专题2 第1单元 第2课时 影响化学反应速率的因素-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案全书Word（苏教版2019）

化学 选择性必修1 SJ 第2课时　影响化学反应速率的因素 1.通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂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；知道催化剂可以改变反应历程。3.了解控制化学反应速率对生产、生活的意义。 一、碰撞理论 1．有效碰撞 (1) (2)发生有效碰撞的条件 ①发生碰撞的分子具有足够高的能量。 ②分子在一定的方向上发生碰撞。 2．活化分子 在化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子。 3．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。 4．化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系 (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。许多反应都是经过两个或多个步骤完成的复杂反应，如H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，经历了两步基元反应：I2===2I、H2＋2I===2HI。 (2)每个基元反应都有对应的活化能，反应的活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例也就越小，故化学反应速率越小。 二、影响化学反应速率的因素 反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。除此之外，外界条件也会影响化学反应的速率。 1．浓度对反应速率的影响 (1)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)理论解释：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，反应速率增大。 2．压强对反应速率的影响 对于有气体参加的反应，在密闭容器中保持温度不变时，增大压强，气体体积减小，相当于增大反应物的浓度，反应速率增大；减小压强，气体的体积增大，相当于减小反应物的浓度，反应速率减小。 3．温度对反应速率的影响 (1)规律：其他条件相同时，升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。据测定，许多反应一般温度每升高10 K，其反应速率可增加2～4倍。 (2)理论解释：随着温度升高，反应物的活化分子数目增多，分子运动加快，活化分子有效碰撞的次数增多，反应速率增大。 4．催化剂对反应速率的影响 (1)规律：其他条件相同时，使用适当的催化剂对化学反应速率有显著影响。 (2)过渡态理论 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(如图所示)。图中，Ea为正反应的活化能，Ea′为逆反应的活化能。活化能越小，反应速率越大。 (3)理论解释：使用催化剂，改变了反应的路径，降低反应所需的活化能，反应速率增大。 5．其他因素对反应速率的影响 除了上述因素外，反应物间的接触面积、光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)增加固体反应物的质量，化学反应速率增大。(　　) (2)任何反应，增大压强，反应速率一定增大。(　　) (3)增大反应物浓度，虽然活化分子百分比未变，但单位体积内分子总数增加，使单位体积内活化分子总数增加，化学反应速率加快。(　　) (4)对于A(g)＋B(g) C(g)　ΔH>0，升高温度v正增大，v逆减小。(　　) (5)升高温度，反应物活化分子百分数增大。(　　) (6)使用催化剂能降低反应的焓变，所以能加快反应速率。(　　) (7)用相同质量的锌粉和锌片与同浓度的足量盐酸反应，产生氢气的量和速率都相同。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×　(7)× 知识点一　浓度和压强对反应速率的影响 1．浓度对反应速率的影响 (1)影响反应速率的是反应物或生成物的浓度，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HCl溶液反应时，增大Na＋或Cl－的浓度，对该反应的反应速率无影响。 (3)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。 (4)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。 (5)若某物质的浓度变化改变了其性质，则反应实质发生改变，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，但常温下铁遇浓硫酸钝化。 2．压强对反应速率的影响 对于有气体参加的反应，改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是浓度的改变。所以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，分析这种改变对反应体系中各组分的浓度产生什么影响，由此判断出对反应速率有什么影响。 (1)恒温时 压缩体积压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大。 (2)恒温、恒容时 充入反应物气体压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大； 充入惰性气体压强增大→反应物浓度不变→化学反应速率不变。 (3)恒温、恒压时 充入与原反应物组成相同气体→压强不变→体积增大→反应物浓度不变→反应速率不变； 充入“无关”气体→压强不变体积增大反应物浓度减小化学反应速率减小。 1．10 mL 1 mol·L－1盐酸与一小块大理石发生化学反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列措施能使化学反应速率增大的是(　　) A．加入一定量的CaCl2 B．加入5 mL 1.5 mol·L－1盐酸 C．加入15 mL 0.5 mol·L－1盐酸 D．加入5 mL H2O 答案：B 2．在一个容积可变的密闭容器中发生反应：3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)。 回答下列问题： (1)增加Fe的量，正反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (2)将容器容积缩小一半，正反应速率________，逆反应速率________。 (3)保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大，正反应速率________，逆反应速率________。 (4)保持压强不变，充入N2使容器容积增大，正反应速率________，逆反应速率________。 答案：(1)不变　(2)增大　增大 (3)不变　不变　(4)减小　减小 知识点二　温度和催化剂对反应速率的影响 1．温度对反应速率的影响 (1)其他条件相同时，温度升高，反应速率增大，反之减小。升高温度→活化分子百分数增大→有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大。 (2)温度对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，反应速率都增大；降低温度，反应速率都减小。 2．催化剂对反应速率的影响 (1)加入合适的催化剂→使发生反应所需的活化能降低→反应体系中含有的活化分子百分数增大→有效碰撞次数增加→反应速率增大。 (2)催化剂有正、负之分，没有特殊说明的情况下，催化剂是指正催化剂。 (3)催化剂有选择性，不同的化学反应的催化剂不相同，催化剂具有一定的活化温度。 (4)对于一个化学反应，不同的催化剂，催化效果不同，实验时应选用合适的催化剂。 (5)催化剂对可逆反应的正、逆反应的速率影响相同。 3．下列有关催化剂的说法正确的是(　　) A．催化剂参与化学反应，但反应前后催化剂的质量和化学性质不发生变化 B．对于可逆反应，使用催化剂能增大正反应速率，而逆反应速率不变 C．二氧化锰可作所有反应的催化剂 D．催化剂能使反应速率加快的实质是增大反应的活化能 答案：A 4.将一块质量为5.0 g的铝片投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸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段产生氢气的速率较慢的原因是________________________________ ________________________________________________________________。 (3)曲线B→C段产生氢气的速率增加较快的主要原因是______________________________ __________________________________________。 (4)曲线C点以后产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是________________________ ______________________。 答案：(1)铝片表面有Al2O3，硫酸首先与表面的Al2O3反应　Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O (2)氧化膜未完全反应掉，铝片与硫酸接触的表面积较小；反应刚开始放出的热量较少，温度较低 (3)反应放出的热量使溶液的温度升高而加快反应速率 (4)随着反应的进行，硫酸溶液的浓度下降 本课总结 外界条件对反应速率影响的原因 条件变化 微观因素变化 化学反应速率变化 活化分子数目 分子总数 活化分子百分数 单位体积内活化分子数目 有效碰撞 增大浓度 增加 增加 不变 增加 增加 加快 增大压强(缩小体积) 不变 不变 不变 增加 增加 加快 升高温度 增加 不变 增加 增加 增加 加快 使用催化剂 增加 不变 增加 增加 增加 加快 自我反思：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 随堂提升 1．100 mL 2 mol·L－1硫酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成的氢气的总量，可采用的方法是(　　) A．加入适量的6 mol·L－1的硫酸 B．适当加热 C．加入适量蒸馏水 D．加入适量的稀硝酸 答案：B 2．下列方法对2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的反应速率没有影响的是(　　) A．加入SO3 B．容积不变，充入N2 C．压强不变，充入N2 D．降低温度 答案：B 解析：容积不变，充入N2后没有引起反应体系中各物质浓度的变化，故反应速率不变。 3．在恒温下，使反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能够引起反应速率增大的是(　　) A．增加C的量 B．将容器的容积缩小一半 C．保持体积不变，充入Ar使体系压强增大 D．保持压强不变，充入Ar使容器容积增大 答案：B 解析：C为固体反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响；容器容积缩小一半，压强增大一倍，气体浓度增大，反应速率增大；体积不变，充入Ar，体系总压强增大，但各物质的浓度并未改变，反应速率不变；保持压强不变，充入Ar，容器容积增大，各气体物质的浓度变小，反应速率减小。 4．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较高的能量 ⑥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 A．①④ B．③④ C．④⑤⑥ D．②⑤ 答案：B 5．汽车尾气里含有有毒的NO和CO，NO和CO能缓慢地反应生成N2和CO2，对此反应的下列叙述中不正确的是(　　) A．使用催化剂能加快反应速率 B．升高温度能加快反应速率 C．改变压强对反应速率无影响 D．此反应能减轻尾气对环境的污染 答案：C 6．研究表明N2O与CO在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．反应总过程ΔH<0 B．Fe＋使反应的活化能减小 C．总反应若在2 L的密闭容器中进行，温度越高反应速率一定越快 D．Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2两步反应均为放热反应 答案：C 解析：该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，则反应是放热反应，ΔH<0，A正确；Fe＋是催化剂，降低该反应的活化能，B正确；该反应的总反应为N2O＋CO===N2＋CO2，反应过程中使用了催化剂，催化剂的活性与温度有关，只有在适当的温度范围内才能发挥催化剂的催化活性，因此温度越高，反应速率不一定越快，C错误；由图可知Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2两步反应，都是反应物的总能量高于生成物的总能量，所以两步反应均为放热反应，D正确。 课时作业 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．影响化学反应速率的本质因素是(　　) A．反应物的浓度 B．反应物的性质 C．催化剂 D．反应温度 答案：B 2.把镁条直接投入盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率如图所示，在下列因素中，影响反应速率的因素是(　　) ①盐酸的浓度　②镁条的表面积　③溶液的温度　④Cl－的浓度 A．①④ B．③④ C．①②③ D．②③ 答案：C 3．下列物质与酸反应产生H2的反应速率最大的是(　　) 选项 温度 物质 酸 A 25 ℃ 锌粒 0.1 mol·L－1盐酸 B 25 ℃ 锌粒 0.1 mol·L－1硫酸溶液 C 50 ℃ 锌粒 0.1 mol·L－1盐酸 D 50 ℃ 锌粉 0.1 mol·L－1硫酸溶液 答案：D 4．化学反应是有历程的，下列有关叙述错误的是(　　) A．所有的化学反应都由多个基元反应构成 B．化学反应不同，反应历程就不相同 C．反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程 D．由多个基元反应构成的化学反应中，其反应快慢取决于反应历程中的慢反应 答案：A 5．下列有关温度对化学反应速率影响的说法正确的是(　　) ①升高温度，活化分子数增加，反应速率加快　②升高温度，活化分子百分数增大，反应速率加快　③升高温度，有效碰撞次数增加，反应速率加快　④升高温度，分子运动加快，碰撞次数增加，反应速率加快 A．②③ B．②④ C．①②③ D．全部 答案：D 6．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错误。 7．实验小组探究双氧水与KI的反应，实验方案如表： 序号 ① ② ③ 实验装置及操作 实验现象 无明显变化 溶液立即变为黄色，产生大量无色气体；溶液温度升高；最终溶液仍为黄色 溶液立即变为棕黄色，产生少量无色气体，溶液颜色逐渐加深，温度无明显变化；最终有紫黑色物质析出 下列说法不正确的是(　　) A．KI对H2O2的分解有催化作用 B．对比②和③，酸性条件下H2O2氧化KI的速率更大 C．实验②③中的温度差异说明过氧化氢催化分解的反应为放热反应 D．对比②和③，③中的现象可能是因为H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率 答案：D 8．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T ℃时(各物质均为气态)，甲醇与水在铜催化剂上的反应机理和能量图如图，下列说法不正确的是(　　) A．该反应一共分为两步，其中第一步为该反应的决速步 B．反应Ⅱ是放热反应，但是总反应是吸热反应 C．增大压强和加入催化剂都能增大活化分子百分数 D．该反应的热化学方程式为CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝a kJ/mol 答案：C 解析：增大压强是增大单位体积内的分子数，活化分子百分数不变，导致单位体积内的活化分子数增多，有效碰撞次数增加，反应速率加快，而加入催化剂能够降低反应所需要的活化能，使得部分普通分子转变为活化分子，故可增大活化分子百分数，C错误。 9．已知2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－198 kJ·mol－1，在V2O5存在时，该反应的机理为V2O5＋SO22VO2＋SO3(快)；4VO2＋O22V2O5(慢)。下列说法正确的是(　　) A．反应速率主要取决于V2O5的质量 B．VO2是该反应的催化剂 C．逆反应的活化能大于198 kJ·mol－1 D．增大SO2的浓度可显著提高反应速率 答案：C 解析：V2O5是反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的催化剂，V2O5能加快该反应速率，但反应速率并非由V2O5的质量决定，A错误；VO2是反应的中间产物，B错误；根据反应热与正、逆反应活化能的关系可得ΔH＝Ea(正)－Ea(逆)＝－198 kJ·mol－1，则有Ea(逆)＝Ea(正)＋198 kJ·mol－1，从而可得Ea(逆)>198 kJ·mol－1，C正确；由题给反应机理可知，反应4VO2＋O22V2O5的速率较慢，则反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的反应速率主要由慢反应决定，故增大SO2的浓度，不能显著提高反应速率，D错误。 10．(广东高考)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，随着时间的变化，生成物浓度在增加，说明反应在进行，故A错误；由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，反应更快，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，则X的浓度应变化1.0 mol·L－1，而a曲线变化了2.0 mol·L－1，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X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)＝1.0 mol·L－1·min－1，故D正确。 11．向5 mL 1 mol·L－1的H2O2溶液中加入少量FeCl3粉末，发生反应： ①2Fe3＋＋H2O2===O2↑＋2Fe2＋＋2H＋；②2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋。下列有关说法正确的是(　　) A．向溶液中再加入少量NaCl粉末，Cl－的浓度增大，反应速率加快 B．Fe2＋是H2O2分解反应的催化剂 C．升高温度能加快H2O2的分解速率 D．改用10 mL 1 mol·L－1的H2O2溶液发生上述反应，则H2O2的分解速率增至原来的2倍 答案：C 解析：Cl－未参与该反应，故增大Cl－浓度对反应速率无影响，A错误；Fe2＋是H2O2分解反应的中间产物，B错误；H2O2浓度不变，反应速率不变，D错误。 二、非选择题 12．碘在科研与生活中都有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L－1 KI溶液、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L－1 K2S2O8溶液、0.10 mol·L－1Na2S2O3溶液等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。 已知：S2O＋2I－===2SO＋I2(慢) I2＋2S2O===2I－＋S4O(快) (1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O与S2O初始的物质的量需满足的关系为n(S2O)∶n(S2O)________。 (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表所示： 实验 序号 体积V/mL K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中Vx＝________ mL，理由是______________________________。 (3)已知某条件下，c(S2O)与反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O)­t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。 答案：(1)Na2S2O3　<2　(2)2.0　保证反应物K2S2O8浓度改变，而其他条件不变 (3) 13 学科网（北京）股份有限公司 $$