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第2课时 影响化学反应速率的 因素     1.内因 决定化学反应速率的主要原因是反应物本身的性质。例如: Mg、Zn分别与等浓度的盐酸反应时,___发生的反应更剧烈,反应更快。Mg 2.外界因素 (1)催化剂 实验操作 (H2O2的量均是5 mL、4%) 实验现象 产生气泡速率的相对大小:____ 结论 催化剂能_____H2O2分解的反应速率 B>A 加快 (2)温度 实验操作 实验现象 产生气泡由快到慢的顺序:______ 实验结论 升高温度,反应速率_____;降低温度,反应速率_____ C>B>A 增大 减小 (3)浓度 实验操作 实验现象 盛有12%H2O2溶液的试管中先产生气泡 实验结论 增大反应物的浓度,反应速率_____ 加快 (4)固体的表面积 实验 操作 V(4 mol·L-1 HCl)/mL m(CaCO3)/g CaCO3状态 实验1 5.0 5 粉末 实验2 5.0 5 块状 实验 现象 产生气泡速率的相对大小:____________ 结论 相同条件下,增加固体表面积能_____化学反应速率 实验1>实验2 加快 3.其他因素:除催化剂、温度和反应物的浓度外,增加反应物的接触面积,能 增大反应速率,此外,对于有气体参加的反应,反应体系的压强越大,_____ _________。_____等条件对一些化学反应速率也有一定的影响。 4.物质状态的表示符号:气体(g)、固体(s)、液态(l) 反应 速率越大 光照 【自主探索】  (情境思考)古代皇室专用版冰箱——“冰鉴” 在周朝的时候,古人就发明了一种东西——冰鉴,专门用来保存“冰”。最开 始的时候,冰鉴只是用来保存冰,让皇帝解暑用的,而到了后面,有个御膳房 的厨师发现:在北方,冬天下雪的时候,寒气可以让食物“更长久”的保鲜, 而冰也是一种寒气,所以就发明了用冰鉴进行保鲜。 ①古代的“冰鉴”和现代的冰箱能够较长时间保存食物的原理是什么? 提示:通过降低温度,降低化学反应的速率,起到延长食品保存时间的作用。 ②生活中用煤粉代替煤块并向炉膛鼓风,可以使炉火更旺,原理是什么? 提示:增大煤与空气的接触面积,加快反应速率。   知 识 点 影响化学反应速率的因素  1.内因 反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之,化学反应速率越慢。 2.外因(只讨论其他条件相同时,改变一个条件对化学反应速率的影响) 影响因素 影响结果 浓度 在其他条件相同时,增大反应物的浓度,v加快;减小反应物 的浓度,v减慢 温度 在其他条件相同时,升高温度,v加快;降低温度,v减慢 影响因素 影响结果 压强 在其他条件相同时,增大气态反应物的压强,v加快;减小气 态反应物的压强,v减慢 催化剂 在其他条件相同时,使用催化剂能极大地加快反应速率 固体反应物 的表面积 在其他条件相同时,增大固体反应物的表面积,化学反应速率 加快;减小固体反应物的表面积,化学反应速率减慢 其他 使用合适的溶剂等也影响化学反应速率 【规律方法】浓度、压强对速率的影响 (1)增大反应物的浓度反应速率不一定增大,如铁和稀硫酸生成氢气的反应, 若将稀硫酸换成浓硫酸,反应速率降低。此时要考虑常温下铁在浓硫酸中的钝 化。 (2)压强对反应速率的影响:有气体参加的反应,改变压强对反应速率的影响 实质是改变体积,使反应物的浓度改变。 ①压缩体积或恒容充入反应物,使压强增大,都能加快化学反应速率。 ②体积不变,充入不参与反应的气体。虽然总的压强增大,但反应物浓度不发 生变化,故化学反应速率不变。 ③体积可变的恒压容器,充入不参与反应的气体。虽然压强不变,但容器体积 增大,反应物浓度减小,故化学反应速率减小。 【合作探究】 (1)(思维升华)下列措施对增大反应速率是否明显有效?(宏观辨识与微观探析) ①Na与水反应时增大水的用量 ②CaCO3与盐酸反应制取CO2时,改用硫酸 ③C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g),将炭块改成炭粉进行实验 ④锌与盐酸反应制H2,将稀盐酸换成浓硫酸 提示:①增大水的用量并不能增加反应物的浓度; ②CaCO3与硫酸反应生成的硫酸钙微溶,附着在CaCO3表面,阻止反应的继续进 行; ③将炭块改成炭粉,增大了反应物的接触面积,化学反应速率加快; ④如果把稀盐酸换成浓硫酸,反应将不能制得H2。 (2)(想一想)把形状、大小相同的锌粒分别投入10 mL 1 mol·L-1的盐酸和 10 mL 4 mol·L-1的盐酸中,哪个化学反应速率较快? 提示:盐酸浓度越大,化学反应速率越快。 (3)(教材二次开发)实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气时,通常用锌粉代替锌 粒,其原因是什么? 提示:锌粉与稀硫酸的接触面积比锌粒与稀硫酸的接触面积大,能加快化学反 应速率。 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,改变下列条件,其反应速率如何变化? (科学探究与创新意识) ①若加压将容器的体积缩小一半_____。  ②若保持体积不变,充入N2使体系压强增大_____。  ③若保持压强不变,充入N2使容器体积变大_____。  提示:①加压后体积减半,气体浓度增大,反应速率增大; ②若保持体积不变,充入N2使体系压强增大,但原体系中各气体的浓度未变, 反应速率不变; ③保持压强不变,充入N2使容器体积变大,体系中各气体的浓度减小,反应速 率减小。 【典例示范】 【典例】某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、温度对反应速率的 影响。按照如下方案完成实验。 反应物 催化剂 温度 ① 10 mL 10%H2O2溶液 无 25 ℃ ② 10 mL 20%H2O2溶液 无 25 ℃ ③ 10 mL 20%H2O2溶液 无 40 ℃ ④ 10 mL 20%H2O2溶液 1~2滴0.1 mol· L-1 FeCl3溶液 40 ℃ 通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示。 回答下列问题: (1)代表实验①的图示是_______。  (2)对比实验③和④的目的是           。  (3)通过上面对比实验,所得出的实验结论是          。  【解题指南】解答本题要明确以下两点: (1)理解影响化学反应速率的因素。 (2)反应速率只与参与反应的微粒有关。 【解析】(1)反应温度越高,使用催化剂,反应物浓度越大,反应速率越快, 实验①中双氧水浓度最小,没有使用催化剂,温度为25 ℃,则在实验①~④ 中反应速率最小,图中斜率越大,反应速率越快,并且①中产生O2是②、③、 ④的一半,则代表实验①的为Ⅳ。 (2)实验③、④中,反应物浓度、反应温度相同,而实验④使用了催化剂,所 以对比实验③和④的目的是研究催化剂对反应速率的影响。 (3)根据实验①、②可知,增大反应物浓度,反应速率加快;根据实验②、③ 可知,升高反应温度,反应速率加快;根据实验③、④可知,使用合适的催化 剂,反应速率加快;通过对比实验,得出的实验结论是其他条件不变,增大反 应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂,化学反应速率加快。 答案:(1)Ⅳ (2)研究催化剂对反应速率的影响 (3)其他条件不变,增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂,化学反 应速率加快  【母题追问】(1)图中曲线Ⅰ代表的是哪个实验? 提示:④。 (2)实验②、③哪个放出气泡的速率快? 提示:③。 【方法导引】 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 (1)准确变量 在研究影响化学反应速率的因素时,由于外界影响因素较多,故为弄清某个因素的影响均需 控制其他因素相同或不变,再进行实验,从而理清影响实验探究结果的因素。 (2)定多变一 在探究时,应先确定其他因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的 关系,这样确定一种因素的影响结果以后,再确定另一种因素的影响结果,通过分析每种因 素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。  【素养训练】 炼铁工业是在炼铁高炉中进行的,高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣 用的石灰石,从位于炉子下部沿炉周围的风口吹入经预热的空气。在高温下焦 炭中的碳同鼓入空气中的氧反应生成的一氧化碳,在炉内上升过程中除去铁矿 石中的氧,从而还原得到铁。 在炼铁高炉中的反应有C(s)+CO2(g) 2CO(g),下列措施能使该反应速率加 快的有哪些? ①通过减小容器体积增大压强;②升高温度; ③将炭粉碎;④通入CO2;⑤增加炭的量; ⑥恒容条件下通入N2 提示:①②③④。 化学反 应速率 概念 规律 比较 计算 实验探究 影响因素 控制变量法 ①转化为同一物质、同一单位 表示的反应速率。 ②1mol/(L·s)=60mol/(L·min) 外界条件加快,反应速率加快; 外界条件减弱,反应速率减慢。 同一反应中不同物质 的化学反应速率之比 等于化学计量数之比。 表示化学反应进行快慢的 物理量,通常用单位时间 内反应物浓度的减少量或 生成物浓度的增加量来表 示。 【课堂小结】 三言两语话重点  (1)浓度、温度和催化剂:增大浓度、升高温度和使用催化剂能加快化学反 应速率。 (2)压强:对有气体参与的反应,增大压强,化学反应速率增大。 1.下列措施对增大反应速率明显有效的是 (  ) A.Al在氧气中燃烧生成Al2O3,将铝粉改为铝片 B.Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用质量分数为98.3 %的浓硫酸 C.Zn与稀硫酸反应时,适当提高溶液的温度 D.实验室用大理石制取CO2,增加大理石的量 【解析】选C。A项减小了固体表面积,化学反应速率减小;B项改用98.3%的浓 硫酸会使铁钝化;C项升温,化学反应速率增大;D项增加固体的用量不会提高 化学反应速率。 2.(双选)(2020·南宁高一检测)在Ag+催化作用下,Cr3+被 氧化为 的机理为 ① +2Ag+====2 +2Ag2+(慢); ②2Cr3++6Ag2++7H2O====6Ag++14H++ (快)。下列有关说法正确的是 (  ) A.反应速率与Ag+浓度有关 B.Ag+是该反应的催化剂 C.溶液的温度与该反应的速率无关 D.②反应决定整个反应的反应速率 2 2 8S O  2 2 7Cr O  2 2 8S O  2 4SO  2 2 7Cr O  【解析】选A、B。反应速率与Ag+浓度有关,A正确;Ag2+为中间产物不是催化 剂,Ag+是催化剂,B正确;溶液的温度与该反应的速率有关,C错误;慢反应决 定整个反应的反应速率,D错误。 【加固训练】 把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里,下列因素对产生H2的速率无关的是 (  ) A.H+的浓度           B.镁条的表面积 C.溶液的温度 D.Cl-的浓度 【解析】选D。镁条和盐酸反应实质是Mg+2H+====Mg2++H2↑,H+的浓度越大,反 应速率越快,而与Cl-浓度无关。 3.2020年全球暴发了新型冠状病毒肺炎疫情,疫情期间,使用15%的过氧乙酸 ( )溶液对环境进行消毒,能够有效消除病菌。已知生成过 氧乙酸(CH3COOOH)的反应:CH3COOH+H2O2 CH3COOOH+H2O,下列有关说法正 确的是 (  ) A.降低温度可加快该反应速率 B.加入合适的催化剂可提高该反应速率 C.达到平衡时,v(正)=v(逆)=0 D.达到平衡时,H2O2转化率为100% 【解析】选B。降低温度,化学反应速率会减小,A错误;催化剂能够改变反应 速率,加入合适的催化剂可提高该反应速率,B正确;达到平衡时,正逆反应 速率相等,但不等于0,即v(正)=v(逆)≠0,C错误;该反应为可逆反应,达到 平衡时双氧水的转化率不可能为100%,D错误。 4.一定温度下,反应H2O(g)+C(s) CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,下列措 施能加快反应速率的是 (  ) A.增大体积使压强减小    B.恒容,充入H2O(g) C.恒容,充入He气 D.恒压,充入He气 【解析】选B。增大体积使压强减小,反应速率减小,A错误;恒容,充入H2O(g) 使反应物H2O(g)的浓度增大,速率加快,B正确;恒容,充入He气,因为He不参 与反应,虽然反应容器内压强增大,但各组分的浓度并没有发生变化,反应速 率不变,C错误;恒压,充入He气,反应容器体积增大,各组分的浓度减小, 反应速率减慢,D错误。 5.向200 mL 6 mol·L-1盐酸中加入一定量的纯净CaCO3,产生气体的体积随时 间的变化曲线如图所示(气体体积均在标准状况下测定)。请回答下列问题: (1)设OE段的反应速率为v1,EF段的反应速率为v2,FG段的反应速度为v3,则v1、 v2、v3从大到小的顺序为________。  (2)为了减缓上述反应的速率,欲向该溶液中加入下列物质,你认为可行的是 _______(填字母)。  A.蒸馏水          B.氯化钾固体 C.氯化钠溶液  D.浓盐酸 (3)加入CaCO3的质量为_______。  (4)若反应过程中溶液体积的变化忽略不计,则EF段用盐酸表示的化学反应速 率v(HCl)=________。  【解析】(1)根据题图中数值计算速率大小为v2>v1>v3。 (2)加蒸馏水、氯化钠溶液,相当于减小反应物的浓度,反应速率减慢。 (3)最终生成标准状况下5.6 L CO2,n(CaCO3)=n(CO2)=5.6 L÷22.4 L· mol-1=0.25 mol, 加入CaCO3的质量为0.25 mol×100 g·mol-1=25 g。 (4)EF段生成标准状况n(CO2)=3.36 L÷22.4 L·mol-1=0.15 mol,参加反应的 n(HCl)=0.30 mol,v(HCl)=0.30 mol÷0.2 L÷1 min=1.5 mol·L-1·min-1 答案:(1)v2>v1>v3 (2)AC  (3)25 g (4)1.5 mol·L-1·min-1 素养新思维 6.一定条件下,H2O2在水溶液中发生分解反应:2H2O2 2H2O+O2↑。反 应过程中,测得不同时间H2O2的物质的量浓度如表: t/min 0 20 40 60 80 c(H2O2)/mol·L-1 0.80 0.40 0.20 0.10 0.05 (1)H2O2的分解反应_______氧化还原反应(填“是”或“不是”)。  (2)该分解反应0~20 min的平均反应速率v(H2O2)为_______mol·L-1 min-1。  (3)如果反应所用的H2O2溶液为100 mL,则共产生O2_____g。  A.0.08    B.0.16    C.1.28    D.2.4 【解析】(1)过氧化氢分解生成水和氧气,2H2O2 2H2O+O2↑,依据氧元 素化合价发生变化判断为氧化还原反应;(2)该分解反应0~20 min的平均反应 速率v(H2O2)= =0.02 mol·L-1·min-1;(3)如果反应所用 的H2O2溶液为100 mL,溶质物质的量=0.1 L×0.80 mol·L-1=0.08 mol,由化学 方程式定量关系可知,共产生O2 0.04 mol,质量=0.04 mol×32 g·mol-1= 1.28 g。 答案:(1)是 (2)0.02 (3)C 1c 0.80 mol L 0.40 mol L t 20 min     查看更多

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