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专题2
第一单元　化学反应速率
课时2　影响化学反应速率的因素
化学反应速率与化学平衡
1．了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。
2．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响，了解活化分子、活化能的概念。
3．知道催化剂可以改变反应历程，了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
4．认识化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
活动一：实验探究浓度对反应速率的影响
硫代硫酸钠溶液与稀硫酸发生下列反应：Na2S2O3＋H2SO4═══ Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。向A、B、C三支试管中各加入2 mL 不同浓度的硫代硫酸钠溶液，浓度依次为0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.01 mol/L，再同时各加入2 mL 0.2 mol/L稀硫酸，观察并比较试管中出现浑浊现象的快慢。
1．实验现象：__________________________________________。
2．实验结论：____________________________________________________________________________________。
浓度大的先出现浑浊，浓度小的后出现浑浊
其他条件相同的情况下，反应物浓度越大，反应速率越大，反应物浓度越小，反应速率越小
活动二：了解有效碰撞、活化分子、活化能、基元反应、反应历程
1．阅读教材，了解碰撞理论，下图是两种碰撞，讨论有效碰撞需要什么条件？
无效碰撞　　　　　　　　有效碰撞
【答案】 有效碰撞必须满足的条件：分子具有足够高的能量，分子在一定的方向上发生碰撞。
2．阅读教材，什么是活化分子？什么是活化能？
【答案】 化学反应中能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子。活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能。
3．为什么增加反应物浓度可以增大反应速率？
【答案】 增加反应物浓度，单位体积内反应物的活化分子数增多(即活化分子浓度增大)，反应物发生有效碰撞的次数增多，反应速率增大。
4．阅读教材，什么是基元反应？基元反应有没有中间产物生成？氢气与气态碘单质的反应是否是基元反应？
【答案】 反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应，称为基元反应，基元反应过程中没有中间产物生成。反应H2(g)＋I2(g) ═══2HI(g)不是基元反应，反应历程含两步基元反应：I2═══2I、H2＋2I═══2HI。
5．基元反应的活化能大小与反应速率有什么关系？
【答案】 每个基元反应都有对应的活化能，反应的活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例也就越小，故化学反应速率越小。
活动三：探究压强对反应速率的影响
1．在一定温度下，一定质量的气体的物质的量浓度与压强有何种关系？
【答案】 如果气体的压强增大，气体的体积减小，单位体积内的气体分子数增多，气体物质的量浓度增大。
2．讨论：对于有气体参加的反应，在密闭容器中保持温度不变时，改变压强对反应速率有什么影响？为什么？
【答案】 对于有气体参加的反应，在密闭容器中保持温度不变时，增大压强，气体体积减小，相当于增大反应物的浓度，反应速率增大；减小压强，气体体积增大，相当于减小反应物的浓度，反应速率减小。
3．压强改变对反应速率的影响可以归结为浓度改变对反应速率的影响。思考：若反应物以液体或固体状态存在，改变反应体系的压强，反应速率是否改变？
【答案】 其他条件相同时，若反应物为液态或固态，改变压强对它们体积的影响很小，因此可以忽略压强改变对反应速率的影响。
4．在三个密闭容器中分别进行下列反应：
(1) 10 mL 1 mol/L HCl溶液与10 mL 0.1 mol/L NaOH溶液；
(2) CaO固体与SiO2固体在高温下反应生成CaSiO3；
(3) SO2(g)与O2(g)在密闭容器内反应生成SO3(g)。
给上述三个反应容器加压，反应物的浓度怎样变化？
编号 反应物的状态 反应物是否能被压缩 加压后反应物浓度的变化
(1)
(2)
(3)
液态
否
不变
固态
否
不变
气态
是
增大
活动四：探究温度对反应速率的影响
1．阅读教材，完成教材实验，记录实验现象。
实验 冰水浴 室温下 热水浴
褪色的时间
实验结论
【答案】 略
2．根据实验结论，结合你以往化学实验的经验，你能得出温度对化学反应速率影响的一般规律是什么？
【答案】 当其他条件相同时，升高温度，反应速率增大，降低温度，反应速率减小。
3．科学研究表明，对于许多反应而言，一般温度每升高10 K，其反应速率可增大2～4倍。从活化分子有效碰撞角度解释，随着温度升高反应速率增大的原理。在实验室或工业生产中，温度对反应速率的影响有什么应用？
【答案】 随着温度的升高，反应物的活化分子数目增多，分子运动加快，活化分子有效碰撞的次数增多，反应速率增大。实验或生产中常常采用加热的方法，使反应在较高温度下进行，以提高反应速率。
活动五：探究催化剂对反应速率的影响
1．通过实验探究催化剂对化学反应速率的影响。
向A、B、C 3支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，再向试管中分别加入2～3滴洗涤剂。向试管A中加入2～3滴FeCl3溶液，向试管B中加入少量MnO2粉末，C试管留作比较。观察、比较 3支试管中发生的实验现象，并试着分析导致实验现象差异的原因。
实验 A B C
实验现象
实验结论
迅速产生大量气泡
迅速产生大量气泡
几乎无气泡产生
催化剂可增大反应速率
2．阅读过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个能量较高的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。Ea是正反应的活化能，E′a为逆反应的活化能。化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越低，反应速率越大。
(1) 如图所示反应是吸热反应还是放热反应？
【答案】 放热反应。
正反应与逆反应的活化能
(2) 该反应是正反应速率大还是逆反应速率大？
【答案】 正反应的活化能小，反应速率大，逆反应的活化能大，反应速率小。
(3) 反应中正、逆反应的活化能大小与焓变有什么关系？
【答案】 ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能。正反应活化能大于逆反应活化能，反应吸热；正反应活化能小于逆反应活化能，反应放热。
3．右图是催化剂对活化能的影响。
实验表明，催化剂对反应速率有明显影响，结合图示分析，催化剂是怎样改变反应速率的？
【答案】 催化剂是通过降低化学反应所需的活化能来增大反应速率的。根据图示，使用催化剂时活化能降低，能量不足的分子就有可能变成活化分子，从而使有效碰撞的概率提高，反应速率增大。
　　催化剂对反应活化能的影响
4．阅读教材，了解催化剂是改变化学反应速率最有效的手段。
【答案】 略
活动六：了解酶的催化原理
通常认为，酶的催化作用是酶与反应物先形成中间化合物，然后中间化合物分解成产物并释放酶。
酶催化原理示意图
阅读教材，讨论酶的催化作用有哪些特点。
【答案】 高效的催化活性；高度的选择性；特殊的温度效应。
活动七：阅读教材，了解其他因素对化学反应速率的影响
1．阅读教材，影响化学反应速率的因素还有哪些？
【答案】 影响化学反应速率的因素还有很多，如反应物间的接触面积、光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。
2．结合教材学以致用内容，从内外因两个角度讨论如何调控反应速率。
【答案】 略
1．[人教版教材习题]下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是 (　　)
A．对有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，单位体积内活化分子数增多
B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增大
C．升高温度，使反应物分子中活化分子百分数增大
D．加入适宜的催化剂，使反应物分子中活化分子百分数增大
1
【解析】 向反应体系中加入相同浓度的反应物，活化分子数变多，活化分子百分数不变，B错误。
B
A．升高温度，v(逆)增大，v(正)减小
B．增大压强，v(正)增大，v(逆)减小
C．增加A的物质的量，v(正)增大，v(逆)减小
D．使用催化剂，降低反应活化能，v(正)、v(逆)同时增大，且增大的倍数相同
2
【解析】 升高温度，正、逆反应速率均增大，A错误；恒容的密闭容器中，若充入惰性气体增大压强，则正、逆反应速率均不变，B错误；A为固体，增加A的物质的量，正、逆反应速率均不变，C错误。
D
3．将镁条投入盛有盐酸的敞口容器，产生氢气的速率变化如图。下列影响反应的因素有 (　　)
① 盐酸的浓度　② 镁条的表面积
③ 溶液的温度　④ Cl－的浓度
A．①④　 B．③④
C．①②③　 D．②③④
3
3
【解析】 随着反应的进行，c(H＋)不断减小，反应速率会逐渐减小，说明①盐酸的浓度影响反应；在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸的接触面积不断增大，产生H2的速率会增大，说明②镁条的表面积影响反应；该反应放出热量，使温度升高，反应速率也会增大，说明③溶液的温度影响反应；镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为Mg＋2H＋═══Mg2+＋H2↑，是镁与H＋的置换反应，与Cl－无关，说明④Cl－的浓度不影响反应。故选C。
【答案】C
4．反应A＋B═══C分两步进行：①A＋B═══X，②X═══C。反应过程中的能量变化如图所示。E1表示反应A＋B═══X的活化能。下列有关叙述正确的是(　　)
A．E2表示反应X═══C的活化能
B．X是反应A＋B═══C的催化剂
C．反应A＋B═══C的ΔH＜0
4
D．加入催化剂可改变反应A＋B═══C的焓变
4
【解析】 反应X═══C的活化能小于E2，A错误；由①②可知，X是反应A＋B═══C的中间产物，B错误；反应物A和B的总能量大于生成物C的总能量，故反应A＋B═══C是放热反应，即ΔH＜0，C正确；加入催化剂可以增大反应速率，但反应物和生成物具有的总能量不变，则反应的焓变不改变，D错误。
【答案】C
5．下列措施中，不能增大化学反应速率的是 (　　)
A．Zn与稀硫酸反应制取H2时，加入少量CuSO4溶液
B．Al在O2中燃烧生成Al2O3时，用铝粉替代铝片
C．用H2O2分解制取O2时，添加少量MnO2
D．CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时，将盐酸换成等浓度的硝酸
5
【解析】 Zn与稀硫酸反应制取H2时，加入少量CuSO4溶液，会形成原电池，增大化学反应速率，A正确；Al在O2中燃烧生成Al2O3时，用铝粉替代铝片，增大接触面积，增大化学反应速率，B正确；用H2O2分解制取O2时，添加少量MnO2起到了催化剂的作用，增大化学反应速率，C正确；CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时，将盐酸换成等浓度的硝酸，并没有改变酸的浓度，不能增大化学反应速率，D错误。
D
6．图中曲线表示一定条件下一定量的锌粒与足量的稀硫酸反应的过程。若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是 (　　)
A．加入硫酸铜固体　
B．加入醋酸钠固体
C．稀硫酸换成浓硫酸　
D．加热使溶液温度升高
6
6
【解析】 由图像可知，曲线b变为曲线a，反应速率增大，生成氢气的物质的量不变。一定量的锌与足量的稀硫酸反应生成氢气，生成的氢气的量取决于锌的量。加入硫酸铜固体，部分锌和硫酸铜反应生成铜，构成铜锌原电池，反应速率增大，但和硫酸反应的锌质量减小，生成氢气的物质的量减小，A错误；加入醋酸钠固体，醋酸钠和硫酸反应生成醋酸和硫酸钠，溶液中氢离子浓度降低，反应速率减小，B错误；浓硫酸和锌反应不能生成氢气，C错误；加热使溶液温度升高，反应速率增大，生成氢气的物质的量不变，D正确。
【答案】 D
7．[2025镇江一中月考]已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理如下：
7
下列有关该反应的说法正确的是 (　　)
A．I－是该反应的催化剂，IO－是中间产物　
B．反应放出98 kJ的热量时，会生成当1 mol O2
C．反应速率与I－的浓度无关　
D．2v(H2O2)＝2v(H2O)＝v(O2)
7
【解析】 由分解1 mol H2O2放出热量98 kJ及2H2O2═══2H2O＋O2↑知，当反应放出98 kJ的热量时会生成0.5 mol O2，B错误；①是慢反应，是总反应的决速步骤，增大I－的浓度能加快①的速率，反应速率与I－的浓度有关，C错误；一般不用固体或纯液体表示反应速率，由速率之比等于化学计量数之比知，v(H2O2)＝2v(O2)，D错误。
【答案】 A
8． 某同学探究外界条件对H2O2分解速率的影响。实验所用试剂：0.4 mol/L H2O2溶液、蒸馏水、MnO2粉末、Fe2O3粉末。
8
实验
序号 H2O2浓度/
(mol/L) V(H2O2溶液)/mL 温度 催化剂 收集112 mL O2所需时间/s
1 0.4 20 室温 无 几乎无气体产生
2 0.4 20 50 ℃水浴 无 296
3 0.4 20 室温 0.5 g　a 45
4 0.4 20 室温 0.5 g MnO2粉末 100
5 0.4 b 室温 0.5 g　a ＞45
(1) 实验1、2的目的是其他条件相同时，探究________对H2O2分解速率的影响。
(2) 表中a处所用试剂为______________；对比实验3、4可得出的结论是____________________________________________________。
(3) 实验3、5是其他条件相同时，探究浓度对该化学反应速率的影响。b处取用10 mL 0.4 mol/L H2O2溶液，还应添加的试剂及用量为________________。
温度
8
Fe2O3粉末
其他条件相同时，不同催化剂对H2O2分解速率影响不同
10 mL蒸馏水
(4) 控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用0.4 mol/L H2O2溶液和3.0 mol/L H2SO4溶液处理，其化学方程式为Cu＋H2O2＋2H＋═══Cu2+＋2H2O。某同学在不同温度下完成该实验，测得铜的平均溶解速率分别如下表所示。
8
温度/℃ 20 30 40 50 60 70 80
铜的平均溶解速率/
[×10－3 mol/(L·min)] 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76
当温度高于40 ℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是____________________________________________________________________________。
温度高于40 ℃时，有较多H2O2分解，反应物浓度降低，使铜的平均溶解速率降低

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