率越快。综合分析可知，第4组反应速率最快，相同时间里产生氢气的体积最大。 【答案】 考点一 影响化学反应速率的因素 1．已知反应：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。下列各组反应是在相同温度下发生的，则最快产生浑浊的是(　　) 选项 反应物 硫代硫酸钠溶液 硫酸溶液 A 0.2 mol·L－1，20 mL 0.2 mol·L－1，20 mL B 0.5 mol·L－1，20 mL 0.5 mol·L－1，20 mL C 1.0 mol·L－1，20 mL 1.0 mol·L－1，20 mL D 1.0 mol·L－1，20 mL 1.2 mol·L－1，20 mL 2．在反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)中，现采取下列措施，其中能够使反应速率增大的是( ) ①缩小体积，增大压强　②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2 ⑤恒压下充入N2 A．①④　　　 B．②③⑤ C．①③ D．①②④ 3．某小组设计如图所示实验，探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是(　　) A．该实验探究的是温度对反应速率的影响 B．该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同 C．实验中，H2O2的浓度不宜过大 D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，反应速率相同 考点二 碰撞理论 1．下列说法正确的是(　　) A．活化分子发生碰撞即发生化学反应 B．升高温度会增大反应速率，原因是增大了活化分子的碰撞次数 C．某一反应的活化分子的百分数是一个定值 D．活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞 2．在体积可变的容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是(　　) A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多 B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多 C．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多 D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞 考点三 基元反应和化学反应历程 1．氧化亚氮在碘蒸气存在时的热分解反应：2N2O―→2N2＋O2，其反应机理包含以下步骤： 第一步：I2(g)2I(g)(快反应)； 第二步：I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g)(慢反应)； 第三步：IO(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋O2(g)＋I(g)(快反应)。 下列说法错误的是(　　) A．第二步对分解反应速率起决定作用 B．I2的浓度与N2O的分解速率无关 C．慢反应的活化能高于快反应的活化能 D．第二步反应中I(g)作还原剂 2．某反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(　　) A．该反应为放热反应 B．催化剂能改变该反应的焓变 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．逆反应的活化能大于正反应的活化能 3．在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X―→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则(　　) A．无催化剂时，反应不能进行 B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．通过实验探究，了解浓度、压强、温度、催化剂和其他因素对化学反应速率的影响。 2．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 【学习重难点】 1．影响化学反应速率的因素； 2．碰撞理论； 3．催化剂与反应历程。 1．下列关于催化剂的说法，正确的是(　　) A．催化剂能使不发生反应的物质发生反应 B．在化学反应前后催化剂化学性质和质量发生了变化 C．催化剂能改变化学反应速率 D．在化学反应过程中，催化剂能提高转化率 2．下列说法正确的是(　　) A．同体积的0.1 mol·L－1 HCl和0.1 mol·L－1 H2SO4与10 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液反应速率相同 B．大理石块与大理石粉末分别和同浓度盐酸反应，速率相同 C．Mg、Al在相同条件下分别与0.1 mol·L－1盐酸反应，其反应速率相同 D．0.1 mol·L－1 HCl和0.1 mol·L－1 HNO3与相同形状和大小的大理石反应，速率相同 3．如图所示为反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的反应速率v(N2)变化的图像，则横坐标不可能是(　　) A．反应时间 B．温度 C．压强 D．N2的浓度 4．在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(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 5．为探究锌与稀硫酸的反应速率以v(H2)表示，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是(　　) A．加入NH4HSO4固体，v(H2)不变 B．加入少量硫酸钠固体，v(H2)减小 C．加入少量水，v(H2)减小 D．滴加少量CuSO4溶液，v(H2)减小 6．在一定条件下的密闭容器中存在下列四个化学反应，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是(　　) A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) B．CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) C．CO2(g)＋H2O(l) H2CO3(aq) D．Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq) Fe(SCN)3(aq) 7．对于反应：NO＋CO2NO2＋CO在密闭容器中进行，下列哪些条件可以加快该反应速率(　　) A．增大体积使压强减小 B．体积不变充入CO2使压强增大 C．体积不变充入氦气使压强增大 D．压强不变充入N2使体积增大 9．在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的A、B，发生反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(l)，如图是A的正反应速率v(A)随时间变化的示意图。下列说法正确的是(　　) A．反应物A的浓度：a点小于b点 B．可能是某种生成物对反应起到催化作用 C．曲线上的c、d两点都表示达到反应限度 D．平均反应速率：ab段大于bc段 10．亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温，不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为(　　) A．酸使亚氯酸的氧化性增强 B．溶液中的H＋起催化作用 C．溶液中的Cl－起催化作用 D．逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低 11．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　) 实验 反应温度 /℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) A 25 5 0.1 20 0.1 B 25 5 0.2 20 0.2 C 35 5 0.1 20 0.1 D 35 5 0.2 20 0.2 12．某反应过程能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．反应过程b有催化剂参与 B．该反应为放热反应 C．升高温度，v正增大，v逆减小 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1 13．已知反应2NO＋2H2===N2＋2H2O的速率方程为v＝kc2(NO)·c(H2)(k为反应速率常数)，其反应历程如下： ①2NO＋H2―→N2＋H2O2　慢 ②H2O2＋H2―→2H2O　快 下列说法错误的是(　　) A．增大c(NO)，可提高总反应的反应速率 B．c(NO)、c(H2)增大相同的倍数，对总反应的反应速率的影响程度相同 C．该反应的快慢主要取决于反应① D．减小c(H2)，可降低总反应的反应速率 14．某探究小组通过测定H2O2分解过程中生成氧气的量来研究影响H2O2分解反应速率的因素，已知实验温度为315 K和273 K，每次实验使用3 mL 30%H2O2溶液。 (1)请完成以下实验设计表： 编号 实验目的 温度/K 催化剂(MnO2)的质量/g Ⅰ 为以下实验作参照 __________ __________ Ⅱ 探究________对该反应速率的影响 273 0 Ⅲ 探究催化剂对该反应速率的影响 315 3 (2)实验后整理数据，得出H2O2的浓度随时间变化的关系如图所示。 ①曲线c表示实验____________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中H2O2的浓度变化。 ②由该实验得出的结论是_______________________________________。 ③根据题中信息，写出一种保存H2O2溶液的方法：___________________________。 15．KI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 ① ② ③ ④ ⑤ 温度/℃ 30 40 50 60 70 显色时间/s 160 80 40 20 10 回答下列问题： (1)该反应的离子方程式为________________________。 (2)该实验的目的是______________________________________。 (3)实验试剂除了1 mol·L－1KI溶液、0.1 mol·L－1 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______(填字母)不变。 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)若要进行溶液酸性强弱对反应速率影响的探究实验，你会采取的措施是 ________________________________________________________________________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$