2.1.2 影响化学反应速率的因素-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参(人教版)
2026-08-27
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教辅
摘要:
**基本信息**
高中化学新授课同步练,聚焦“影响化学反应速率的因素”,通过基础实验分析、变量控制探究及实际情境应用的三层设计,构建“定性→定量→综合”的知识巩固路径,培养科学思维与探究能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知层|浓度、温度、催化剂对速率的定性影响|以实验现象分析题为主,如Na₂S₂O₃与H₂SO₄反应现象结论填空,强化化学观念|
|方法应用层|变量控制与定量研究|通过Zn与H₂SO₄反应速率测定实验设计题,培养科学探究中的变量控制思维|
|综合迁移层|多因素影响及实际应用|结合“84”消毒液保存、蔬果保鲜等生活情境题,落实科学态度与责任|
内容正文:
第2课时 影响化学反应速率的因素
【学习目标】 1.了解反应条件对化学反应速率影响的一般规律,能运用规律解释生产生活和科学实验中的实际问题。 2.通过实验探究,学习运用变量控制的方法研究影响化学反应速率的因素。
知识点一 定性与定量研究影响化学反应速率的因素
1.定性研究影响化学反应速率的因素
(1)探究浓度对化学反应速率的影响
实验
原理
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
实验
步骤
实验
现象
两支试管中的溶液均变浑浊,滴加0.5_mol·L-1H2SO4溶液的试管先变浑浊
实验
结论
其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大
(2)探究温度对化学反应速率的影响
实验
原理
Na2S2O3+H2SO4=== Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
实验
步骤
实验
现象
两支试管中的溶液均变浑浊,放入热水中的试管先变浑浊
实验
结论
其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大
(3)探究催化剂对化学反应速率的影响
实验原理
2H2O22H2O+O2↑
实验步骤
实验现象
左边试管中几乎不产生气泡,右边试管中迅速产生气泡
实验结论
催化剂可以增大化学反应速率
1.(1)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_____________________________。
(2)H2O2分解制O2的实验中,在5% H2O2溶液中未加催化剂,试管口带火星的木条没有明显变化。若加入MnO2粉末,溶液中迅速产生大量气泡,木条立刻复燃;若加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,溶液中产生气泡比较快,木条复燃;若加入1 mL 0.1 mol·L-1 CuCl2溶液,溶液中产生气泡比较慢,一段时间后木条复燃。由此可知催化剂的催化效果:______________________。
答案:(1)溶液中的Cl-起催化作用 (2)MnO2>Fe3+>Cu2+
2.定量研究影响化学反应速率的因素
(1)实验装置及操作
实验装置
实验操作
①在锥形瓶内放入2 g锌粒,通过分液漏斗加入40 mL 1 mol·L-1 H2SO4溶液,测量并记录收集10 mL H2所用时间;
②用4 mol·L-1 H2SO4溶液代替1 mol·L-1 H2SO4溶液重复上述实验
(2)实验记录
试剂
所用时间
反应速率
结论
1 mol·L-1
H2SO4溶液
长
小
增大反应物浓度,化学反应速率增大
4 mol·L-1
H2SO4溶液
短
大
2.实验测定锌与H2SO4溶液反应的速率时,为确保测定的准确性,应注意哪些事项?
答案:(1)锌的颗粒大小(即表面积)基本相同;
(2)40 mL H2SO4溶液要迅速加入;
(3)装置气密性良好,且计时要迅速准确。
1.相同温度下,下列各组反应(表中物质均为反应物)中,反应刚开始时放出H2的速率最大的是( )
选项
金属(粉末状)的物质的量/mol
酸体积
/mL
酸浓度/
(mol·L-1)
酸
A
Mg
0.1
10
4
H2SO4
B
Mg
0.1
10
3
HCl
C
Zn
0.1
10
3
HCl
D
Mg
0.1
10
5
HNO3
解析:选A。镁比锌活泼,相同酸浓度下生成氢气的速率大,故放出H2的速率B大于C;相同温度下,H+浓度越大,反应速率越大,故放出H2的速率A大于B,稀硝酸与镁反应生成一氧化氮,不生成氢气,综上所述,放出H2的速率最大的是A。
2.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( )
解析:选A。由题图可知,横坐标为时间,纵坐标为V(O2),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作为催化剂,增大了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。
3.某实验小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法探究影响反应速率的因素,所用HNO3的浓度分别为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度分别为298 K、308 K。请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验
编号
T/K
大理石
规格
硝酸
浓度
实验目的
①
298
粗颗粒
2.00
mol·L-1
(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响
(Ⅱ)实验①和______探究温度对该反应速率的影响
(Ⅲ)实验①和______探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响
②
_______
mol·L-1
③
粗颗粒
_______
mol·L-1
④
_______
mol·L-1
解析:实验①和②探究HNO3浓度对反应速率的影响,故大理石规格和反应温度应相同,而HNO3浓度不同;同理,实验①和③应选择不同的温度,实验①和④应选择不同的大理石规格,另外2个条件相同。
答案:②298 粗颗粒 1.00 ③308 2.00
④298 细颗粒 2.00 (Ⅱ)③ (Ⅲ)④
解答“变量控制”实验题的思维模型
知识点二 外界因素对化学反应速率的影响规律
1.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.外界因素对反应速率的影响结果
外界因素
影响结果(其他条件不变)
浓度
固体或
纯液体
浓度为常数,增加反应物的量,反应速率不变(固体物质的表面积影响反应速率)
气体或
溶液
增大反应物的浓度,反应速率增大
升高温度
反应速率增大
增大压强(缩小容积)
对于有气体参加的反应,反应速率增大
使用正催化剂
反应速率增大
其他因素
光(射线)、固体的表面积(颗粒大小)、反应物的状态(溶剂)、原电池等也可增大某些反应的速率
在一容积可变的密闭容器中,发生反应C(s)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+H2(g)。其他条件不变,改变下列条件,该反应的速率将如何变化?(填“增大”“减小”或“不变”)
改变条件
速率变化
(1)增加固体C的用量
(2) 将容器的容积缩小为原来的
(3) 保持容积不变,充入H2O(g) 使体系压强增大
(4) 保持压强不变,充入N2使容器容积增大
答案:(1)不变 (2)增大 (3)增大 (4)减小
解答压强对化学反应速率影响的关键——
弄清是“真”变还是“假”变
压强对反应速率的影响,本质是引起浓度的变化。若体系的压强变化使反应物或生成物的浓度发生变化即是“真”变,否则是“假”变。
(1)恒温恒容时
①充入气体反应物→反应物浓度增大→总压强增大→反应速率增大。
②充入不参与反应的气体(如He等)→总压强增大,但各物质的浓度不变→反应速率不变。
(2)恒温恒压时
充入不参与反应的气体(如He等)→容积增大→各物质的浓度减小→反应速率减小。
(1)改变温度会显著改变化学反应速率,所以温度对化学反应速率起决定作用( )
(2)无论任何反应,若增大压强,则反应速率一定增大( )
(3)块状固体可以通过研细来增大表面积,从而增大化学反应速率( )
(4)100 mL 2 mol·L-1的稀盐酸与锌片反应,加入适量的NaCl溶液,反应速率不变( )
(5)恒容体系中发生反应2CO+O2===2CO2 ΔH<0,若升高温度,则v正增大,v逆减小( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
1.(2026·吉林高二检测)对于反应3Fe(s)+4H2O(g)⥫⥬Fe3O4(s)+4H2(g),下列措施能使反应速率减小的是( )
A.恒压通入He气体 B.减小容器容积
C.增加Fe的质量 D.升高体系温度
解析:选A。A项,恒压通入He气体,容器容积增大,参加反应的气态物质的浓度减小,反应速率减小;B项,减小容器容积,参加反应的气态物质的浓度增大,反应速率增大;C项,Fe为固体物质,增加Fe的质量,对化学反应速率无影响;D项,升高体系温度,反应速率增大。
2.(2026·银川高二月考)用锡箔与3 mol·L-1盐酸制SnCl2的反应速率较小,下列措施能增大反应速率的是( )
①用锡块代替锡箔 ②将反应液适当加热
③向反应液中滴入少量CuCl2溶液 ④用浓盐酸代替3 mol·L-1盐酸 ⑤再加入50 mL 3 mol·L-1盐酸
A.①②③④ B.②③④
C.②③④⑤ D.①②③⑤
解析:选B。用锡块代替锡箔,反应物之间的接触面积减小,反应速率减小,①不符合题意;温度升高,反应速率增大,②符合题意;向反应液中滴入少量CuCl2溶液,锡置换出铜,构成原电池,使得反应速率增大,③符合题意;用浓盐酸代替3 mol·L-1盐酸,反应物浓度增大,反应速率增大,④符合题意;盐酸的浓度不变,反应速率不变,⑤不符合题意。
3.(2026·湖州高二月考)三氟化氮是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体,是制备光刻胶的重要前驱体。对于在密闭容器中进行的反应N2(g)+3F2(g)⥫⥬2NF3(g),下列操作不能增大该反应的反应速率的是( )
A.恒温条件下压缩容器容积
B.恒温恒容条件下充入更多的N2
C.恒容条件下升高温度
D.恒温恒压条件下充入一定量氦气
解析:选D。A项,恒温条件下压缩容器容积,反应混合物的浓度增大,反应速率增大;B项,恒温恒容条件下充入更多的N2,反应物的浓度增大,反应速率增大;C项,恒容条件下升高温度,反应速率增大;D项,恒温恒压条件下充入一定量氦气,相当于增大容器的容积,反应混合物的浓度减小,反应速率减小。
1.(2026·凉山高二期末)下列储物方式中,体现了降低温度减小反应速率的是( )
A.食用碱(主要成分为Na2CO3)存放在干燥处
B.农民将新鲜蔬果存放在地窖中
C.“84”消毒液密封保存
D.碘酒、红花油等含酒精的制剂密封保存
解析:选B。食用碱易吸湿,为避免食用碱与湿气接触,将食用碱存放在干燥处,A项不符合题意;农民将新鲜蔬果存放在地窖中,地窖温度较低,使蔬果腐烂变质的速率减小,B项符合题意;“84”消毒液的有效成分为NaClO,NaClO溶液能与空气中的CO2反应生成NaHCO3和HClO,HClO见光分解生成HCl和O2,为避免“84”消毒液变质失效,应密封保存,C项不符合题意;由于酒精易挥发,为减少酒精的挥发,碘酒、红花油等含酒精的制剂应密封保存,D项不符合题意。
2.对于反应COCl2(g)⥫⥬CO(g)+Cl2(g) ΔH>0。改变下列条件一定不能使反应速率增大的是( )
A.压缩容器容积
B.增加CO浓度
C.加入适当催化剂
D.恒容下通入惰性气体
解析:选D。D项,恒容下通入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变。
3.(2026·杭州高二统考)常温下,下列措施有利于增大反应速率的是( )
A.硫酸钠固体溶于水时,用玻璃棒搅拌并适当升高温度
B.利用H2SO4+Fe===FeSO4+H2↑制氢气时,将稀硫酸换成浓硫酸
C.利用2H2O2===2H2O+O2↑制氧气时,加入适宜的催化剂
D.实验室利用2HCl+CaCO3(块状)===CaCl2+CO2↑+H2O制二氧化碳时,将稀盐酸换成同浓度的稀硫酸
解析:选C。硫酸钠固体溶于水,用玻璃棒搅拌并适当升高温度会加快溶解,属于物理变化,A不符合题意;常温下,铁遇浓硫酸会发生钝化,将稀硫酸换成浓硫酸不会生成H2,B不符合题意;加入适宜的催化剂,能增大2H2O2===2H2O+O2↑的反应速率,C符合题意;将稀盐酸换成同浓度的稀硫酸,稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在碳酸钙表面,阻止反应的继续进行,反应速率会减小,D不符合题意。
4.(2026·济宁高二月考)为了探究外界条件对H2O2分解反应速率的影响,某同学在4支试管中分别加入3 mL H2O2溶液,测量并收集V mL 气体时所需的时间,实验记录见下表:
实验
序号
H2O2溶
液浓度
温度
/℃
催化剂
所用
时间
①
5%
20
2滴1 mol/L
FeCl3溶液
t1
②
5%
40
2滴1 mol/L
FeCl3溶液
t2
③
10%
20
2滴1 mol/L
FeCl3溶液
t3
④
5%
20
不使用
t4
下列说法不正确的是( )
A.实验①②探究温度对反应速率的影响
B.实验②④探究催化剂对反应速率的影响
C.实验①③比较:t1>t3
D.实验③④比较:t3<t4
解析:选B。实验①②中只有温度不同,能探究温度对反应速率的影响,A正确;实验②④中反应温度也不同,不能探究催化剂对反应速率的影响,B错误;实验①③比较,实验③中H2O2溶液浓度大,反应速率大,获得相同体积的氧气,实验③用时较短,C正确;实验③④比较,实验③中H2O2溶液浓度大,且使用了催化剂,故反应速率大,获得相同体积的氧气,实验③用时较短,D正确。
5.某同学探究浓度和温度对化学反应速率的影响。实验原理及方案:在酸性溶液中发生反应2IO+5SO+2H+===I2+5SO+H2O,生成的碘可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实
验
序
号
0.01 mol·L-1 KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL
0.01 mol·L-1 Na2SO3溶液的体积/mL
水的
体积
/mL
实验
温度
/℃
出现蓝色的时间/s
①
5
5
V1
5
t1
②
5
5
40
25
t2
③
5
V2
35
25
t3
(1)探究温度对化学反应速率的影响应选择的实验是________(填序号)。
(2)实验①③中V1、V2的数值分别是________。
(3)最先出现蓝色的是实验________(填序号)。
答案:(1)①② (2)40、10 (3)③
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