资料简介
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
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