第一节 化学反应速率 第2课时（同步讲义）化学人教版2019选择性必修1

教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 活化能 教习目标 1.理解化学反应速率的概念，学会用公式表示化学反应速率； 2.掌握影响化学反应速率的因素，能用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素； 3.初步认识化学反应是有历程的，掌握基元反应活化能对化学反应速率的影响。 重点和难点 重点:设计实验探究影响化学反应速率的因素、活化能。 难点:用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素。 ◆知识点一 影响化学反应速率的因素 1. 实验探究—定性与定量研究影响化学反应速率的因素 P26 【实验探究Ⅰ】 （1）浓度对化学反应速率的影响 ①实验探究： 实验原理 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 实验步骤 取4mL 0.01mol/L KMnO4溶液于试管中，再向其中加入2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液 取4mL 0.01mol/L KMnO4溶液于试管中，再向其中加入2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液 实验现象 KMnO4溶液褪色 KMnO4溶液褪色 褪色时间 褪色时间长 较0.1mol/L H2C2O4溶液褪色时间短 实验结论 H2C2O4浓度越大，KMnO4溶液褪色越快，反应速率也越大； 反之，H2C2O4浓度越小，反应速率越小。 ②影响规律： 当其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率______；减小反应物浓度，反应速率______。 易错提醒 1.影响反应速率的是反应物生成物的浓度，而不是物质的量或反应物的总量。 2.溶液中发生离子反应时，与反应无关的离子浓度的大小对反应速率无影响，如NaOH溶液和盐酸反应时，增大Na+和Cl—的浓度，对该反应的反应速率无影响。 3.固体反应物颗粒越小，其总表面积越大，与其它反应物的接触面积越大，有效碰撞次数越多，反应速率越大，故块状固体可以通过研磨以增大表面积来增大反应速率。 即学即练 1.实验室制备CO2气体时，向一定质量的CaCO3（块状固体）中加入200mL 2mol•L﹣1盐酸，反应进行到 1min时共产生标准状况下的CO2气体224mL，下列有关该反应速率的描述正确的是（忽略溶液体积的变化） （　　） A．将2mol•L﹣1盐酸改为相同物质的量浓度的硫酸，反应速率一定更快 B．1min内，用Ca2+表示的反应速率为0.05mol•L﹣1•min﹣1 C．再加入少量CaCO3固体，生成CO2的速率明显加快 D．1min末时，用H+表示的反应速率为0.1mol•L﹣1•min﹣1 2.对于300mL 1mol•L﹣1盐酸与铁片的反应，采取下列措施： ①升高温度②改用100mL 3mol•L﹣1盐酸③再加300mL 1mol•L﹣1盐酸 ④用等量铁粉代替铁片⑤改用100mL 98%的硫酸 其中能使反应速率加快的是（　　） A． ①②④ B．①③④ C．①②③④ D．①②③⑤ （2）压强对化学反应速率的影响 影响规律：对于气体反应来说，在一定温度下，增大压强(减小容器体积)，反应速率______；减小压强(增大容器体积)，反应速率______。 易错提醒 1.若参加反应的物质为固体或液体(溶液)，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响， 可以认为反应速率不变。 2.对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率和逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率和逆反应速率都减小。 即学即练 1.减小反应容器的体积而使压强增大，该方法对下列化学反应的速率无影响的是(　　) A．CO2(g)＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O B．H2(g)＋I2(g)2HI(g) C．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3 D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) （3）温度对化学反应速率的影响 ①实验探究 实验原理 Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 实验操作 取两只试管，分别向两只试管中都加入5mL 0.1mol/L的硫酸和5mL 0.1mol/L的Na2S2O3溶液，然后将两只试管分别放入冷水和热水中。 实验现象 冷水和热水中的两组实验均出现浑浊，但热水中的一组实验先出现浑浊。 实验结论 升高温度，Na2S2O3与H2SO4的反应速率加快。 ②影响规律 当其他条件不变时，升高温度，反应速率______；降低温度，反应速率______。 即学即练易错提醒 1.温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。升温时，化学反应增大；降温时，化学反应速率减小。 2.对于可逆反应来说，升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，只是增大的程度不同；同理，降低温度，正反应速率和逆反应速率均减小，只是减小的程度不同。 1.把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1 H2SO4溶液的烧杯中，该铝片与H2SO4反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，回答下列问题： （1）曲线O→a段，不产生氢气的原因是_____________________________________________。 有关反应的化学方程式为_________________________________________________________。 （2）曲线a→b段，产生氢气的速率增大的主要原因是_________________________________。 （3）曲线上b点之后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是__________________________。 （4）催化剂对化学反应速率的影响 ①实验探究 实验原理 2H2O2 = 2H2O + O2↑ 实验操作 在两支试管中各加入2mL5%H2O2溶液，再向两支盛有H2O2溶液的试管中分别加入0.1 mol/L FeCl3溶液和H2O各1mL，摇匀，比较产生气泡的快慢。 实验现象 加入FeCl3溶液的试管中，产生气泡快；加入H2O的试管中，产生气泡缓慢。 实验结论 加入催化剂能加快化学反应速率。 ②影响规律 催化剂能够改变反应速率。 能够加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。在实际应用中，如不特别说明，凡是说催化剂都是指正催化剂。 【实验探究Ⅱ】 试剂 所用时间 反应速率 结论 1mol/LH2SO4溶液 长 慢 4mol/LH2SO4溶液与锌反应比1mol/LH2SO4溶液与锌反应的速率快 4mol/LH2SO4溶液 短 快 注意事项： ①锌的颗粒(即表面积)大小基本相同； ②40 mL的稀硫酸要迅速加入； ③装置气密性良好，且计时要迅速准确； ④气体收集可以用排水量气装置(如图所示)代替。 实验讨论：除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有(至少填两种)： ①________________________； ②________________________； ③________________________。 2. 影响化学反应速率的因素 （1） 内因：反应物本身的______、______和______等因素。 （2） 外因 A.温度 ①基本规律：温度______，化学反应速率越快 ②经验规律：一般温度每升高10℃，其反应速率增加______倍 B.压强：气体反应的压强______，化学反应速率越快 C.浓度：浓度______，化学反应速率越快 D.催化剂：使用适当的催化剂可以____________化学反应速率 E.接触面积：反应物的颗粒______，接触面积______，化学反应速率越快 F.原电池：形成原电池，可以______氧化还原反应的速率 易错提醒 1.温度 ①催化反应，升高温度，催化剂可能失活，反应速率减慢 ②有机反应，升高温度，有可能发生副反应，主反应速率减慢 2.压强 ①改变非气体反应的压强，反应速率不变 ②改变等体反应的压强，v正和v逆变化幅度相同 3.浓度 ①固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反应速率不变 ②加入固体物质，有可能改变接触面积，反应速率可能加快 4.充惰性气体问题 ①恒容容器通惰性气体，压强增大，浓度不变，速率不变 ②恒压容器通惰性气体，体积变大，浓度减小，速率减慢 即学即练 1.用一质量为1.2 g的铝片与45 mL 4 mol·L－1稀硫酸反应制取H2，若要增大反应速率，采取的措施：①再加入20 mL 4 mol·L－1硫酸；②改用30 mL 6 mol·L－1的稀硫酸；③改用20 mL 18 mol·L－1浓硫酸；④改用1.2 g铝粉代替1.2 g铝片；⑤适当升高温度；⑥在敞口容器中反应。其中正确的是(　　) A．①②③④ B．②④⑤ C．②③④⑤ D．②③④⑤⑥ 2.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 H2O 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 3.(2023·广东深圳南山区期末)一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不能改变化学反应速率的是(　　) A．缩小容器容积使压强增大 B．恒容，充入N2 C．恒容，充入He D．恒压，充入He ◆知识点二 活化能 1. 有效碰撞理论 有效碰撞，指能够发生化学反应的碰撞。 化学反应的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。反应物分子间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生，多数碰撞并不能导致反应的发生，是无效碰撞。碰撞的频率越高，则化学反应速率就越大。研究发现，只有既具有足够的能量又有合适的碰撞取向的分子碰撞，才是有效碰撞。 有效碰撞是发生化学反应的先决条件。 2. 活化能和活化分子 （1）活化分子：能够发生____________的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是______的。 （2）活化能：活化分子具有的____________与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 如下图所示中的Ea(正)是反应的活化能，Ea(逆)是活化分子变成生成物分子放出的能量，能量差 Ea(逆)—Ea(正)是反应热。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。 3. 基元反应 （1）含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的______反应叫基元反应。 （2）特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 4. 反应历程（反应机理） 大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。反应历程就是多个基元反应构成的反应______。反应历程中的每一步反应都称为基元反应。 5. 反应历程中的速率 （1）决速反应：活化能______的反应或速率______的反应； （2）决速浓度：______反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 （3）实例：H2（g）＋I2（g）2HI（g），它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2I＋I（快）②H2＋2I2HI（慢），其中慢反应为整个反应的决速步骤。 6. 活化能与反应速率 在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。 活化能低→普通分子易变成活化分子→活化分子百分数大→有效碰撞次数多→反应速率快。 利用有效碰撞理论可以解释外界条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响。 （1） 用有效碰撞理论解释浓度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的，如果反应物浓度增大，则单位体积内活化分子的数目增多（但活化分子百分数不变），那么在单位时间内有效碰撞的次数也就相应增多，化学反应速率也就增大了。 （2） 用有效碰撞理论解释压强对化学反应速率的影响 在一定温度下，一定物质的量的气体所占的体积与压强成反比。增大压强(减小容器体积)相当于增大反应物的浓度反应速率加快；减小压强(增大容器体积)相当于减小反应物浓度，反应速率减慢。 （3） 用有效碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分能量较低的分子变成活化分子→活化分子百分数增加→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。 因此，升高温度可以增大化学反应速率。 （4） 用有效碰撞理论解释（正）催化剂对化学反应速率的影响 使用催化剂→降低反应所需的能量→更多的反应物分子成为活化分子→大大增加单位体积内的活化分子百分数→成千成万倍地增大化学反应速率。 即学即练 1．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，其反应机理如下 ①NO(g)＋Br2(g)NOBr2(g)　快 ②NO(g)＋NOBr2(g)2NOBr(g)　慢 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．该反应的速率主要取决于①的快慢 B．NOBr2是该反应的催化剂 C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1 D．增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 2．设C＋CO22CO(吸热反应)的反应速率为v1，N2＋3H22NH3(放热反应)的反应速率为v2，若对以上两个反应均升高温度，v1、v2会________(填“减小”“增大”或“不变”)，从有效碰撞理论角度分析原因：________。 3．在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，完成下列问题(填序号)： （1）降低反应活化能的是________。 （2）增加活化分子百分比的是________。 （3）未改变活化分子百分比，增加单位体积内分子总数的是________。 （4）增加单位体积内活化分子数的是________。 一、压强影响化学反应速率的几种情况 分析压强改变对反应速率的影响,关键是看参加反应的气体浓度是否有变化。若气体浓度有变化,则化学反应速率一定改变;若气体浓度无变化,则化学反应速率不改变。具体分为以下几种情况： 实践应用 1.对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) （1）恒温恒容条件下，向反应体系中充入氮气，反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，原因是___________________________________________________。 （2）恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率________，原因是________________。 （3）恒温恒压条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率________，原因是________________。 2．在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，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.(用“加快”、“减慢”、“不变”填空) （1）保持容器容积不变，再向其中充入1molH2，反应速率 。 （2）保持容器容积不变，再向其中充入1molN2(不参加反应)，反应速率 。 （3）保持容器内气体的压强不变，再向其中充入1molN2，反应速率 。 （4）保持容器容积不变，再向其中充入1molH2和1molI2，反应速率 。 （5）保持容器内气体的压强不变，再向其中充入1molH2和1molI2，反应速率 。 2、 活化分子、 有效碰撞与反应速率的关系 1.关系：活化分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞的次数______，化学反应速率______。 2.解释： ①影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的______的大小； ②使用催化剂可______反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ③升高反应体系的温度，吸收能量，可______活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ④增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，__________________不变，单位体积内____________增大，从而增大反应速率； ⑤增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内__________________增大，从而增大反应速率； ⑥增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的____________，从而增大反应速率。 实践应用 1.下列说法正确的是(　　) A．活化分子具有的能量是活化能 B．活化分子的总数越多，反应速率越大 C．某一反应的活化分子的百分数是个定值 D．单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越大 2．下列说法正确的是 A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 3. 某温度下，关于可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)  ΔH＜0，下列说法正确的是 A．其他条件不变，升高温度，活化能减小，活化分子百分数增加，速率增大 B．其他条件不变，恒容条件下，通入稀有气体(不参加反应)，正、逆反应速率均增大 C．其他条件不变，减小C(g)的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．其他条件不变，压缩体积增大压强，活化分子百分数不变，有效碰撞几率增加 考点一 影响化学反应速率的因素 【例1】对于反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，其他条件不变时，下列措施不能改变化学反应速率的是(　　) A．减小C(s)的量 B．增大H2O(g)的浓度 C．增大CO(g)或H2(g)的浓度 D．减小H2O(g)的浓度 解题要点 注意外界因素对化学反应速率影响的易错点： （1）误认为随着化学反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定，因为反应速率不仅受浓度影响，也受温度影响，对于放热反应来说，化学反应速率一般会先增大后减小。 （2）做题时用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。 （3）注意不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率，但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。 （4）误认为只要增大压强，化学反应速率一定增大。注意充惰性气体对化学反应速率的影响，同时分析时要关注体系为恒温还是绝热状态、是恒温条件还是恒压条件。 （5）注意温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响是一致的。升温时，正逆反应速率均增大，同理，降温时正逆反应速率均减小。 【变式1-1】（24-25高二上·辽宁·期中）一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生如图反应，反应过程中X、Y、Z、W（均为气体）的物质的量变化如图所示，下列说法正确的是 A．反应的化学方程式为 B．反应至6 min时 C．反应至2 min时Y的转化率为 D．反应任意时刻体系的压强与初始压强之比均为 【变式1-2】某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验②的反应物应为(　　) 实验编号 反应物 催化剂 ① 10 mL 2% H2O2溶液 无 ② 无 ③ 10 mL 5% H2O2溶液 MnO2固体 A.5 mL 2% H2O2溶液 B．10 mL 2% H2O2溶液 C．10 mL 5% H2O2溶液 D．5 mL 10% H2O2溶液 【变式1-3】碳酸钙与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示，下列结论错误的是(　　) A．反应开始2 min内平均反应速率最大 B．反应速率先增大后减小 C．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大 D．反应在2～4 min内以CO2的物质的量变化表示的反应速率为v(CO2)＝0.1 mol·min－1 考点二 有效碰撞理论及其应用 【例2】下列关于有效碰撞理论的说法正确的是 A．催化剂在化学反应过程中参与了反应，使活化分子百分数增大，反应速率加快 B．增大浓度，活化分子百分数增大，反应速率加快 C．升高温度，反应的活化能降低，反应速率加快 D．增大压强，所有反应的有效碰撞概率增大，反应速率加快 解题要点 【变式2-1】既能增大反应物分子的能量，又能加快反应速率的措施是 A．使用催化剂 B．升高温度 C．增大反应物浓度 D．增大压强 【变式2-2】某温度下，容积一定的密闭容器中进行以下反应： ，下列叙述中正确的是 A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的容积缩小，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多 考点二 基元反应与反应历程 【例3】一定条件下，向某密闭容器中充入1mol，发生反应： ，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：① ② 下列分析不正确的是 A．、 B． C．活化分子只要发生碰撞就能发生反应 D．升高温度，反应速率增大，因为活化分子百分含量增大 【变式3-1】对于反应2NO+2H2N2+2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程：解题要点 1．基元反应 （1）含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应叫基元反应。 （2）特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 2．反应历程（反应机理）：大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。反应历程就是多个基元反应构成的反应序列。反应历程中的每一步反应都称为基元反应。 3．反应历程中的速率 （1）决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； （2）决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 （3）实例：H2（g）＋I2（g）2HI（g），它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2I＋I（快）②H2＋2I2HI（慢），其中慢反应为整个反应的决速步骤。 第一步：2NON2O2   快反应；第二步：N2O2+H2→N2O+H2O   慢反应；第三步：N2O+H2→N2+H2O   快反应。 上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述不正确的是 A．该反应的速率由第二步反应决定 B．反应的中间产物有N2O2、N2O C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞不一定是有效碰撞 D．若第一步反应的，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 【变式3-2】已知：，该反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是 A．反应①为吸热反应，反应②为放热反应，总反应为放热反应 B．HI是该反应催化剂，起到加快反应速率的作用 C．整个反应过程共有2个基元反应，决定速率的为第①步反应 D．ICl(g)+HI(g)= I2 (g)+HCl (g)  ΔH = -218kJ/mol 基础达标 1．下列说法错误的是(　　) 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 A．①④ B．③④ C．④⑤ D．②⑤ 2．下列说法不正确的是(　　) A．增大反应物浓度，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多 B．增大压强，单位体积内气体的活化分子数增多，有效碰撞次数增多 C．升高温度，活化分子百分数增加，分子运动速度加快，有效碰撞次数增多 D．催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，有效碰撞次数增多 3.下列措施能明显增大化学反应速率的是(　　) A．钠与水反应增大水的用量 B．将稀硫酸改为98%的浓硫酸与锌反应制取氢气 C．在硫酸溶液与氢氧化钠溶液反应时，增大压强 D．恒温恒容条件下，在合成氨反应中增加氮气的量 4.下列说法正确的是 A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 5.某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)　ΔH＞0，下列叙述正确的是(　　) A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的体积压缩，可增加活化分子的百分数，有效碰撞次数增加 6．亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温下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 7.(2022·冀州高二测试)在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是(　　) 8.下列生产或实验事实引出的结论错误的是 选项 生产或实验事实 结论 A 其他条件相同，铁片和稀硫酸反应，适当升高溶液的温度，单位时间内产生的气泡增多 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快 B 工业制硫酸过程中，在的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环 增大气液接触面积，使的吸收速率加快 C 在容积可变的密闭容器中发生反应：，把容器的体积缩小一半 反应速率减慢 D A、B两支试管中分别加入等体积5％的溶液，在B试管中加入2～3滴溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 9.下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是(　　) 选项 反应 甲 乙 A 外形、大小相近的金属和水反应 Na K B 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液分别和不同浓度的2 mL H2C2O4(草酸)溶液反应 0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液 0.2 mol·L－1的H2C2O4溶液 C 5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液反应 热水 冷水 D 5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2 无MnO2粉末 加MnO2粉末 10.如图所示是298K时，A2与B2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述正确的是 A．加入催化剂，反应热发生改变 B．该反应为吸热反应 C．逆反应的活化能大于正反应的活化能 D．该反应的 ∆H= (b-a) kJ/mol 11.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。 实验 混合溶液　　　　　 A B C D E F 4 mol·L－1 H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 请完成此实验设计，其中V1＝________，V6＝________，V9＝________。 综合应用 12.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH= －198 kJ/mol，在V2O5存在时，该反应的机理为： ⅰ．V2O5+SO2 = 2VO2+SO3(快)   ⅱ．4VO2+O2 = 2V2O5(慢) 下列说法正确的是 A．反应速率主要取决于反应物浓度 B．VO2是该反应的催化剂 C．逆反应的活化能大于198 kJ/mol D．反应ⅰ是决速步骤 13.某温度下，在体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)+Y(g)⇌Z(g)+W(s)△H>0，下列叙述正确的是 A．恒温，将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞几率提高 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．在容器中加入氩气，反应速率不变 14.在改变下列条件能使反应物中单位体积内活化分子数和活化分子百分数同时减小但反应的活化能不变的是 A．减小反应物的浓度 B．降低温度 C．使用负催化剂 D．移去生成物 15．在容积不变的密闭容器中存在： 3H2(g) +3CO(g) =CH3OCH3(g) +CO2(g) ΔH<0，其他条件不变时，改变某一 条件对上述反应速率的影响，下列分析正确的是 A．图I研究的是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响 B．图I研究的是t0时刻降低温度对反应速率的影响 C．图II研究的是t0时刻增大压强对反应速率的影响 D．图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响 16.已知：，不同条件下反应过程能量变化如图所示。 下列说法中不正确的是 A．反应的△H＜0 B．过程b使用了催化剂 C．使用催化剂不能提高活化分子百分数 D．过程b发生两步反应，第一步为吸热反应，且反应比第二步慢 17.(2024·广州高二质检)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______________。 18.I某化学小组安装两套如图所示的相同装置，用以探究影响H2O2分解速率的因素。 （1）仪器b的名称为是 。 （2）MnO₂催化下H2O₂分解的化学方程式为 。 （3）有如下实验设计方案，请帮助他们完成表格中未填部分。 实验编号 实验目的 T/K 催化剂 浓度 甲组实验I 作实验参照 298 3滴FeCl3溶液 10mL2%H2O2 甲组实验Ⅱ 298 10mL5%H2O2 已知反应：Na2S2O3+H2SO4=NaSO4+S+SO2+H2O，某同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下： 实验 编号 实验温度 ℃ ① 25 0.1 5.0 0.1 10.0 a ② 25 0.1 10.0 0.1 10.0 0 ③ 25 0.2 5.0 0.1 5.0 b ④ 30 0.2 5.0 0.1 10.0 5.0 其他条件不变时：探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验 (填实验编号)；若同时选择实验①②、实验②③，测定混合液变浑浊的时间，可分别探究Na2S2O3浓度和H2SO4的浓度对化学反应速率的影响，则表中a和b分别为 和 。 拓展培优 19.研究化学反应历程有利于调控化学反应速率。已知反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的反应进程和能量变化图如下： i：2NO(g)⇌N2O2(g) △H1 活化能Eal ii：N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g) △H2 活化能Ea2 活化能Ea1<Ea2，下列叙述错误的是 A．反应i的△H1<0 B．Ea1较小，则反应i平衡转化率小 C．反应ii是决速步骤 D．分离NO2的瞬间对反应ii的正反应速率没有影响 20.SO2(g)+O2(g)→SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是 A．该反应的逆反应为吸热反应，SO2的能量一定高于SO3的能量 B．该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能 C．ΔH=E2-E1，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热 D．500℃、101kPa下，将1mol SO2(g)和0.5mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ，其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH=-2akJ·mol-1 21.平流层中的氟氯烃对臭氧层的破坏作用机理如图所示，下列说法正确的是 A．催化反应中的催化剂为 B．催化反应的决速步骤是反应② C．反应过程中会积聚较高浓度的 D．反应达到平衡时，升高温度，浓度增大 22.若基元反应A→2B的活化能为，而2B→A的活化能为Ea′。试回答下列问题： （1）加入催化剂后，和Ea′各有何变化 ？- Ea′有何变化 ？ （2）加入催化剂后，对和Ea′的影响是否相同 ？ （3）加入不同的催化剂，对的影响是否相同 ？ （4）提高反应温度，和Ea′各有何变化 ？ （5）改变起始浓度后，有何变化 ？ 23．在一定条件下，容积为2L的密闭容器中，将2molL气体和3molM气体混合，发生如下反应：2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g)，10s末，生成2.4mol R，并测得Q的浓度为0.4 mol•L-1。计算： （1）10s末L的物质的量浓度为__________________。 （2）前10s内用M表示的化学反应速率为__________________。 （3）化学方程式中x值为__________________。 （4）L(g)的转化率为__________________。 （5）在恒温恒容条件下，往容器中加入1mol氦气，反应速率__________________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。 （6）在恒温恒压条件，往容器中加入1mol氦气，反应速率__________________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 活化能 教习目标 1.理解化学反应速率的概念，学会用公式表示化学反应速率； 2.掌握影响化学反应速率的因素，能用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素； 3.初步认识化学反应是有历程的，掌握基元反应活化能对化学反应速率的影响。 重点和难点 重点:设计实验探究影响化学反应速率的因素、活化能。 难点:用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素。 ◆知识点一 影响化学反应速率的因素 1. 实验探究—定性与定量研究影响化学反应速率的因素 P26 【实验探究Ⅰ】 （1）浓度对化学反应速率的影响 ①实验探究： 实验原理 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 实验步骤 取4mL 0.01mol/L KMnO4溶液于试管中，再向其中加入2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液 取4mL 0.01mol/L KMnO4溶液于试管中，再向其中加入2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液 实验现象 KMnO4溶液褪色 KMnO4溶液褪色 褪色时间 褪色时间长 较0.1mol/L H2C2O4溶液褪色时间短 实验结论 H2C2O4浓度越大，KMnO4溶液褪色越快，反应速率也越大； 反之，H2C2O4浓度越小，反应速率越小。 ②影响规律： 当其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率加快；减小反应物浓度，反应速率减慢。 易错提醒 1.影响反应速率的是反应物生成物的浓度，而不是物质的量或反应物的总量。 2.溶液中发生离子反应时，与反应无关的离子浓度的大小对反应速率无影响，如NaOH溶液和盐酸反应时，增大Na+和Cl—的浓度，对该反应的反应速率无影响。 3.固体反应物颗粒越小，其总表面积越大，与其它反应物的接触面积越大，有效碰撞次数越多，反应速率越大，故块状固体可以通过研磨以增大表面积来增大反应速率。 即学即练 1.实验室制备CO2气体时，向一定质量的CaCO3（块状固体）中加入200mL 2mol•L﹣1盐酸，反应进行到 1min时共产生标准状况下的CO2气体224mL，下列有关该反应速率的描述正确的是（忽略溶液体积的变化） （　　） A．将2mol•L﹣1盐酸改为相同物质的量浓度的硫酸，反应速率一定更快 B．1min内，用Ca2+表示的反应速率为0.05mol•L﹣1•min﹣1 C．再加入少量CaCO3固体，生成CO2的速率明显加快 D．1min末时，用H+表示的反应速率为0.1mol•L﹣1•min﹣1 【答案】B 【解析】A.碳酸钙与硫酸反应生成的微溶性硫酸钙能覆盖在其表面，阻止反应进行，即将2mol•L﹣1盐酸改为相同物质的量浓度的硫酸时，反应速率将减慢，故A错误； B.由上述分析可知，，故B正确； C.加入固体不能改变反应物浓度，不能改变反应速率，即再加入少量CaCO3固体时生成CO2的速率不变，故C错误； D.，该速率是1min内的平均速率，但随着反应的进行盐酸浓度降低、反应速率减慢，所以1min末时，用H+表示的1min反应速率小于0.1mol•L﹣1•min﹣1，故D错误。 故选:B。 2.对于300mL 1mol•L﹣1盐酸与铁片的反应，采取下列措施： ①升高温度②改用100mL 3mol•L﹣1盐酸③再加300mL 1mol•L﹣1盐酸 ④用等量铁粉代替铁片⑤改用100mL 98%的硫酸 其中能使反应速率加快的是（　　） A． ①②④ B．①③④ C．①②③④ D．①②③⑤ 【答案】A 【解析】①适当升高温度，增大活化分子百分数，反应速率加快;②改用100mL 3mol儿盐酸，酸的浓度增大，反应速率加快;③再加300ml1mol儿盐酸，酸的浓度不变，反应速率不变;④用等量铁粉代替铁片，增大固体接触面积，使反应速率加快;⑤改用98%的硫酸，浓硫酸与铁不生成氢气，则不能加快反应速率;综上所述，①②④正确;故选A。 （2）压强对化学反应速率的影响 影响规律：对于气体反应来说，在一定温度下，增大压强(减小容器体积)，反应速率加快；减小压强(增大容器体积)，反应速率减慢。 易错提醒 1.若参加反应的物质为固体或液体(溶液)，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响， 可以认为反应速率不变。 2.对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率和逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率和逆反应速率都减小。 即学即练 1.减小反应容器的体积而使压强增大，该方法对下列化学反应的速率无影响的是(　　) A．CO2(g)＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O B．H2(g)＋I2(g)2HI(g) C．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3 D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 【答案】C 【解析】C项，反应过程中无气体物质参加或生成，故改变压强对反应速率无影响。 （3）温度对化学反应速率的影响 ①实验探究 实验原理 Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 实验操作 取两只试管，分别向两只试管中都加入5mL 0.1mol/L的硫酸和5mL 0.1mol/L的Na2S2O3溶液，然后将两只试管分别放入冷水和热水中。 实验现象 冷水和热水中的两组实验均出现浑浊，但热水中的一组实验先出现浑浊。 实验结论 升高温度，Na2S2O3与H2SO4的反应速率加快。 ②影响规律 当其他条件不变时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。 易错提醒 1.温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。升温时，化学反应增大；降温时，化学反应速率减小。 2.对于可逆反应来说，升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，只是增大的程度不同；同理，降低温度，正反应速率和逆反应速率均减小，只是减小的程度不同。 即学即练 1.把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1 H2SO4溶液的烧杯中，该铝片与H2SO4反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，回答下列问题： （1）曲线O→a段，不产生氢气的原因是_____________________________________________。 有关反应的化学方程式为_________________________________________________________。 （2）曲线a→b段，产生氢气的速率增大的主要原因是_________________________________。 （3）曲线上b点之后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是__________________________。 【答案】（1）久置的铝片表面有氧化铝薄膜，会先与H2SO4反应　Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O （2）该反应是放热反应，体系温度升高，化学反应速率增大 （3）随着反应的进行，H2SO4溶液的浓度减小，化学反应速率逐渐减小 【解析】（1）在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，H2SO4先和氧化铝反应，不产生氢气。（2）a→b段，虽然H2SO4溶液的浓度减小，但该反应是放热反应，体系温度升高，温度起主导作用，故化学反应速率增大。（3）曲线上b点之后，H2SO4溶液的浓度减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。 （4）催化剂对化学反应速率的影响 ①实验探究 实验原理 2H2O2 = 2H2O + O2↑ 实验操作 在两支试管中各加入2mL5%H2O2溶液，再向两支盛有H2O2溶液的试管中分别加入0.1 mol/L FeCl3溶液和H2O各1mL，摇匀，比较产生气泡的快慢。 实验现象 加入FeCl3溶液的试管中，产生气泡快；加入H2O的试管中，产生气泡缓慢。 实验结论 加入催化剂能加快化学反应速率。 ②影响规律 催化剂能够改变反应速率。 能够加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。在实际应用中，如不特别说明，凡是说催化剂都是指正催化剂。 【实验探究Ⅱ】 试剂 所用时间 反应速率 结论 1mol/LH2SO4溶液 长 慢 4mol/LH2SO4溶液与锌反应比1mol/LH2SO4溶液与锌反应的速率快 4mol/LH2SO4溶液 短 快 注意事项： ①锌的颗粒(即表面积)大小基本相同； ②40 mL的稀硫酸要迅速加入； ③装置气密性良好，且计时要迅速准确； ④气体收集可以用排水量气装置(如图所示)代替。 实验讨论：除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有(至少填两种)： ①测定一定时间内产生的H2的体积； ②测定一段时间内H＋的浓度变化； ③测定一段时间内锌粒的质量变化。 2. 影响化学反应速率的因素 （1） 内因：反应物本身的组成、结构和性质等因素。 （2） 外因 A.温度 ①基本规律：温度越高，化学反应速率越快 ②经验规律：一般温度每升高10℃，其反应速率增加2～4倍 B.压强：气体反应的压强越大，化学反应速率越快 C.浓度：浓度越大，化学反应速率越快 D.催化剂：使用适当的催化剂可以显著改变化学反应速率 E.接触面积：反应物的颗粒越小，接触面积越大，化学反应速率越快 F.原电池：形成原电池，可以加快氧化还原反应的速率 易错提醒 1.温度 ①催化反应，升高温度，催化剂可能失活，反应速率减慢 ②有机反应，升高温度，有可能发生副反应，主反应速率减慢 2.压强 ①改变非气体反应的压强，反应速率不变 ②改变等体反应的压强，v正和v逆变化幅度相同 3.浓度 ①固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反应速率不变 ②加入固体物质，有可能改变接触面积，反应速率可能加快 4.充惰性气体问题 ①恒容容器通惰性气体，压强增大，浓度不变，速率不变 ②恒压容器通惰性气体，体积变大，浓度减小，速率减慢 即学即练 1.用一质量为1.2 g的铝片与45 mL 4 mol·L－1稀硫酸反应制取H2，若要增大反应速率，采取的措施：①再加入20 mL 4 mol·L－1硫酸；②改用30 mL 6 mol·L－1的稀硫酸；③改用20 mL 18 mol·L－1浓硫酸；④改用1.2 g铝粉代替1.2 g铝片；⑤适当升高温度；⑥在敞口容器中反应。其中正确的是(　　) A．①②③④ B．②④⑤ C．②③④⑤ D．②③④⑤⑥ 【答案】B 【解析】①未增大c(H2SO4)，反应速率不变；③18 mol·L－1的浓硫酸会使铝钝化；⑥在敞口容器中反应，H2逸出并不影响反应速率。 2.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 H2O 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 【答案】D 【解析】当有多个外界条件时，要对比找出其相同条件和不同条件，然后比较判断。影响化学反应速率的因素很多，本题从浓度和温度两个因素考查，结合选项知混合液体积都为20 mL，根据浓度越大、温度越高，反应速率越快，可以推知D选项正确。 3.(2023·广东深圳南山区期末)一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不能改变化学反应速率的是(　　) A．缩小容器容积使压强增大 B．恒容，充入N2 C．恒容，充入He D．恒压，充入He 【答案】C 【解析】A项，缩小容器容积，各物质的浓度增大，反应速率增大，不符合题意；B项，恒容，充入氮气，氮气的浓度增大，反应速率增大，不符合题意；C项，恒容，充入惰性气体，对参加反应的各物质的浓度无影响，反应速率不改变，符合题意；D项，恒压，充入惰性气体，容器的容积增大，参与反应的各物质的浓度减小，反应速率减小，不符合题意。 ◆知识点二 活化能 1. 有效碰撞理论 有效碰撞，指能够发生化学反应的碰撞。 化学反应的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。反应物分子间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生，多数碰撞并不能导致反应的发生，是无效碰撞。碰撞的频率越高，则化学反应速率就越大。研究发现，只有既具有足够的能量又有合适的碰撞取向的分子碰撞，才是有效碰撞。 有效碰撞是发生化学反应的先决条件。 2. 活化能和活化分子 （1）活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 （2）活化能：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。 如下图所示中的Ea(正)是反应的活化能，Ea(逆)是活化分子变成生成物分子放出的能量，能量差 Ea(逆)—Ea(正)是反应热。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。 3. 基元反应 （1）含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应叫基元反应。 （2）特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 4. 反应历程（反应机理） 大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。反应历程就是多个基元反应构成的反应序列。反应历程中的每一步反应都称为基元反应。 5. 反应历程中的速率 （1）决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； （2）决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 （3）实例：H2（g）＋I2（g）2HI（g），它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2I＋I（快）②H2＋2I2HI（慢），其中慢反应为整个反应的决速步骤。 6. 活化能与反应速率 在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。 活化能低→普通分子易变成活化分子→活化分子百分数大→有效碰撞次数多→反应速率快。 利用有效碰撞理论可以解释外界条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响。 （1） 用有效碰撞理论解释浓度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的，如果反应物浓度增大，则单位体积内活化分子的数目增多（但活化分子百分数不变），那么在单位时间内有效碰撞的次数也就相应增多，化学反应速率也就增大了。 （2） 用有效碰撞理论解释压强对化学反应速率的影响 在一定温度下，一定物质的量的气体所占的体积与压强成反比。增大压强(减小容器体积)相当于增大反应物的浓度反应速率加快；减小压强(增大容器体积)相当于减小反应物浓度，反应速率减慢。 （3） 用有效碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分能量较低的分子变成活化分子→活化分子百分数增加→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。 因此，升高温度可以增大化学反应速率。 （4） 用有效碰撞理论解释（正）催化剂对化学反应速率的影响 使用催化剂→降低反应所需的能量→更多的反应物分子成为活化分子→大大增加单位体积内的活化分子百分数→成千成万倍地增大化学反应速率。 即学即练 1．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，其反应机理如下 ①NO(g)＋Br2(g)NOBr2(g)　快 ②NO(g)＋NOBr2(g)2NOBr(g)　慢 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．该反应的速率主要取决于①的快慢 B．NOBr2是该反应的催化剂 C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1 D．增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 【答案】C 【解析】反应速率主要取决于慢的一步，所以该反应的速率主要取决于②的快慢，故A错误；NOBr2是反应过程中的中间产物，不是该反应的催化剂，故B错误；由于该反应为放热反应，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1，故C正确；增大Br2(g)浓度，活化分子百分数不变，但单位体积内的活化分子数目增多了，所以能加快反应速率，故D错误。 2．设C＋CO22CO(吸热反应)的反应速率为v1，N2＋3H22NH3(放热反应)的反应速率为v2，若对以上两个反应均升高温度，v1、v2会________(填“减小”“增大”或“不变”)，从有效碰撞理论角度分析原因：________。 【答案】增大　无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，分子的平均能量均增加，活化分子百分比增加，单位体积内活化分子数增加，单位时间内有效碰撞次数增加，反应速率增大 3．在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，完成下列问题(填序号)： （1）降低反应活化能的是________。 （2）增加活化分子百分比的是________。 （3）未改变活化分子百分比，增加单位体积内分子总数的是________。 （4）增加单位体积内活化分子数的是________。 【答案】（1）④　（2）②④　（3）①③　（4）①②③④ 一、压强影响化学反应速率的几种情况 分析压强改变对反应速率的影响,关键是看参加反应的气体浓度是否有变化。若气体浓度有变化,则化学反应速率一定改变;若气体浓度无变化,则化学反应速率不改变。具体分为以下几种情况： 实践应用 1.对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) （1）恒温恒容条件下，向反应体系中充入氮气，反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，原因是___________________________________________________。 （2）恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率________，原因是________________。 （3）恒温恒压条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率________，原因是________________。 【答案】 （1）增大　增大反应物的浓度，化学反应速率增大 （2）不变　恒容条件下，充入氦气，反应物和生成物的浓度不变，化学反应速率不变 （3）减小　压强不变，充入氦气，容积增大，氮气、氢气的浓度减小，化学反应速率减小 2．在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，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.(用“加快”、“减慢”、“不变”填空) （1）保持容器容积不变，再向其中充入1molH2，反应速率 。 （2）保持容器容积不变，再向其中充入1molN2(不参加反应)，反应速率 。 （3）保持容器内气体的压强不变，再向其中充入1molN2，反应速率 。 （4）保持容器容积不变，再向其中充入1molH2和1molI2，反应速率 。 （5）保持容器内气体的压强不变，再向其中充入1molH2和1molI2，反应速率 。 【答案】（1）加快（2）不变（3）减慢（4）加快（5）不变 【解析】 （1）保持容器容积不变，向其中加入1molH2，氢气浓度增大，反应速率加快； （2）容积不变，向其中加入1molN2，氮气不参与反应，各反应组分浓度未变，反应速率不变； （3）保持容器中气体压强不变，向其中加入1molN2，为保持恒压，体积增大，各反应组分浓度减小，反应速率减慢； （4）保持容器容积不变，再向其中充入1molH2和1molI2，相当于增大压强，反应速率加快； （5）保持容器中气体压强不变，向其中加入1molH2(g)和1molI2(g)，体积增大，但压强未变，则反应物浓度也不变，反应速率不变。 2、 活化分子、 有效碰撞与反应速率的关系 1.关系：活化分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 2.解释： ①影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的活化能的大小； ②使用催化剂可降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ③升高反应体系的温度，吸收能量，可增大活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ④增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑤增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑥增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数，从而增大反应速率。 实践应用 1.下列说法正确的是(　　) A．活化分子具有的能量是活化能 B．活化分子的总数越多，反应速率越大 C．某一反应的活化分子的百分数是个定值 D．单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越大 【答案】D 【解析】活化分子具有的能量与普通分子具有的能量之差叫活化能，A错误；单位体积内活化分子总数越多，有效碰撞机率越大，反应速率越大，B错误；只有在一定条件下，活化分子在反应物中所占百分数才是定值，C错误。 2．下列说法正确的是 A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 【答案】C 【解析】A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数不变，故A错误；B．增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大单位体积内活化分子数目，但活化分子的百分数不变，故B错误；C．升高温度，活化分子数目增多，可增加反应物分子中活化分子的百分数，使反应速率增大，故C正确；D．使用催化剂，能改变反应物的活化能，能改变活化分子百分数，但反应速率不一定增大，有的催化剂是减慢反应速率的，故D错误；答案C。 3. 某温度下，关于可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)  ΔH＜0，下列说法正确的是 A．其他条件不变，升高温度，活化能减小，活化分子百分数增加，速率增大 B．其他条件不变，恒容条件下，通入稀有气体(不参加反应)，正、逆反应速率均增大 C．其他条件不变，减小C(g)的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．其他条件不变，压缩体积增大压强，活化分子百分数不变，有效碰撞几率增加 【答案】D 【解析】A．其他条件不变，升高温度，分子能量增加，活化分子百分数增加，速率增大，A错误；B．其他条件不变，通入稀有气体，参加反应的气体浓度不变，反应速率也不变，B错误；C．其他条件不变，减小C(g)的浓度，逆反应速率减小，平衡向正向移动，反应物浓度减小，正反应速率也逐渐减小，C错误；D．其他条件不变，增大压强，体积减小，分子总数不变，单位体积内的分子数增加，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞几率增加，化学反应速率加快，但活化分子百分数不变，D正确；故选：D。 考点一 影响化学反应速率的因素 【例1】对于反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，其他条件不变时，下列措施不能改变化学反应速率的是(　　) A．减小C(s)的量 B．增大H2O(g)的浓度 C．增大CO(g)或H2(g)的浓度 D．减小H2O(g)的浓度 【答案】A 【解析】改变浓度，可以改变化学反应速率，而改变固体物质的量不能改变化学反应速率，因为固体物质的浓度可视为常数。 解题要点 注意外界因素对化学反应速率影响的易错点： （1）误认为随着化学反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定，因为反应速率不仅受浓度影响，也受温度影响，对于放热反应来说，化学反应速率一般会先增大后减小。 （2）做题时用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。 （3）注意不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率，但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。 （4）误认为只要增大压强，化学反应速率一定增大。注意充惰性气体对化学反应速率的影响，同时分析时要关注体系为恒温还是绝热状态、是恒温条件还是恒压条件。 （5）注意温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响是一致的。升温时，正逆反应速率均增大，同理，降温时正逆反应速率均减小。 【变式1-1】（24-25高二上·辽宁·期中）一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生如图反应，反应过程中X、Y、Z、W（均为气体）的物质的量变化如图所示，下列说法正确的是 A．反应的化学方程式为 B．反应至6 min时 C．反应至2 min时Y的转化率为 D．反应任意时刻体系的压强与初始压强之比均为 【答案】D 【解析】由图可知，X、Y的物质的量减小，是反应的反应物，Z、W的物质的量增大，是反应的生成物，X、Y、Z、W的物质的量比为(1.0—0.4)mol：(1.0—0.2)mol：1.0mol：0.4mol=3：4：5：2，反应的化学方程式为。 A．由分析可知，反应的化学方程式为，故A错误； B．由图可知，反应至6 min时，W的物质的量为0.4mol，W的浓度，故B错误； C．由图可知，反应至2 min时Y的物质的量为0.6mol，转化率为，故C错误； D．由分析可知，反应的化学方程式为，该反应是气体体积不变的反应，所以反应任意时刻体系的压强与初始压强之比均为，故D正确； 故选D。 【变式1-2】某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验②的反应物应为(　　) 实验编号 反应物 催化剂 ① 10 mL 2% H2O2溶液 无 ② 无 ③ 10 mL 5% H2O2溶液 MnO2固体 A.5 mL 2% H2O2溶液 B．10 mL 2% H2O2溶液 C．10 mL 5% H2O2溶液 D．5 mL 10% H2O2溶液 【答案】C 【解析】本实验的目的是运用控制变量法，探究浓度、催化剂对反应速率的影响，表中已有数据中，①和③两组实验有两个反应条件不同，二者无法达到实验目的；实验②和③中，应是探究催化剂对反应速率的影响，所以实验②中双氧水浓度和体积必须与③相同，即反应物为10 mL 5% H2O2溶液；实验①和②中都没有使用催化剂，可以探究双氧水浓度对反应速率的影响，实验②的反应物为10 mL 5% H2O2溶液时符合条件，C正确。 【变式1-3】碳酸钙与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示，下列结论错误的是(　　) A．反应开始2 min内平均反应速率最大 B．反应速率先增大后减小 C．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大 D．反应在2～4 min内以CO2的物质的量变化表示的反应速率为v(CO2)＝0.1 mol·min－1 【答案】A 【解析】图中的曲线表明，在0～2 min内产生了0.1 mol CO2，以CO2的物质的量变化表示的反应速率v1＝0.05 mol·min－1；2～4 min内产生了0.2 mol CO2，v2＝0.1 mol·min－1；4～6 min内产生了0.05 mol CO2，v3＝0.025 mol·min－1，产生CO2的速率先快后慢，故2～4 min的平均反应速率最大，4～6 min的平均反应速率最小，A项错误、D项正确；反应速率先增大后减小，B项正确；反应速率先增大是由于反应放热，使溶液温度升高，导致反应速率增大，4 min后反应速率减小则是由浓度减小引起的，C项正确。 考点二 有效碰撞理论及其应用 【例2】下列关于有效碰撞理论的说法正确的是 A．催化剂在化学反应过程中参与了反应，使活化分子百分数增大，反应速率加快 B．增大浓度，活化分子百分数增大，反应速率加快 C．升高温度，反应的活化能降低，反应速率加快 D．增大压强，所有反应的有效碰撞概率增大，反应速率加快 【答案】A 【解析】A．催化剂降低了反应需要的能量，一些普通分子成为了活化分子，活化分子百分数增大，反应速率加快，故A正确；B．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子数，反应速率加快，但不会增大单位体积内活化分子的百分数，故B错误；C．升高温度并不能降低活化能，而是部分普通分子获得能量转化为活化分子，导致活化分子百分数增大，有效碰撞几率增大，从而使化学反应速率提高，故C错误；D．压强改变只对有气体参加的反应有影响，若反应中无气体参与，改变压强反应速率不变，故D错误；故选A。 解题要点 【变式2-1】既能增大反应物分子的能量，又能加快反应速率的措施是 A．使用催化剂 B．升高温度 C．增大反应物浓度 D．增大压强 【答案】B 【解析】A．催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，但不能增大反应物分子的能量，故A错误；B．升高温度，可使更多分子转化为活化分子，增大反应物分子的能量，可增加化学分子百分数，加快化学反应的速率，故B正确；C．增大反应物浓度不能增大反应物分子的能量，故C错误；D．增大压强不能增大反应物分子的能量，故D错误；故选：B。 【变式2-2】某温度下，容积一定的密闭容器中进行以下反应： ，下列叙述中正确的是 A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的容积缩小，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多 【答案】A 【解析】A．在容器中加入氩气，参加反应气体的浓度并没有变化，则反应速率不变，A正确； B．W为固体，加入少量W，反应速率不变，B错误； C．升高温度，正逆反应速率都增大，C错误； D．将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子数，但活化分子的百分数不变，D错误； 故选A。 考点二 基元反应与反应历程 【例3】一定条件下，向某密闭容器中充入1mol，发生反应： ，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：① ② 下列分析不正确的是 A．、 B． C．活化分子只要发生碰撞就能发生反应 D．升高温度，反应速率增大，因为活化分子百分含量增大 【答案】C 【解析】A．基元反应①是断裂化学键过程，反应吸热，ΔH1＞0，基元反应②是形成化学键过程，反应放热，ΔH2＜0，故A正确；B．向密闭容器中充入1molHI，反应前后碘原子总数不变，故n(HI)+2n(I2)=1mol，故B正确；C．只有活化分子发生有效碰撞，发生有效碰撞时取决于分子的能量和碰撞方向，此时才能发生化学反应，故C错误；D．通常情况下，升高温度活化分子百分含量增大，活化分子碰撞几率越大，导致化学反应速率增大，故D正确。答案选C。 解题要点 1．基元反应 （1）含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应叫基元反应。 （2）特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。 2．反应历程（反应机理）：大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。反应历程就是多个基元反应构成的反应序列。反应历程中的每一步反应都称为基元反应。 3．反应历程中的速率 （1）决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应； （2）决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率。 （3）实例：H2（g）＋I2（g）2HI（g），它的反应历程可能是如下两步基元反应： ①I2I＋I（快）②H2＋2I2HI（慢），其中慢反应为整个反应的决速步骤。 【变式3-1】对于反应2NO+2H2N2+2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程： 第一步：2NON2O2   快反应；第二步：N2O2+H2→N2O+H2O   慢反应；第三步：N2O+H2→N2+H2O   快反应。 上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述不正确的是 A．该反应的速率由第二步反应决定 B．反应的中间产物有N2O2、N2O C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞不一定是有效碰撞 D．若第一步反应的，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 【答案】D 【解析】A．总反应速率由慢反应决定，所以该反应的速率由第二步反应决定，A正确；B．NO、H2是反应物，反应的中间产物有N2O2、N2O，B正确；C．只有少数分子的碰撞能发生化学反应，能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞，第三步反应中N2O与H2的碰撞不都是有效碰撞，C正确；D．升高温度，正逆反应速率均增大，D错误；故选D。 【变式3-2】已知：，该反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是 A．反应①为吸热反应，反应②为放热反应，总反应为放热反应 B．HI是该反应催化剂，起到加快反应速率的作用 C．整个反应过程共有2个基元反应，决定速率的为第①步反应 D．ICl(g)+HI(g)= I2 (g)+HCl (g)  ΔH = -218kJ/mol 【答案】C 【解析】A．反应①中，反应物[2ICl(g)+H2(g)]总能量高于生成物[HCl(g)+HI(g)+ICl(g)]总能量，为放热反应，A错误； B．由图可知，反应①生成HI，在反应②中消耗HI，则HI是中间产物，不是催化剂，B错误； C．由图可知，反应①的正反应活化能比反应②的大，反应①的反应速率较慢，所以总反应的反应速率取决于第①步反应，C正确； D．由图可得，总反应2ICl(g)+H2(g)=I2(g)+2HCl(g)  ∆H =-218kJ·mol-1，D错误； 故本题选C。 基础达标 1．下列说法错误的是(　　) 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 A．①④ B．③④ C．④⑤ D．②⑤ 【答案】B 【解析】活化分子间的碰撞有适当的取向时，才能发生有效碰撞；活化分子间只有发生有效碰撞时，才能发生化学反应。 2．下列说法不正确的是(　　) A．增大反应物浓度，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多 B．增大压强，单位体积内气体的活化分子数增多，有效碰撞次数增多 C．升高温度，活化分子百分数增加，分子运动速度加快，有效碰撞次数增多 D．催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，有效碰撞次数增多 【答案】A 【解析】A项，增大反应物浓度，活化分子数目增多，但活化分子百分数不变。 3.下列措施能明显增大化学反应速率的是(　　) A．钠与水反应增大水的用量 B．将稀硫酸改为98%的浓硫酸与锌反应制取氢气 C．在硫酸溶液与氢氧化钠溶液反应时，增大压强 D．恒温恒容条件下，在合成氨反应中增加氮气的量 【答案】D 【解析】增大水的用量对Na与水的反应速率无明显影响，A项错误；改为浓硫酸后将得不到H2，B项错误；无气体参与和生成的反应，压强的变化对化学反应速率无明显影响，C项错误；增大反应物的浓度可以加快反应速率，D项正确。 4.下列说法正确的是 A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 【答案】C 【解析】A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数不变，故A错误；B．增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大单位体积内活化分子数目，但活化分子的百分数不变，故B错误；C．升高温度，活化分子数目增多，可增加反应物分子中活化分子的百分数，使反应速率增大，故C正确；D．使用催化剂，能改变反应物的活化能，能改变活化分子百分数，但反应速率不一定增大，有的催化剂是减慢反应速率的，故D错误；答案C。 5.某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)　ΔH＞0，下列叙述正确的是(　　) A．在容器中加入氩气，反应速率不变 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的体积压缩，可增加活化分子的百分数，有效碰撞次数增加 【答案】A 【解析】在容器中加入氩气，压强增大，但参与反应的物质的浓度不变，所以反应速率不变，A项正确；W是固体，所以加入少量W，正、逆反应速率均不变，B项不正确；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项不正确；将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子数，有效碰撞次数增多，反应速率增大，但活化分子的百分数不变，D项不正确。 6．亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温下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，故正确答案为C。 7.(2022·冀州高二测试)在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是(　　) 【答案】A 【解析】由图像知，横坐标为时间，纵坐标为V(O2)，只要H2O2的量相同，两种情况下最终产生O2的体积相同，①中加入MnO2作催化剂，加快了H2O2的分解速率，在相同时间内产生O2的体积比②大，反应结束时所用时间短，故选A。 8.下列生产或实验事实引出的结论错误的是 选项 生产或实验事实 结论 A 其他条件相同，铁片和稀硫酸反应，适当升高溶液的温度，单位时间内产生的气泡增多 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快 B 工业制硫酸过程中，在的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环 增大气液接触面积，使的吸收速率加快 C 在容积可变的密闭容器中发生反应：，把容器的体积缩小一半 反应速率减慢 D A、B两支试管中分别加入等体积5％的溶液，在B试管中加入2～3滴溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 【答案】C 【解析】A．其他条件相同，铁片和稀硫酸反应，适当升高溶液的温度，单位时间内产生的气泡增多，则反应速率增大，因此得出结论：当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快，A正确； B．与不装瓷环相比，从塔顶喷淋下来的浓硫酸从与从塔底进入的气体在瓷环间隙充分接触，能加快反应速率，因此得出结论：增大气液接触面积，使的吸收速率加快，B正确； C．在容积可变的密闭容器中发生反应：，把容器的体积缩小一半，则气体反应物浓度增大，反应速率也增大，C不正确； D．A、B两支试管中分别加入等体积5％的溶液，在B试管中加入2～3滴溶液，B试管中产生气泡快，则反应速率增大，该对比实验中，变量为催化剂，因此得出结论：当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率D正确； 答案选C。 9.下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是(　　) 选项 反应 甲 乙 A 外形、大小相近的金属和水反应 Na K B 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液分别和不同浓度的2 mL H2C2O4(草酸)溶液反应 0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液 0.2 mol·L－1的H2C2O4溶液 C 5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液反应 热水 冷水 D 5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2 无MnO2粉末 加MnO2粉末 【答案】C 【解析】由于K比Na活泼，故大小相近的金属K和Na与水反应，K的反应速率更快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大量的热，反应速率逐渐加快，A项不正确；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲快，B项不正确；由于甲反应是在热水中进行的，温度高，故甲的反应速率大于乙，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，C项正确；MnO2在H2O2的分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲，D项不正确。 10.如图所示是298K时，A2与B2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述正确的是 A．加入催化剂，反应热发生改变 B．该反应为吸热反应 C．逆反应的活化能大于正反应的活化能 D．该反应的 ∆H= (b-a) kJ/mol 【答案】B 【解析】A．加入催化剂改变反应的活化能，但是不改变反应热，A错误；B．由图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，反应为吸热反应，B正确；C．a为正反应的活化能，b为逆反应的活化能，所以逆反应的活化能小于正反应的活化能，C错误；D．由图可知，反应吸热焓变为正值，该反应的 ∆H= + (a-b) kJ/mol，D错误；故选B。 11.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。 实验 混合溶液　　　　　 A B C D E F 4 mol·L－1 H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 请完成此实验设计，其中V1＝________，V6＝________，V9＝________。 【答案】30　10　17.5 【解析】因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得各组实验中加入水的体积分别为V7＝20 mL，V8＝19.5 mL，V9＝17.5 mL，V10＝15 mL，实验E中加入的硫酸铜的体积V6＝10 mL。 综合应用 12.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH= －198 kJ/mol，在V2O5存在时，该反应的机理为： ⅰ．V2O5+SO2 = 2VO2+SO3(快)   ⅱ．4VO2+O2 = 2V2O5(慢) 下列说法正确的是 A．反应速率主要取决于反应物浓度 B．VO2是该反应的催化剂 C．逆反应的活化能大于198 kJ/mol D．反应ⅰ是决速步骤 【答案】C 【解析】A．由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5有更主要的关系， A错误；B．由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，VO2是中间产物，B错误；C．该反应的ΔH=正反应的活化能－逆反应的活化能=－198 kJ/mol，所以逆反应的活化能大于198 kJ/mol，C正确；D．慢反应是决速步骤，即反应ⅱ为决速步骤，故D错误；故选C。 13.某温度下，在体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)+Y(g)⇌Z(g)+W(s)△H>0，下列叙述正确的是 A．恒温，将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞几率提高 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．在容器中加入氩气，反应速率不变 【答案】D 【解析】A．增大压强，活化分子百分数不变，故A错误；B．W为固体，加入少量W，反应速率不变，故B错误；C．升高温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；D．在容器中加入氩气，参加反应气体的浓度不变，则反应速率不变，故D正确；故选D。 14.在改变下列条件能使反应物中单位体积内活化分子数和活化分子百分数同时减小但反应的活化能不变的是 A．减小反应物的浓度 B．降低温度 C．使用负催化剂 D．移去生成物 【答案】B 【解析】A．减小反应物的浓度，只能减小活化分子数，不能减小活化分子百分数，故A不选；B．降低温度既能减小活化分子数，又能减小活化分子百分数，但活化能不变，故B选；C．使用负催化剂要增大反应的活化能，故C不选；D．移去生成物，活化分子数目减少，活化分子百分数不变，故D不选。答案选B。 15．在容积不变的密闭容器中存在： 3H2(g) +3CO(g) =CH3OCH3(g) +CO2(g) ΔH<0，其他条件不变时，改变某一 条件对上述反应速率的影响，下列分析正确的是 A．图I研究的是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响 B．图I研究的是t0时刻降低温度对反应速率的影响 C．图II研究的是t0时刻增大压强对反应速率的影响 D．图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响 【答案】D 【解析】A．增大反应物浓度，瞬间正反应速率增大、逆反应速率不变，图I研究的不可能是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响，A错误；B．降低温度，正反应和逆反应速率都下降，图I研究的不可能是t0时刻降低温度对反应速率的影响，B错误；C．该反应气体分子总数减小，所以增压正反应和逆反应速率都加快、但正反应速率增加得更快， 图II研究的不可能是t0时刻增大压强对反应速率的影响，C错误；D．使用催化剂能同等程度地加快正反应和逆反应速率、图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响，D正确；答案选D。 16.已知：，不同条件下反应过程能量变化如图所示。 下列说法中不正确的是 A．反应的△H＜0 B．过程b使用了催化剂 C．使用催化剂不能提高活化分子百分数 D．过程b发生两步反应，第一步为吸热反应，且反应比第二步慢 【答案】C 【解析】A．从图中可以看出，生成物的总能量低于反应物的总能量，所以反应的△H＜0，A正确； B．图中信息显示，过程b中活化能降低，则使用了催化剂，B正确； C．使用催化剂，可以降低反应的活化能，从而提高单位体积内的活化分子数和活化分子百分数，C不正确； D．过程b发生两步反应，第一步反应生成物的能量高于反应物的能量，为吸热反应，且第一步反应的正反应的活化能大于第二步，所以第一步反应比第二步慢，D正确； 故选C。 17.(2024·广州高二质检)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。 18.I某化学小组安装两套如图所示的相同装置，用以探究影响H2O2分解速率的因素。 （1）仪器b的名称为是 。 （2）MnO₂催化下H2O₂分解的化学方程式为 。 （3）有如下实验设计方案，请帮助他们完成表格中未填部分。 实验编号 实验目的 T/K 催化剂 浓度 甲组实验I 作实验参照 298 3滴FeCl3溶液 10mL2%H2O2 甲组实验Ⅱ 298 10mL5%H2O2 已知反应：Na2S2O3+H2SO4=NaSO4+S+SO2+H2O，某同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下： 实验 编号 实验温度 ℃ ① 25 0.1 5.0 0.1 10.0 a ② 25 0.1 10.0 0.1 10.0 0 ③ 25 0.2 5.0 0.1 5.0 b ④ 30 0.2 5.0 0.1 10.0 5.0 其他条件不变时：探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验 (填实验编号)；若同时选择实验①②、实验②③，测定混合液变浑浊的时间，可分别探究Na2S2O3浓度和H2SO4的浓度对化学反应速率的影响，则表中a和b分别为 和 。 【答案】（1）分液漏斗 （2） （3）研究浓度对速率的影响 3滴FeCl3溶液 ①④ 5.0 10.0 【分析】探究温度对速率的影响时，其他条件要保持不变，由表中数据可知，②④只有温度不同，①②只有Na2S2O3浓度不同，②③只有H2SO4的浓度不同，由②可知总体积为20.00mL； 【解析】（1）由装置图可知仪器b的名称为分液漏斗； （2）H2O2在MnO2催化下分解生成水和氧气，化学方程式为：； （3）由甲组实验Ⅰ的实验目的可知，催化剂和浓度只能有一个作为变量，而浓度已为变量，催化剂就不能再作为变量，所以甲组实验Ⅱ中催化剂与甲组实验Ⅰ中的相同，由题干的实验目的可知甲组实验Ⅱ的实验目的为探究浓度对速率的影响，催化剂也为3滴FeCl3溶液；由表中数据可知，②④只有温度不同，探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验②④；若同时选择实验①②、实验②③，测定混合液变浑浊的时间，可分别探究Na2S2O3浓度和H2SO4的浓度对化学反应速率的影响，则表中a为20.0-10.0-5.0=5.0，b为20.0-10.0-10.0=10.0。 拓展培优 19.研究化学反应历程有利于调控化学反应速率。已知反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的反应进程和能量变化图如下： i：2NO(g)⇌N2O2(g) △H1 活化能Eal ii：N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g) △H2 活化能Ea2 活化能Ea1<Ea2，下列叙述错误的是 A．反应i的△H1<0 B．Ea1较小，则反应i平衡转化率小 C．反应ii是决速步骤 D．分离NO2的瞬间对反应ii的正反应速率没有影响 【答案】B 【解析】A． 由图可知，反应ⅰ的反应物总能量大于生成物总能量，则反应ⅰ为放热反应，反应i的△H1<0，故A正确；B． Ea1较小，说明反应ⅰ速率快，但不能说明反应ⅰ平衡转化率小，故B错误；C． 由图可知反应ⅱ的活化能大于反应ⅰ，则反应ⅱ是决速步骤，故C正确；D． 分离NO2的瞬间，此时反应ⅱ的反应物的浓度不变，即反应ⅱ的正反应速率不变，故D正确；故选：B。 20.SO2(g)+O2(g)→SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是 A．该反应的逆反应为吸热反应，SO2的能量一定高于SO3的能量 B．该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能 C．ΔH=E2-E1，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热 D．500℃、101kPa下，将1mol SO2(g)和0.5mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ，其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH=-2akJ·mol-1 【答案】B 【分析】由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应正反应为放热反应。 【解析】A．该反应的逆反应为吸热反应，SO2和O2的总能量高于SO3的能量，SO2的能量不一定高于SO3的能量，故A错误； B．反应焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和，该反应为放热反应，其<0，所以反应物的总键能小于生成物的总键能，故B正确； C．反应焓变为=E1-E2，使用催化剂能改变反应的活化能，但不改变反应热，故C错误； D．500 ℃、101 kPa下，将1 molSO2(g)和0.5 molO2(g)置于密闭容器中充分反应放热a kJ，由于该反应为可逆反应，得不到1 molSO3(g)，所以热化学方程式的反应热不等于-2a kJ/mol，故D错误； 故选B。 21.平流层中的氟氯烃对臭氧层的破坏作用机理如图所示，下列说法正确的是 A．催化反应中的催化剂为 B．催化反应的决速步骤是反应② C．反应过程中会积聚较高浓度的 D．反应达到平衡时，升高温度，浓度增大 【答案】D 【解析】A．由催化反应方程式知，反应前后不变，故催化剂为，A错误；B．催化反应中，反应①的活化能大于反应②的活化能，故催化反应的决速步骤是反应①，B错误；C．由催化反应知，反应①为慢反应，反应②为快反应，故反应过程中不会积聚较高浓度的，C错误；D．由总反应知，该反应为放热反应，反应达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，浓度增大，D正确；故选D。 22.若基元反应A→2B的活化能为，而2B→A的活化能为Ea′。试回答下列问题： （1）加入催化剂后，和Ea′各有何变化 ？- Ea′有何变化 ？ （2）加入催化剂后，对和Ea′的影响是否相同 ？ （3）加入不同的催化剂，对的影响是否相同 ？ （4）提高反应温度，和Ea′各有何变化 ？ （5）改变起始浓度后，有何变化 ？ 【答案】（1）和Ea′同时降低相同的值 不变（2）相同（3）不同（4）基本不变（5）无变化 【解析】（1）加入催化剂后，能改变反应的活化能，同等程度改变正反应和逆反应的活化能，故和Ea′同时降低相同的值；催化剂不能改变焓变，故△H=- Ea′不变； （2）加入催化剂后，能改变反应的活化能，同等程度改变正反应和逆反应的活化能，故对和Ea′的影响相同； （3）加入不同的催化剂，可能对活化能改变的程度不同，故对的影响不同； （4）提高反应温度，反应物的活化能不变，活化分子的数目增多，故和Ea′基本不变； （5）改变起始浓度后，反应物的活化能不变，故不变。 23．在一定条件下，容积为2L的密闭容器中，将2molL气体和3molM气体混合，发生如下反应：2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g)，10s末，生成2.4mol R，并测得Q的浓度为0.4 mol•L-1。计算： （1）10s末L的物质的量浓度为__________________。 （2）前10s内用M表示的化学反应速率为__________________。 （3）化学方程式中x值为__________________。 （4）L(g)的转化率为__________________。 （5）在恒温恒容条件下，往容器中加入1mol氦气，反应速率__________________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。 （6）在恒温恒压条件，往容器中加入1mol氦气，反应速率__________________。 【答案】（1）0.2mol/L （2）0.12 mol/(L•s) （3）1 （4）80% （5）不变 （6）减小 【分析】2min达平衡，生成2.4molR，并测得Q的浓度为0.4mol/L，Q物质的量=0.4mol/L×2L=0.8mol，物质的量之比等于化学计量数之比，0.8：2.4=x：3，计算得到x=1；根据已知条件列出“三段式”。 【解析】（1）10s末L的物质的量浓度为 =0.2mol/L。 （2）前10s内用M表示的化学反应速率 mol/(L•s)。 （3）2min达平衡，生成2.4molR，并测得Q的浓度为0.4mol/L，Q物质的量=0.4mol/L×2L=0.8mol，物质的量之比等于化学计量数之比，0.8：2.4=x：3，计算得到x=1。 （4）L(g)的转化率为=80%。 （5）在恒温恒容条件，往容器中加入1mol氦气，总压增大，分压不变平衡不动，反应速率不变。 （6）在恒温恒压条件，往容器中加入1mol氦气，为保持恒压条件增大，压强减小，反应速率减小。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$