影响化学反应速率的因素.pdf

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1、 c n t V t(考点过关（上）考点 2 影响化学反应速率的因素 化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢程度的物理量。通常用单位时间内反应物浓度的减少或生 成物浓度的增加来表示。其数学表达式为 v 或 v。影响化学反应速率的主要因素是反应物本 身的性质，不同化学反应具有不同的反应速率，外界条件对化学反应速率也产生影响，外界条件包括浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小等。1.浓度：浓度增大，单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学 反应速率增大。浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常 数，它们的物质的量的变化不会引起

2、反应速率的变化，但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化，故影响 化学反应速率。2.压强：改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应 体系，有以下几种情况：引起 引起 引起(1)恒温时：增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大。引起 引起 引起(2)恒容时：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；充入“稀有 引起 气体”总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。引起 引起 引起(3)恒压时：充入“稀有气体”体积增大各物质浓度减小反应速率减小。压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度。如恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，

3、故反应速率不变。恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减 小，反应速率减小。3.温度：所有化学反应的反应速率都与温度有关。温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频 率提高，化学反应速率增大。温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大。实验测得，温度每升高 10，化学反应速率通常增大为原来的 24 倍。对于可逆反应来说，升高体系的温度，反应物和生成物中的活化 分子数都增加，所以正反应的速率和逆反应的速率都增大。4.催化剂：催化剂对反应过程的影响通常可用下图表示(加入催化剂，B 点降低)。催化剂能改变反应路 径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的 H。

4、催化剂改变化学反应速率的 原因仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果，催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率 才达到最大。对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产 过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。对于一个化学反应，不同的催化剂，催化效果不同 如唾液对 淀粉水解的催化作用比硫酸强)，实验时应选用合适的催化剂。催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地 1 8 3 4 3 位,现在几乎有半数以上的化工产品,在生产过程中都采用催化剂。例如,合成氨生产采用铁作催化剂,硫酸 生产采用钒作催化剂,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中,都采

5、用不同的催化剂。影响化学反应速率的条件很多，除了浓度、压强、温度、催化剂以外，还有很多行之有效的改变化学 反应速率的方法，例如，通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等，总之，向反 应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。注意在分析多个因素(如浓度、温度、反应物颗粒大小、催 化剂、压强等)对反应速率的影响规律时，逐一改变一个因素而保证其他因素相同，通过实验分析得出该因 素影响反应速率的结论，这种方法叫变量控制法。【例题 1】为比较 Fe3+和 Cu2+对 H2O2 分解反应的催化效果,甲乙两组同学分别设计了如图 1、图 2 所示的实验。下列叙述中不正确的是()A.图 1 实

6、验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小 B.若图 1 所示实验中反应速率为,则一定说明 Fe3+对 H2O2 分解的催化效果比 Cu2+好 C.用图 2 装置比较反应速率,可测定在相同条件下反应产生的气体体积及反应时间 D.为检查图 2 装置的气密性,可关闭装置 A 的活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察 活塞是否回到原位 【解析】若比较 Fe3+和 Cu2+对 H2O2 分解的催化作用,应选用 Fe2(SO4)3(aq)和 CuSO4(aq)。如果选用 FeCl3(aq)和 CuSO4(aq),虽然加入 FeCl3(aq)的反应速率快,但可能是 Cl-的催化作用。

7、【答案】B 【例题 2】“碘钟”实验中，3IS2O2=I2SO2的反应速率可以用 I遇加入的淀粉溶液显蓝色的时间 t 来度量，t 越小，反应速率越大。某探究性学习小组在 20 进行实验，得到的数据如下表：实验编号 c(I)/molL1 c(S2O28)/molL1 0.040 0.040 0.080 0.040 0.080 0.080 0.160 0.020 0.120 0.040 2【答案】(1)研究反应物 I与 S2O28的浓度对反应速率的影响(2)3 t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1 回答下列问题：(1)该实验的目的是_。(2)显色时间 t1 为_。(3)通过分析比较

8、上述数据，得到的结论是_。88.0(或 29.3)(3)化学反应速率与反应 物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)【考点练习】1.已知分解 1 mol H2O2 放出热量 98 kJ。在含少量 I的溶液中，H2O2 分解的机理为：H2O2IH2OIO 慢，H2O2IOH2OO2I 快，下列有关该反应的说法正确的是()A反应速率与 I浓度有关 BIO也是该反应的催化剂 C反应活化能等于 98 kJmol1Dv(H2O2)v(H2O)v(O2)2下列反应中产生气泡速率最快的是()选项 A B C D 温度/25 35 25 25 溶液 2 mL 5%H2O2 2 mL 8%H

9、2O2 2 mL 5%H2O2 2 mL 8%H2O2 催化剂 0.1 molL1 FeCl3 溶液 2 滴 MnO2 粉末 MnO2 粉末 0.1 molL1 CuCl2 溶液 2 滴 3.在相同条件下,做 H2O2 分解的对比实验时,其中加入 MnO2 催化,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()4.反应 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,在其他条件不变的情况下,下列条件的 改变对其反应速率几乎无影响的是()3 2 A.增加 C 的物质的量 B.将容器的体积缩小一半 C.保持体积不变,充入 H2O

10、(g)使体系压强增大 D.保持压强不变,充入 N2 使容器体积变大 5.某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2 CH3COCH2Br+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:起始浓度 c/molL-1 实验序号 溴颜色消失所需时间 t/s CH3COCH3 0.80 1.60 0.80 0.80 HCl 0.20 0.20 0.40 0.20 Br2 0.0010 0.0010 0.0010 0.0020 290 145 145 290 分析实验数据所得出的结论不正确的是()A.增大

11、c(CH3COCH3),v(Br2)增大 B.实验和的 v(Br2)相等 C.增大 c(HCl),v(Br2)增大 D.增大 c(Br2),v(Br2)增大 6.为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过如图实验装置测定反应中生成的 CO2 气体体积，并绘 制出如图所示的曲线。请分析讨论以下问题：(1)化学反应速率最快的时间段是_，原因是_；A0t1 Bt1t2Ct2t3 Dt3t4 (2)为了减缓上述反应速率，欲向盐酸溶液中加入下列物质，你认为可行的有_；A蒸馏水 BNaCl 固体 CNaCl 溶液 D通入 HCl (3)若盐酸溶液的体积是 20 mL，图中 CO2 的体积是标准状况下的

12、体积，则 t1t2 时间段平均反应速率 v(HCl)_ molL1min1。7.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：【实验原理】2KMnO45H2C2O43H2SO4=K SO42MnSO410CO28H2O 【实验内容及记录】4 请回答：(1)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_。(2)利用实验 1 中数据计算，用 KMnO4 的浓度变化表示的反应速率 v(KMnO4)_。(3)该小组同学根据经验绘制了 n(Mn2)随时间变化趋势的示意图，如图甲所示。但有同学查阅已有的实验 资料发现，该实验过程中 n(Mn2)随时间变化的趋势应如图乙所示。该小组同学根据图乙所

13、示信息提出了新 的假设，并继续进行实验探究。该小组同学提出的假设是_。请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是_。8.KI 溶液在酸性条件下能与氧气反应。实验记录如下，回答下列问题：实验编号 温度/显色时间/s 30 160 40 80 50 40 60 20 70 10 (1)该反应的离子方程式为。(2)该实验的目的是。5 2 22 400V2VV2V1 率加快，故选 A、C。(3)t1t2 时间段产生 CO2 为 mol，所以 v(HCl)(3)实验试剂除了 1 molL1 KI 溶液、0.1 molL1 H2SO4 溶液外，还需要的试剂

14、是，实验现象为。(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外，还必须控制不变的是(填字母)。A.温度 B.试剂的浓度 C.试剂的用量(体积)D.试剂添加的顺序 (5)由上述实验记录可得出的结论是。(6)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验，你会采取的措施是。参考答案与解析 1.【解析】H2O2 的分解反应主要是由第一个反应决定的，I浓度越大，反应速率越快，A 项正确；根据总反 应可确定该反应的催化剂为 I，而 IO为中间产物，B 项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C 项错 误；反应速率关系为 v(H2O2)v(H2O)2v(O2)，D 项错误。【答案】A 2.【解析】温度越高、浓度越大，

15、则反应速率越快，二氧化锰对双氧水分解的催化效果优于 FeCl3 和 CuCl2 溶液。【答案】B 【答案】A 5.【解析】A 项,由实验和对比可知增大 c(CH3COCH3),反应时间缩短,v(Br2)增大,正确;B 项,实验和 反应时间相同,Br2 起始浓度相同,则 v(Br2)相等,正确;C 项,比较实验和可知,增大 c(HCl)时,反应时间 缩短,v(Br2)增大,正确;D 项,比较实验和可知,增大 c(Br2)时,v(Br2)不变,错误。【答案】D 6.【解析】(1)曲线中斜率最大，表明反应速率最快，故为 t1t2 时间段，原因是反应放热，使反应速率加 快。(2)该反应实质为 CaCO

16、32H=Ca CO2H2O，故加水稀释 c(H)减小，反应速率减小，NaCl 溶液 中 Na、Cl对该反应无影响，故相当于加水稀释，加 NaCl 固体无影响，通入 HCl 会使 c(H)增大，反应速 1 00022.4 20 2 1 000 t2t1 molL 6 10103 L 0.06 molL 1，v(KMnO4)1 min1 V2V1 t2t1 molL1min1。【答案】(1)B 反应放热，使反应速率加快(2)AC(3)V2V1 t2t1 7.【解析】(1)对比实验 1、2、3 中的数据可知，溶液的体积均约为 10 mL，H2C2O4 溶液、稀硫酸的浓度不变，实验 123 中 KMn

17、O4 溶液的浓度逐渐减小，溶液颜色褪色时间逐渐增加，即反应速率逐渐减慢，由此可以 得出结论：其他条件相同时，增大 KMnO4 浓度(或反应物浓度)，反应速率增大。(2)实验 1 中，c(KMnO4)0.2 molL13.0103 L 0.06 molL1 4.0 min 1.5102molL1min1。(3)由乙图可知，反应开始时 n(Mn2)增加幅度不大，但后来 n(Mn2)增加幅度的突然增大，说明反应速率 大大增加，在其他条件不变的情况下，可能是生成物 MnSO4 对该反应有催化作用。要验证 MnSO4 对该反 应是否有催化作用，可以对比实验 1 和实验 4，再向试管中加入少量固体 MnS

18、O4，若溶液颜色褪至无色所需 时间 t 小于 4 min，说明 MnSO4 为该反应的催化剂。【答案】(1)其他条件相同时，增大 KMnO4 浓度(或反应物浓度)，反应速率增大(2)1.5102molL1min 1(3)生成物中的 MnSO4 为该反应的催化剂或 Mn2对该反应有催化作用MnSO4与实验 1 比较，溶液褪 色所需时间短或所用时间(t)小于 4 min 加的顺序。(5)分析实验数据，温度每升高 10，显色时间缩短到原来的一半，故可得出的结论是：每升 高 10，反应速率增大约 2 倍。(6)若要进行酸性对反应速率影响的探究实验，需保持其他实验条件不变，采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验。【答案】(1)4H4IO2=2I 2H2O(2)探究温度对反应速率的影响(3)淀粉溶液 无色溶液变蓝 (4)CD(5)每升高 10，反应速率增大约 2 倍(6)保持其他实验条件不变，采用不同浓度的硫酸溶液进 行对比实验 7