2.1 第2课时 浓度、压强对化学反应速率的影响(Word教参)-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修1（苏教版）

第2课时　浓度、压强对化学反应速率的影响 新知探究(一)——碰撞理论 1.碰撞理论　　　　　 碰撞理 论要点 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间的碰撞次数成正比 有效碰撞 的定义 能发生反应的碰撞 发生有效 碰撞的条件 ①分子必须具有足够高的能量; ②分子在一定的方向上发生碰撞 2.活化分子与活化能 (1)活化分子:化学反应中,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。 [微点拨]　活化分子发生碰撞,不一定发生化学反应,但发生化学反应的分子一定是活化分子。 3.基元反应 (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产物生成。 [微点拨]　有些反应只有一个基元反应,有些反应有多个基元反应。 (2)复杂反应:经过两个或多个步骤完成的反应。 (3)基元反应的活化能与反应速率的关系 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,化学反应速率越小。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (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)活化能越大,反应速率越大,化学反应的实质是原子的重新组合 (×) (4)化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞 (√) 2.有效碰撞是指 (　　) A.反应物分子间的碰撞 B.反应物活化分子间的碰撞 C.能发生化学反应的碰撞 D.反应物分子间有合适取向的碰撞 解析:选C　当分子成为活化分子,且活化分子之间发生合适取向的碰撞时,才发生化学反应,此时的碰撞为有效碰撞。 3.下列说法正确的是 (　　) A.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 B.活化分子具有的能量是活化能 C.活化分子的总数越多,反应速率越快 D.单位时间内有效碰撞次数增多,反应速率加快 解析:选D　活化分子间的碰撞并不都是有效碰撞,只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞,活化分子具有的平均能量与普通分子具有的平均能量之差才叫活化能;单位体积内活化分子总数越多,有效碰撞机会越多,反应速率才越快,A、B、C三项均错。 4.(2024·甘肃卷)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是 (　　) A.E2=1.41 eV B.步骤2逆向反应的ΔH=+0.29 eV C.步骤1的反应比步骤2快 D.该过程实现了甲烷的氧化 解析:选C　由能量变化图可知,E2=0.70 eV-(-0.71 eV)=1.41 eV,A项正确;由能量变化图可知,步骤2逆向反应的ΔH=-0.71 eV-(-1.00 eV)=+0.29 eV,B项正确;由能量变化图可知,步骤1的活化能E1=0.70 eV,步骤2的活化能E3=-0.49 eV-(-0.71 eV)=0.22 eV,步骤1的活化能大于步骤2的活化能,步骤1的反应比步骤2的慢,C项错误;该过程甲烷转化为甲醇,属于加氧氧化,D项正确。 新知探究(二)——浓度、压强对化学反应速率的影响　　　　 (一)浓度对反应速率的影响 1.内因 在相同条件下,不同化学反应的反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。 2.实验探究浓度对化学反应速率的影响 实验 操作 实验现象 均出现浑浊,先后顺序为A、B、C 实验结论 c(Na2S2O3)增大,产生浑浊的速率加快 规律总结 其他条件相同时,增大反应物的浓度,反应速率增大;减小反应物的浓度,反应速率减小 [微点拨]　对于固体或纯液体,其浓度可视为常数,因而其物质的量的改变不影响化学反应速率。固体物质的反应速率与接触面积有关,固体颗粒越小,固体反应物总表面积增大,反应速率就越大。 3.浓度对反应速率影响的微观解释 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→反应速率增大;反应物浓度减小,则与之相反(注意:浓度改变引起了活化分子浓度的改变,而活化分子百分数不变)。 (二)压强对反应速率的影响 1.研究对象——气体模型的理解 对于气体来说,在一定温度下,一定质量的气体所占的体积与压强成反比。如图所示: 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。 2.微观解释 增大压强→气体体积减小→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→反应速率增大;反之,反应速率减小。 [微点拨] ①压强改变对反应速率的影响适用于有气体参与的反应,且通过改变浓度实现对反应速率的影响。②对于固体、液体之间或在溶液中进行的反应而言,改变压强对它们体积的影响很小,因此可以忽略压强改变对反应速率的影响。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)减小反应物的浓度,可降低单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数减少 (×) (2)增加固体反应物的质量,化学反应速率增大 (×) (3)100 mL 2 mol·L-1盐酸与锌片反应,加入适量的NaCl溶液,反应速率不变 (×) (4)增大压强一定能加快化学反应速率 (×) (5)增大压强,单位体积内活化分子数百分数增大 (×) 2.(2025·苏州中学月考)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 解析:选C　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。 3.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 解析:选C　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,活化分子间的碰撞不一定都是有效碰撞,错误。 4.相同温度条件下,将下列4种不同浓度的NaHCO3溶液,分别加入到4个盛有20 mL 0.06 mol·L-1盐酸的烧杯中,并加水稀释至50 mL,NaHCO3溶液与盐酸反应产生CO2的速率由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　。  ①20 mL,0.03 mol·L-1 ②20 mL,0.02 mol·L-1 ③10 mL,0.04 mol·L-1 ④10 mL,0.02 mol·L-1 解析:混合后氢离子浓度相同,四种溶液中c(HC)的大小决定产生CO2的速率大小。混合后HC的浓度分别为①0.012 mol·L-1、②0.008 mol·L-1、③0.008 mol·L-1、④0.004 mol·L-1。 答案:①>②=③>④ 5.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 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.下列反应属于基元反应的是 (　　) A.2H2+O22H2O B.H2(g)+I2(g)==2HI(g) C.H++OH-==H2O D.2O33O2 解析:选C　氢气和氧气的反应要经过多步反应才能完成,不属于基元反应,A项错误;H+和OH-的中和反应是基元反应,C项正确;O3转化为O2的反应是总反应,要经过几步反应才能完成,不属于基元反应,D项错误。 2.某反应的ΔH=100 kJ·mol-1,下列有关该反应的叙述正确的是 (　　) A.正反应活化能小于100 kJ·mol-1 B.逆反应活化能一定小于100 kJ·mol-1 C.正反应活化能大于100 kJ·mol-1 D.正反应活化能比逆反应活化能小100 kJ·mol-1 解析:选C　某反应的ΔH=100 kJ·mol-1,说明该反应的正反应为吸热反应,且正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ·mol-1,正反应活化能应大于100 kJ·mol-1,无法确定逆反应活化能的大小。 3.下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是 (　　) A.大小、形状相同的镁片、铁片,前者与盐酸反应放出H2的速率比后者大 B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快 C.N2与O2在常温、常压下不反应,放电时可反应 D.Cu与浓硫酸能反应,而不与稀硫酸反应 解析:选A　要想说明反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定性因素,则该实验事实应区别在反应物本身而不是外界因素如浓度、压强、温度、催化剂等。其中选项B、D为反应物浓度不同对反应速率的影响,选项C为反应条件不同对反应速率的影响,只有选项A是因Mg、Fe本身性质不同对反应速率产生影响。 4.下表为某学生进行的两组实验: 反应物 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 水 甲 0.1 mol·L-1 10 mL 0.1 mol·L-1 10 mL 5 mL 乙 0.2 mol·L-1 5 mL 0.2 mol·L-1 5 mL 20 mL 若其他条件均相同,上述两组实验中,对应反应的反应速率关系为 (　　) A.甲>乙　　　　　　　 B.甲<乙 C.甲=乙 D.无法判断 解析:选A　甲组和乙组中Na2S2O3、H2SO4的物质的量均相等,甲的总体积小于乙的总体积,则甲的反应物浓度大,反应速率快。 5.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) 解析:选D　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。 6.对于反应N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),在密闭容器中进行,下列条件能减慢该反应的反应速率的是 (　　) A.缩小体积使压强增大 B.体积不变,充入N2使压强增大 C.体积不变,充入He使压强增大 D.压强不变,充入He使体积增大 解析:选D　A项中缩小反应体系的体积,总压强增大,各物质的浓度均增大,故反应速率加快;B项中体积不变,充入N2,反应物浓度增大,反应速率加快;C项中体积不变,充入He,总压强虽增大,但体系中各物质浓度均没有改变,故反应速率不变;D项中压强不变,充入He,导致反应体系的体积增大,各物质的浓度均减小,故反应速率减慢。 7.已知反应:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑,下列措施中可使生成CO2的速率加快的是(不考虑CaCO3与HCl接触面积改变的影响) (　　) A.加大CaCO3的量 B.加大盐酸的浓度 C.加大盐酸的量 D.减少CaCl2的浓度 解析:选B　加大反应物的量不影响化学反应速率,改变浓度才影响化学反应速率,由于给定的反应是不可逆反应,因此,该化学反应的速率和生成物的浓度无关。 8.将盐酸滴到碳酸钠粉末上,能使反应的最初速率加快的是 (　　) A.盐酸浓度不变,使用量增大一倍 B.盐酸浓度增加一倍,用量减至一半 C.增大Na2CO3粉末的量 D.把盐酸换为浓硫酸 解析:选B　Na2CO3粉末为固体,改变固体的量不影响反应速率,需要改变盐酸的浓度。浓硫酸中c(H+)非常小,与Na2CO3粉末反应非常慢。 9.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0.05 mol ③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL混合 ④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL混合 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:选A　反应物的浓度越大,反应速率越大。①A、B的浓度各为0.5 mol·L-1;②A、B的浓度各为1 mol·L-1;③A、B的浓度各为0.05 mol·L-1;④A、B的浓度各为0.25 mol·L-1;所以四者反应速率的大小关系是②>①>④>③。 10.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.增加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 解析:选A　改变浓度,可以改变化学反应速率,而改变固体物质的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。 11.(2025·厦门高二期中)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,改变下列条件能加快化学反应速率的是 (　　) A.保持容器容积不变,向其中加入1 mol N2(N2不参加反应) B.保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2 C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol N2(N2不参加反应) D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g) 解析:选B　保持容器容积不变,向其中加入1 mol N2,参加反应的物质的浓度不变,则反应速率不变,故A不符合题意;保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2,反应物浓度增大,反应速率加快,故B符合题意;保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol N2,体积增大,反应物的浓度减小,则反应速率减小,故C不符合题意;保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(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,故D不符合题意。 12.(2025·宁波期中检测)利用反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。下列措施能加快反应速率的是 (　　) A.恒温恒容下,充入He(g) B.将CO2(g)从体系中分离出来 C.恒温恒压下,加入He(g) D.恒温恒容下,充入CO(g) 解析:选D　恒温恒容下,充入He(g),反应物和生成物浓度都不变,化学反应速率不变,故A错误;将CO2(g)从体系中分离出来,生成物浓度减小,化学反应速率减慢,故B错误;恒温恒压下,加入He(g),反应物和生成物的分压减小,化学反应速率减慢,故C错误;恒温恒容下,加入CO(g),反应物浓度增大,反应速率加快,故D正确。 13.(2025·扬州高二期中)某探究小组利用反应CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据: 实验 序号 初始浓度c/(mol·L-1) 溴颜色消失 所需时间t/s CH3COCH3 HCl Br2 ① 0.80 0.20 0.001 0 290 ② 1.60 0.20 0.001 0 145 ③ 0.80 0.40 0.001 0 145 ④ 0.80 0.20 0.002 0 580 分析实验数据所得出的结论不正确的是 (　　) A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大 B.实验②和③的v(Br2)相等 C.增大c(HCl),v(Br2)增大 D.增大c(Br2),v(Br2)增大 解析:选D　对比①②组数据,可以判断出增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大,故A正确;对比实验②和③数据,Br2的浓度相等,溴颜色消失所需的时间也相等,溴的反应速率是相等的,故B正确;对比①③数据可以判断出,增大c(HCl),v(Br2)增大,故C正确;对比①④两组实验中CH3COCH3、HCl的浓度是相同的,而④中Br2比①中的大,所以时间变长,但v(Br2)不变,故D不正确。 14.(2025年1月·八省联考内蒙古卷)某离子液体的阴离子可以吸收CO2,其可能的两种反应路径如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.两种路径的总反应相同 B.路径Ⅰ是主要的反应途径 C.该反应为放热反应 D.生成物中既含离子键又含共价键 解析:选B　反应物相同,经过不同反应路径,最终生成物相同,均为,总反应均为+CO2==,A正确;路径Ⅱ活化能小,反应速率快,故路径Ⅱ是主要的反应途径,B错误;该反应的反应物总能量高于生成物总能量,则该反应为放热反应,C正确;生成物为,其内部含有共价键,离子液体中呈电中性,故离子液体中还含有阳离子,与之间存在离子键,D正确。 二、非选择题 15.(8分)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,向100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值,已换算成标准状况下): 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL 50 120 232 290 310 (1)0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min时间段反应速率最大的时间段是　　　　。  (2)反应速率最小的时间段是　　　　。  (3)求2~3 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率:　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)若反应太激烈,为了减缓反应速率而不减少产生氢气的量,该学生在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,你认为可行的是　　　　(填字母)。  A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.Na2CO3溶液 D.CuSO4溶液 解析:(1)在0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min时间段中,产生气体的体积分别为50 mL、70 mL、112 mL、58 mL、20 mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3 min。(2)反应速率最小的时间段是4~5 min。(3)在2~3 min时间段内,n(H2)==0.005 mol,根据2HCl~H2可知,消耗盐酸的物质的量为0.01 mol,则v(HCl)==0.1 mol·L-1·min-1。(4)加入蒸馏水,H+浓度减小,反应速率减小且不减少产生氢气的量,A正确;加入NaCl溶液,H+浓度减小,反应速率减小且不减少产生氢气的量,B正确;加入Na2CO3溶液,消耗H+,生成CO2气体,影响生成氢气的量,C错误;加入CuSO4溶液,Zn置换出Cu,Zn足量,虽不影响生成氢气的量,但因为形成原电池,反应速率增大,D错误。 答案:(1)2~3 min　(2)4~5 min (3)v(HCl)=0.1 mol·L-1·min-1　(4)AB 16.(10分)影响化学反应速率的因素有很多,某校化学小组用实验的方法进行探究。实验药品:铜、铁、镁、0.5 mol·L-1 H2SO4溶液、2 mol·L-1 H2SO4溶液。 Ⅰ.甲同学的实验报告如表所示: 实验步骤 实验现象 实验结论 ①分别取等体积的2 mol·L-1 H2SO4溶液于三支试管中;②　　　　　  反应速率:镁>铁,铜不反应 金属越活泼,反应速率越大 (1)表中实验步骤②为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)甲同学的实验目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,要得出正确的实验结论,还需要控制的实验条件是 　。  Ⅱ.乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用如图所示装置进行实验。 (3)乙同学在实验中应该测定的数据是 　。  (4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是 　。  解析:(1)该实验探究的是金属与酸反应生成H2的反应速率,因此从变量控制思想的角度考虑,甲同学的实验步骤②应该是向三支试管中分别投入大小、形状相同的铜、铁、镁。(2)甲同学的实验目的是探究金属本身的性质对反应速率的影响;该反应的反应速率的影响因素除浓度外,还有温度,故需控制温度相同。(3)分析提供的药品及实验装置图可知,乙同学需要测定一定时间内产生气体的体积或产生一定体积的气体所需的时间。(4)乙同学研究浓度对反应速率的影响时,需要的实验药品是一种较活泼金属和不同浓度的H2SO4溶液。 答案:Ⅰ.(1)向三支试管中分别投入大小、形状相同的铜、铁、镁　(2)探究金属本身的性质对反应速率的影响　温度相同　Ⅱ.(3)一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需的时间) (4)镁(或铁)、0.5 mol·L-1 H2SO4溶液、2 mol·L-1 H2SO4溶液 1 / 163 学科网（北京）股份有限公司 $$