第2章 学案13 影响化学反应速率的因素-【智学校本学案】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（鲁科版）

影响化学反应速率的因素 学案13 听 学案13影响化学反应速率的因素 课 记 学司任多 1.从宏观上认识浓度、压强、温度对化学反应速率的影响。 2.能用速率方程、过渡态理论解释浓度、压强、温度对化学反应速率的影响。 3.了解催化剂的特点及催化机理，掌握其对化学反应速率的影响。 2.速率方程和速率常数 课堂活动 (1)速率方程可以表示化学反应速率与 活动一浓度、压强对化学反应速率的影响 之间的定量关系，如上述化学反应的速 率方程可表示为v= ,其中 D新知导学 为 0 在298K时，实验测得溶液中的反应HO2+ 注意：①速率方程表示的速率是某时刻的速率， 2HI—2H2O+L2在不同反应物浓度时的反应 不是平均速率。②速率方程是由实验测定的结 速率如下表所示： 果，与化学方程式中各物质化学式前的系数并 无确定关系。增大不同反应物的浓度，对反应 实验编号 1 2 速率的影响程度不一定相同。 c(HI)/ 0.1000.200 0.300 0.100 0.100 (2)反应速率常数(k) (mol·L-1) c(H2O2)/ 含义 表示 的化学反应速率 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300 (mol·L1) 通常反应速率常数越大，反应进行 意义 ul 得越 0.00760.01530.02270.01510.0228 (mol·L1·s1) 与浓度无关，但受 影响因素 分析上表数据，回答下列问题（填写空格）： 固体 等因素的影响 (1)当c(H,O2)恒定时，随c(HI)增大，其反应速 3.压强对化学反应速率的影响 率v的变化趋势是 ,若c(HI)增大1倍， (1)对于气体参与的化学反应，在温度、体积 其反应速率v的变化是增大1倍。同理，当 定的条件下，压强与浓度成 0 c(HI)恒定时，反应速率v与c(H,O2)之间有类 (2)压强对化学反应速率影响的本质是 似的变化规律。 对化学反应速率的影响。 (2)由以上分析可知，其反应速率与c(HI)· (3)压强对化学反应速率的影响规律 c(H2O2)成 ,上述反应在不同反应物浓 温度、体积一定时，对于有气体参加的反应： 度时的反应速率的数学表达式是v=kc(HO2)· ①增大压强，气体物质的浓度 ,化学反 c(HI),该温度下k的数值约是 应速率 D新知生成 ②减小压强，气体物质的浓度 ,化学反 1.浓度对化学反应速率的影响 应速率 其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速 (4)对于只涉及液体和固体的反应，压强的改变 率；减小反应物浓度，反应速率 对化学反应速率 5910 鲁科版化学选择性必修1 听 新知应用 活动二温度对化学反应速率的影响 笔 1.正误判断 记 (1)在其他条件不变时，增大反应物的浓度，正 D新知导学 反应速率加快，逆反应速率减慢，平衡正向移动。 下表列出了一些反应在308K和298K时的 ( 反应速率常数之比。 (2)任何反应，增大压强，反应速率一定加快。 化学反应 k(308K) C (298K) (3)在恒温、恒容条件下，H2(g)+Cl2(g) NO+O NO,+0, 1.15 2HCI(g),v=kc(H2)·c(C2),充入相同物质 H2十L2 2HI(气体反应) 8.99 的量的H2或CL2,对化学反应速率的影响程度 NH CNO -CO(NH2)2 3.58 相同。 分析上表数据可知： (4)一定温度下，用相同质量的锌粉和锌片与同 (1)温度会影响反应速率常数(k),从而影响化学 浓度的足量盐酸反应，前者反应速率常数较大。 反应速率。 (2)影响规律：对于大多数反应，当其他条件不变 (5)依据化学方程式CO+NO2CO2+NO, 时，升高温度，k ,化学反应速率 可知反应速率方程为v=kc(CO)·c(NO2)。 降低温度， ,化学反应速率 ( 温度对不同反应的反应速率的影响 2.对于反应：N2(g)+3H2(g)→2NH3(g), 程度 0 (1)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氮气， 新知生成 反应速率 ,原因是 1.影响规律 其他条件不变，升高温度能 反应速率， (2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气， 降低温度能 化学反应速率。 容器内总压强 ,反应速率 ,原 2.化学反应速率与温度的定量关系 因是容积不变，充人氦气， (1)经验规律—范托夫规律 对于在溶液中发生的反应，温度每升高10K, (3)恒温恒压条件下，向反应体系中充入氢气， 反应速率增加到原来的 倍。 反应速率 ,原因是压强不变，充人氦 (2)阿伦尼乌斯公式 气，容积 ,反应物 ①温度会影响反应速率常数，从而影响化学反 应速率。 (4)恒温条件下，增大容器体积，正反应速率减 ②公式：k=Ae导 慢，逆反应速率 ③阿伦尼乌斯公式表明：当E。>0时，升高温 [归纳总结] 度，反应速率常数增大，化学反应速率随之提 充入惰性气体对化学反应速率的影响 高。E。值越大，改变温度对反应速率的影响程 (1)恒温恒容充入“无关气体”引虑容器总压增大， 度就越大。这就是升高相同的温度时，不同化 但反应混合物的各组分浓度不变，反应速率不变。 学反应的速率提高的倍数不同的原因。 (2)恒温恒压充入“无关气体”引起容积增大引起 3.基元反应过渡态理论解释“温度对化学反应速 率的影响” 反应混合物各组分的浓度减小引起反应速率 (1)基元反应过渡态理论认为，基元反应在从反 减慢。 应物到产物的变化过程中要经历一个 1160 影响化学反应速率的因素学案13 状态，这个状态称为过渡态。此时 没 (3)温度越高单位时间内反应物之间的碰撞频 听 有完全断裂、 没有完全形成，如 率越大，过渡态分子的比例越大，反应速率越大。 H2+C1· →H…H…Cl→HCI+H· () 笔 反应物 过渡态 反应产物 (4)对于COCL(g)CO(g)十CL2(g)△H>0, (2)活化能 升温能加快正反应速率，减慢逆反应速率。 ①概念：过渡态的能量与反应物的平均能量之 ( ) 差，用E。表示。 (5)温度不变，减小气体的压强，单位体积内活化： ②单位：J·mol-1或kJ·mol-1。 分子数减小，化学反应速率一定减慢。()， ③意义：活化能的存在是化学反应通常需要获 2.升高温度能加快化学反应速率的主要原因是 得能量才能实际发生的原因。 ④与反应速率之间的关系：不同的基元反应活 A.增加活化分子百分数 化能(E。)大小不同，因此化学反应速率不同。 B.降低活化分子的能量 活化能越高，反应越 发生。 C,活化分子的能量明显增加 如图 D.降低反应所需的能量 能 过渡态HHC (E:反应的 E,:过渡态变成反应产物分子 活动三催化剂对化学反应速率的影响 ,也可认为是逆 △'H反应产物 反应的活化能 HCl+H· 反应物H,+C E1-E2: 即△H=E-E2 新知导学 反应进程 1.催化剂的定义 (3)解释温度对化学反应速率的影响 催化剂是能改变化学反应速率而在反应前后本 升高温度可以提高反应物分子的 ,增 身的质量和化学性质不变的物质。 大反应物之间的碰撞 ,增大反应物分 2.下表是一些化学反应使用催化剂前后的活化能 子形成 的比例，因此升高温度可以 及反应速率常数之比。 化学反应速率。 E./ 4.基元反应碰撞理论 (kJ·mol-) (1)有效碰撞 化学反应 催化剂 (催) 无催有催 k(无) 概念：能够发生化学反应的碰撞 能量超过某一限度后（相当于 化剂 化剂 有 条件 活化能) C12H2O1,(蔗糖)+ 碰 撞 L满足一定方向要求 H,0—C6H12Og 9.2×101 与反应速率的关系：碰撞的 越 蔗糖酶 107 36 (310K) 高，则反应速率越快 (葡萄糖)十C6H12O。 (果糖) (2)活化分子 能够发生有效碰撞的分子。对于某一化学反应 1.6×108 2HI-H,+I 金 184 105 来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的 (503K) 百分数是一定的。 CH,CHO—CH 7.5×10 敛 210 136 +CO (793K) D新知应用 1.正误判断 2H2O2 2H,O过氧化 5.8×108 26 +0, 氢酶 (298K) (1)升高温度，反应的活化能减小，反应速率加快。 ( ) 根据表格可以得出，使用催化剂时反应的活化 (2)温度升高时，对放热反应和吸热反应速率的 能显著 ,反应速率常数显著 影响程度是一样的。 ( 则化学反应速率 61I0 鲁科版化学选择性必修1 听 新知生成 [归纳总结] 1.催化剂的作用机理 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 笔 记 (1)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反 增大反应物的浓度 升高反应体系的温度 应的活化能来改变化学反应速率。 吸收能量 单位时间 (2)一般而言使用催化剂→改变反应历程→降 单位体积内分子 内、单位 单位体积内分子 总数增加，活化 体积内有 总数不变，活化 低反应的活化能→使更多的反应物分子成为活 分子百分数不变 效碰撞次 分子百分数增加 化分子→增加单位体积内活化分子百分数→加 活化分子数增加 数增多 活化分子数增加 快反应速率。 降低活化能 化学反应 2.催化剂的特点 增大气体压强 使用催化剂 速率加快 (选择性 一只对某一反应或某类反应起催化作用 课堂小结 (高效性 可以大幅度降低反应的活化能，从而 有效地提高化学反应速率 内因反应物本身的性质 化 浓 减小反应物浓度或减小生成物浓度，反 局限性 催化剂不能改变化学反应的平衡常数， 不能改变平衡转化率 度 应速率减慢 公 压 有气体参加的化学反应，增大压强（减小 3.其他因素对化学反应速率的影响 强 容器容积，反应速率加快 外 如光辐射、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、 的 因 升温反应速率增大，降温反应速率减小。 温 高速研磨、增大反应物 等，均会对 据测定，对于在溶液中发生的反应，温 度劁 度每升高10K,其反应速率增加至原来的 化学反应速率产生影响。 2-4倍 催 D新知应用 使用催化剂可改变化学反应速率（一般情 况下是指加快反应速率) 剂 1.正误判断 (1)催化剂能使不起反应的物质发生反应。 课堂达标 ( (2)催化剂在化学反应前后化学性质发生改变， 1.(2025·广东广州实验中学高二月考)下列关于 但质量不变。 影响化学反应速率的条件说法正确的是() (3)双氧水中加入MnO2,可以使生成O2的速 A.增大压强一定能加快化学反应速率 率加快，是因为MnO,的催化作用。 B.使用催化剂，使反应的活化能升高，反应速 (4)电解水时，往水中加少量NaOH,可使电解 率加快 速率明显加快，故NaOH是这个反应的催化剂。 C,减小反应物的质量可以减少活化分子数，从 ( 而减慢化学反应速率 (5)催化剂通过参与化学反应并改变化学反应 D.升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞 路径来起催化作用，但反应的活化能不变。 次数增多，化学反应速率加快 ( ) 2.(2025·江苏苏州高二期中)下列有关化学反应 2.(2025·河南郑州十校高二期中联考)2023年 速率的说法中正确的 () 诺贝尔化学奖授予了三位科学家，以表彰他们 A.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，用质量分 在量子点的发现和发展方面的贡献。碳量子点 数为98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率 可应用于催化剂制备，下列有关说法错误的是 ( B.用锌片与稀硫酸反应制取氢气时，加入数滴 ) A.催化剂能改变反应的历程，不能改变反应的 硫酸铜溶液，可以加快制取氢气的反应速率 方向 C.等质量的锌粉和锌片与相同体积相同物质 B.催化剂能同倍数增大正、逆反应速率 的量浓度的盐酸反应，反应速率相等 C.催化剂能使活化分子的百分数增大 D.在密闭容器内进行的合成氨反应，增大压 D.催化剂能降低反应的焓变，加快反应速率 强，正反应速率加快，逆反应速率减慢 ■162 影响化学反应速率的因素学案13 3.(2024·广东实验中学高二期中)高温下，甲烷 C.速率方程中的c=2 听 可生成乙烷：2CH,高温C,H十H,。反应在初 D.实验⑤中，v1=4.8×10-8mol·L1·s1 5.草酸与高锰酸钾在酸性条件下发生反应： 期阶段的速率方程为v=c(CH4),其中k为 记 反应速率常数。对于该阶段，下列说法错误 2MnO+5HC2O,+6H—2Mn2++10C0,个+ 的是 ( 8H2O。用4mL0.001mol·L1KMnO4溶 A.增加H2浓度，v增大 液与2mL0.01mol·L1H2C2O4溶液反应， B.增加甲烷浓度，v增大 研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的 C.乙烷的生成速率逐渐减慢 条件如表所示： D.降低反应温度，k减小 A容 4.(2024·福建厦门双十中学高二上期中)某学习 小组为了探究BrO?+5Br+6H+—3Br2+ B溶液 3H2O的反应速率(v)与反应物浓度(c)的关 系，在20℃条件下进行实验，所得的数据如下： 10%稀硫酸 组别 温度/℃ 其他物质 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 体积/mL 2 20 c(H+)/ 0.0080.0080.0040.0080.004 Ⅱ 2 20 l0滴饱和MnSO,溶液 (mol·L1) 2 30 c(BrO)/ 0.0010.0010.0010.0020.002 W 20 1mL蒸馏水 (mol·L1) (1)如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使 c(Br)/ 0.10 0.20 0.20 0.10 0.40 用实验 和 (用I~V表示，下 (mol·L-1) 同)；如果研究温度对化学反应速率的影响，使！ v/(mol· 2.4×4.8×1.2×4.8× 用实验 和 L-1·s1) 108 108 10-8 10-8 (2)对比实验I和V,可以研究 对化学 已知：该反应的速率方程为：v=kca（BrO3) 反应速率的影响，实验V中加入1mL蒸馏水 c(Br)c(H+)(k为常数)。 的目的是 下列叙述不正确的是 A.若温度升高到40℃，则化学反应速率加快 (3)实验I、Ⅲ、V中，反应初期，相同时间内针 B.等浓度的H+和BrO?,c(H+)对反应速率的 筒中所得CO,的体积由大到小的关系是 影响小 (用实验序号表示)。 课后反思 ; 631(0.6mol·L1):(0.2mol·L1)=3:1=a:b,则a:b: 课堂达标 c=3:1:2,所以该反应的化学方程式为3A(g)十B(g) 1.D[没有气体参与的反应，增大压强化学反应速率不变，故 2C(g)。 A错误；使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快， (3)丙容器中v(C)=9.6mol·L1·min1=0.16mol·L-1 故B错误；减小反应物的浓度，可以减少单位体积内活化分 ·s1,则丙容器中v(B)=0.08mol·L1·s1,甲容器中 子数，从而减慢化学反应速率，故C错误；升高温度，部分普 v(B)=0.1mol·L1·s1,乙容器中o(B)=0.12mol·L-1 通分子获得能量转化为活化分子，活化分子百分数增大，有 ·s1,故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙 效碰撞次数增多，化学反应速率加快，故D正确。] >甲>丙。 2.B[铁在质量分数为98%的浓硫酸中发生钝化，致密的氧化 [答案](1)0.05mol·L-1·s1 膜阻碍反应的继续进行，则用铁片与稀硫酸反应制取氢气 (2)3A(g)+B(g)一2C(g) 时，用质量分数为98%的浓硫酸不可能加快产生氢气的速 率，故A错误；用锌片与稀硫酸反应制取氢气时，加入数滴硫 (3)乙>甲>丙 酸铜溶液，锌与硫酸铜溶液反应生成的铜与锌在稀硫酸中构 学案13影响化学反应速率的因素 成原电池，原电池反应可以加快制取氢气的反应速率，故B 正确；锌粉的表面积大于等质量的锌片，与稀硫酸反应时接 课堂活动 触面积大于锌片，反应速率快于锌片，故C错误；增大压强， 活动一 合成氨反应的正、逆反应速率都加快，故D错误。] 新知导学 3.A[根据速率方程v=k(CH,)可知，v与氢气浓度无关，A (1)增大(2)正比0.760 错误；由反应在初期阶段的速率方程o=kc(CH4)可知，增大 新知生成 甲烷浓度，V增大，B正确；随着反应的进行，甲烷浓度减小， 1.加快减慢 生成乙烷的反应速率减慢，C正确；降低温度，反应速率降低， 2.(1)反应物浓度kc(H2O2)·c(HI)反应速率常数 因此k减小，D正确。] (2)单位浓度下快温度催化剂表面性质 4.B[温度升高，化学反应速率加快，故A正确；由①②得b 3.(1)正比(2)浓度(3)①增大加快②减小减慢 1,由①④得a=1,由②③得c=2,则等浓度的H+和BrO3, (4)几乎没有影响 c(H+)对反应速率的影响大，故B错误；由②③得速率方程 新知应用 中的c=2,故C正确；根据a=b=1,c=2,及③⑤得01=4.8 1.[答案](1)×(2)×(3)×(4)/(5)× ×10-8mol·L1·s1,故D正确。] 2.[答案](1)加快容积不变，充入氮气，反应物氮气的浓度 5.[解析](1)做对照实验时，使其他量相同，需研究的量不同 增大，反应速率加快(2)增大不变反应物氮气、氢气的 即可。表中数据显示，符合催化剂对反应速率影响的数据为 浓度均未变，反应速率不变(3)减慢增大氮气、氢气的 I和Ⅱ：同理，研究温度对反应速率的影响可用实验I和Ⅲ。 浓度减小，反应速率减慢(4)减慢 (2)实验I和V中，除了稀硫酸的浓度不同，其他量均相同，所 活动二 以对比I和Ⅳ，可知研究的是浓度对反应速率的影响；加入1 新知导学 L蒸馏水的目的是确保稀硫酸浓度不同和溶液，总体积相 (2)增大加快减小减慢不同 同。(3)实验I、Ⅲ、Ⅳ中，实验Ⅲ的温度最高，反应速率最快， 新知生成 所以初始阶段产生的二氧化碳的量最多，其次实验I的浓度 1.加快减慢 比实验Ⅳ大，反应速率较快，初始阶段生成的二氧化碳的 2.(1)2≈4 量多。 3.(1)中间旧键新键(2)④难活化能 释放的能量 [答案](1)IⅡ工Ⅲ(2)浓度确保稀硫酸浓度不 反应热(3)能量频率过渡态提高 同和溶液总体积相同(3)Ⅲ>I>V 4.(1)频率 学案14 化学反应条件的优化 新知应用 一工业合成氨 1.[答案](1)×(2)×(3)/(4)×(5)/ 课堂活动 2.A[升高温度，活化分子的百分数增加，有效碰撞的次数增 活动一 加，所以化学反应速率加快。] 问题探究 活动三 1.提示：合成氨反应是一个能自发进行的、放热的、气体体积减 新知导学 小（熵减小）的可逆反应。 2.降低增大变大 2.提示：降低温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向 新知生成 移动。 3.接触面积 3.提示：升高温度、增大压强、加入催化剂都可以提高反应速 新知应用 率。在特定条件下，根据关系式o=c(N2)·c5(H2)· 1.[答案](1)×(2)×(3)√(4)×(5)× c-1(NH3)可知，增大N2或H2的浓度，减小NH3的浓度，都有 2.D[催化剂能降低反应的活化能，能改变反应的历程，但不 利于提高合成氨的速率。 能改变反应的方向，A正确；催化剂同等程度的降低正、逆反 新知生成 应的活化能，能同倍数增大正、逆反应速率，B正确；催化剂能 1.可逆减小<<<能 降低反应的活化能，使活化分子的百分数增大，C正确；催化 2.高压高压高压高温低温使用无影响使用 剂能加快反应速率，但不影响反应的焓变，D错误。] 增大增大降低 131