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高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 影响化学反应速率的因素教学设计
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这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 影响化学反应速率的因素教学设计，共18页。
3．知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。
4．了解通过改变外界条件从而改变化学反应速率的方法和意义。
1．浓度对反应速率的影响
其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大，减小反应物浓度，反应速率减小。这是因为其他条件不变时，活化分子的百分数是一定的，而单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物的总数成正比，反应物浓度增大，活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，反应速率增大。
2．压强对化学反应速率的影响
对于气体反应来说，增大压强(减小容器体积)相当于增大反应物的浓度，反应速率加快；减小压强 (增大容器体积)相当于减小反应物的浓度，反应速率减慢。
对于只有固体或液体参加的反应，压强的变化对反应速率没有影响。
3．温度对反应速率的影响
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。
加热的主要作用的两个方面：
一方面是通过提高温度使分子获得更高的能量，活化分子百分数提高；另一方面是含有较高能量的分子间的碰撞频率也随之提高。
4．催化剂对反应速率的影响
催化剂能加快反应速率，使发生反应所需的活化能降低。
5．其他因素对反应速率的影响
除了以上四种因素，还能改变化学反应速率的方法有：光辐射、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。
[新知探究]
1．化学反应发生的条件
2．有效碰撞理论与活化能
如图所示：
图中E1指反应的活化能，E1－E2是反应热。
3．化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系
活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。
[对点演练]
1．下列有关活化分子和有效碰撞的描述中，正确的是________。
A．当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学反应
B．发生有效碰撞的分子一定是活化分子
C．活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
D．活化分子间每次碰撞都发生化学反应
E．能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量
F．活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量
[解析] 活化分子间的碰撞有适当的取向时，才能发生有效碰撞，故C项错；活化分子间的碰撞只有发生有效碰撞，才能发生化学反应，故D项错。
[答案] ABEF
[新知探究]
实验探究
2.规律
反应物浓度增大→反应速率加快；反应物浓度减小→反应速率减慢。
[问题讨论]
1．用有效碰撞理论解释为什么增大反应物的浓度能增大化学反应速率。
提示：增大反应物的浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率加快。
2．Zn与盐酸反应，增加Zn的质量，生成氢气的速率能够加快吗？
提示：不能，增大固体的用量不能增大其浓度，不能使反应速率加快。
[名师点拨]
(1)固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。
(2)增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。
(3)增大反应物浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数没有增大。
[对点演练]
2．把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10 mL 2 ml·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是( )
A．20 mL 3 ml·L－1 B．20 mL 2 ml·L－1
C．10 mL 4 ml·L－1 D．10 mL 2 ml·L－1
[解析] 本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。
[答案] A
[新知探究]
在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图)。
(1)向下压缩活塞，使容器的压强增大，反应速率如何变化？
(2)保持容器的容积不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？
(3)保持容器内气体压强不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？
提示：(1)压缩体积，增大压强，反应物的浓度增大，反应速率加快。
(2)充入氦气，尽管总压强增大，但反应物的浓度不变，反应速率不变。
(3)充入氦气，尽管总压强不变，但容器的体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减慢。
[名师点拨]
1．规律
(1)增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物浓度，反应速率加快。
(2)减小压强(增大容器容积)相当于减小反应物浓度，反应速率减慢。
2．原因分析
(1)增大压强→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增加→反应速率加快。
(2)减小压强→单位体积内活化分子数减少→有效碰撞几率减小→反应速率减慢。
3．注意事项
(1)对于固体或液体，压强的变化，基本不影响其浓度，也不影响其反应速率。
(2)恒容时充入“无关气体”，容器总压强增大，但各反应物的浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时充入“无关气体”，引起体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减慢。
[对点演练]
3．反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变使其反应速率增大的是( )
A．增加C(s)的量
B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D．保持压强不变，充入N2使容器体积变大
[解析] A项，C为固体，增加其用量，不影响反应速率；B项，体积缩小，浓度增大，反应速率增大；C项，保持体积不变，充入N2后各反应物的浓度不变，不影响反应速率；D项，保持压强不变充入N2，容器体积增大，反应物浓度减小，使反应速率减小。
[答案] B
[新知探究]
1．实验
2.规律
温度升高，反应速率加快；温度降低，反应速率减慢。
3．解释
升高温度→活化分子百分数提高→有效碰撞的次数增多→化学反应速率加快。
[名师点拨]
(1)温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。升温时，化学反应速率增大；降温时，化学反应速率减小。
(2)对于可逆反应来说，升高温度，正、逆反应速率均增大，只是增大的程度不同；同理，降低温度，正、逆反应速率均减小，只是减小的程度不同。
(3)许多实验表明：温度每升高10 ℃，反应速率通常增大到原来的2～4倍。
(4)一般情况下，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更易控制。
[对点演练]
4．下列各组溶液，同时开始反应，出现浑浊最早的是( )
A．20 ℃时5 mL 0.05 ml·L－1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 ml·L－1硫酸混合
B．20 ℃时5 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 ml·L－1硫酸混合
C．10 ℃时5 mL 0.05 ml·L－1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 ml·L－1硫酸混合
D．10 ℃时5mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 ml·L－1硫酸混合
[解析] 温度越高，反应速率越快；浓度越大，反应速率越快。
[答案] B
[新知探究]
1．实验
2.规律
使用合适的催化剂，可加快化学反应速率。
3．解释
使用合适的催化剂→降低反应所需的活化能→活化分子百分数提高→有效碰撞次数增加→化学反应速率加快。
[名师点拨]
(1)有的催化剂能加快化学反应速率，有的催化剂能减慢化学反应速率，能加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫做负催化剂。在实践中，若不特别说明，凡是催化剂均指正催化剂。
(2)可逆反应中催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。
(3)催化剂具有选择性和高效性。
[对点演练]
5．[双选]下列关于催化剂的叙述中，正确的是( )
A．催化剂在化学反应前后化学性质不变
B．催化剂在反应前后质量不变，故催化剂不参加化学反应
C．反应物中的某些杂质能使催化剂失去活性，造成催化剂“中毒”
D．催化剂可以提高反应物的转化率
[解析] 催化剂参加反应，改变反应历程(即降低反应活化能)，但反应前后其质量和化学性质不变。某些杂质使催化剂的催化作用减弱或失去，叫催化剂中毒。催化剂不能改变反应物的转化率。
[答案] AC
[新知探究]
1．定性图像
(1)全程速率－时间图：
如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图1所示。
AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大；BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小。
(2)速率－温度图：
其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大；其他条件一定，反应速率随着温度的降低而减小，如图2 A所示。
(3)速率－压强图：
其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大；其他条件一定，减小气态反应物的压强(增大容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小，如图2 B所示。
2．定量图像
定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度)与反应时间t的定量关系，如图3所示。
[对点演练]
6．[双选]下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线(纵坐标表示化学反应速率)表示的是( )
[解析] 反应速率与物质本身的性质有关。由于K比Na活泼，故相同大小的金属K和Na，K的反应速率快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随反应进行，放出大量热，反应速率逐渐加快，故A图像正确；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲中快，B图像错误；由于甲反应是在热水中反应，温度高，故甲的反应速率大于乙的，随反应进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙反应速率逐渐减小，C图像正确；MnO2在H2O2分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲的，D图像错误。
[答案] AC
【方法技巧】
解答图像题的方法
原理
2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
实验
步骤
实验
现象
酸性KMnO4溶液褪色
酸性KMnO4溶液褪色
褪色
时间
褪色时间长
较0.1 ml·L－1 H2C2O4溶液褪色时间短
结论
若其他条件相同，H2C2O4浓度越大，酸性KMnO4溶液褪色越快，反应速率也越快；反之，H2C2O4浓度越小，反应速率越慢
原理
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O
实验
操作
实验现象
混合后，两组均出现浑浊，但加热的一组首先出现浑浊
结论
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
原理
2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
实验
操作
实现
现象
a.未加入MnO2时，带余烬的木条无明显变化；
b.加入MnO2后，锥形瓶内立即产生大量气泡，并且带余烬的木条复燃
结论
MnO2能加快H2O2的分解
选项
反应
甲
乙
A
外形、大小相近的金属和水反应
K
Na
B
4 mL 0.01 ml·L－1的KMnO4溶液，分别和不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反应
0.1ml·L－1的
H2C2O4溶液
0.2 ml·L－1的
H2C2O4溶液
C
5 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 ml·L－1 H2SO4溶液反应
热水
冷水
D
5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2
无MnO2
粉末
加MnO2
粉末
1．下列措施肯定使化学反应速率增大的是( )
A．增大反应物的量 B．减少生成物的量
C．升高温度 D．增大压强
解析：选C 当物质是固体或纯液体时，改变物质的量不会影响反应速率，故A、B错误；若反应中没有气体参加或生成，增大压强时反应速率不变，故D错误。
2．有气体参加的反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法是( )
①增大反应物浓度 ②增大压强 ③升高温度 ④加入催化剂
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．③④
解析：选D ①增大反应物的浓度和②增大压强，只能增大单位体积内活化分子数，不能增大活化分子百分数；而③升高温度和④加入催化剂既能增大活化分子数，又能增大活化分子百分数，故D项符合题意。
3．反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变能够引起反应速率增大的是( )
A．增加C的量
B．将容器的容积缩小一半
C．保持容器容积不变，充入Ar使体系压强增大
D．保持压强不变，充入Ar使容器容积增大
解析：选B C为固体反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响，A项不符合题意；容器容积缩小一半相当于压强增大一倍，各气体物质的浓度增大，反应速率增大，B项符合题意；保持容器容积不变，充入Ar，体系总压强增大，但各气体物质的浓度并未改变，反应速率基本不变，C项不符合题意；充入Ar使容器容积增大，总压强不变，但各气体物质的浓度变小，反应速率减小，D项不符合题意。
4．下列四个试管中，过氧化氢分解产生氧气的反应速率最快的是( )
解析：选D 温度越高，反应物的浓度越大，反应速率就越快，使用催化剂能加快化学反应速率。
5．把下列化学反应与影响因素连线。
(1)点燃镁条时，H2和Cl2 A．催化剂
的混合气体发生爆炸
(2)黄铁矿燃烧时粉碎成矿粒 B．反应物本身的性质
(3)H2O2溶液中加入MnO2 C．温度
很快产生气体
(4)相同条件下，锌粒、镁条与 D．固体表面积
盐酸反应产生气体快慢不同
(5)夏天的食物比冬天更易霉变 E．光照
答案：(1)－E (2)－D (3)－A (4)－B (5)－C
6．对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成的SO3的反应速率的变化填入下表空格内(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：增大反应物(如O2)的浓度，增大压强(压缩体积)，使用催化剂，均能加快化学反应速率，降低温度，反应速率减慢。
答案：减小 增大 增大 增大
一、选择题
1．下列说法正确的是( )
A．对于有气体参与的反应，增大压强(减小容器容积)，活化分子数增多，化学反应速率增大
B．对放热反应而言，升高温度，活化分子百分数减小，化学反应速率减小
C．活化分子间发生的碰撞为有效碰撞
D．使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
解析：选D 对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，只能增大单位体积内活化分子数，A项错误；不管是放热反应还是吸热反应，升高温度，均能增加活化分子百分数，化学反应速率均增大，B项错误；有效碰撞是指能发生化学反应的碰撞，C项错误。
2．为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是( )
A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度下的盐酸反应时，两者快慢相同
B．盛有相同浓度双氧水的两支试管，一支加入MnO2放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快
D．升高温度，H2O2的分解速率加快，原因是反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
解析：选A 影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，镁、铝的活泼性不同，故两者与同浓度的盐酸反应快慢不同。
3．100 mL浓度为2 ml·L－1的硫酸跟过量的锌片反应，为加快锌与硫酸的反应速率，且不影响生成氢气的总量，可采用的方法是( )
A．加入适量6 ml·L－1的硫酸
B．加入少量醋酸钠固体
C．加热
D．加入适量的水
解析：选C 加入适量6 ml·L－1的硫酸，增大了硫酸的浓度，反应速率加快，但生成的氢气的总量增加，A错误；加入少量醋酸钠固体，醋酸钠与硫酸反应生成了醋酸，溶液中氢离子浓度减小，反应速率减慢，B错误；加热，反应温度升高，反应速率加快，且不影响生成氢气的总量，C正确；加入适量水，使硫酸中H＋的浓度减小，硫酸与锌反应的速率减慢，D错误。
4．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是( )
A．缩小体积使压强增大 B．恒容，充入N2
C．恒容，充入He D．恒压，充入He
解析：选C A选项，气体的物质的量不变，仅缩小体积，气体的浓度必然增大，反应速率必然增大；B选项，容积不变，充入N2，使反应物N2的浓度增大，浓度越大，反应速率越大；C选项，容积不变，充入He，虽然反应容器内总压强增大，但N2、O2、NO的浓度并没有变化，因此不影响反应速率；D选项，压强不变，充入He，反应容器的体积必然增大，总压强虽然没变，但N2、O2、NO的浓度减小，反应速率减小。
5．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小的顺序排列正确的是( )
甲：在500℃时，10 ml SO2和5 ml O2 反应
乙：在500℃时，用V2O5作催化剂，10 ml SO2和5 ml O2反应
丙：在450℃时，8 ml SO2和5 ml O2 反应
丁：在500℃时，8 ml SO2和5 ml O2 反应
A．甲>乙>丙>丁 B．乙>甲>丙>丁
C．乙>甲>丁>丙 D．丁>丙>乙>甲
解析：选C 丙、丁容器中的反应物浓度相同，但丁容器中温度较高，故反应速率：丁>丙；甲、乙容器中的温度相同，反应物浓度也相同，但乙使用了催化剂，故反应速率：乙>甲；甲、丁容器内的温度相同，但甲容器中反应物浓度较大，故反应速率：甲>丁，即反应速率：乙>甲>丁>丙。
6．下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A．Na与水反应时增大水的用量
B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸
C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大反应容器体积
D．Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉
解析：选D 水是纯液体，所以增加水的量，不会影响反应的速率；浓硫酸能使铁钝化且不产生氢气，所以改用浓硫酸不会加快反应速率；在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大反应器容积，浓度不变，化学反应速率不变；Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉，增大表面积，加快化学反应速率。
7．如图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是( )
A．a与b相比，b的活化能更高
B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
C．a与b相比，a中的活化分子的百分比更高
D．a与b相比，a对应的反应速率更快
解析：选B 图中的E1表示反应a的活化能，a的活化能更高，A项错；由图知该反应放热，B项对；因b使用催化剂降低反应的活化能，所以b活化分子的百分数更高，C项错；b为使用催化剂时的情况，其对应的反应速率更快些，D项错。
8．在一定条件下，某分解反应X(g)===Y(g)＋Z(g)的部分实验数据如下：
下列有关说法正确的是( )
A．X的浓度越大，反应速率越快
B．X的浓度越大，分解一半时所用的时间越短
C．X的分解速率与其浓度无关
D．X的分解速率先快后慢
解析：选C 根据题给数据分析，X的分解速率是匀速的，与其浓度无关，A、D错误，C正确；X的分解速率不变，X的浓度越大，分解一半时所用的时间越长，B错误。
9．一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是( )
A．在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等
B．溶液酸性越强，R的降解速率越小
C．R的起始浓度越小，降解速率越大
D．在20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04 ml·L－1·min－1
解析：选A 选项A，在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等，均为100%，正确；选项B，溶液的酸性越强，R完全降解所需时间越短，降解速率越大，错误；选项C，R的起始浓度越小，降解速率越小，错误；选项D，在20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为eq \f(0.2×10－4 ml·L－1,5 min)＝4×10－6 ml·L－1·min－1，错误。
10．在298 K时，实验测得溶液中的反应：H2O2＋2HI===2H2O＋I2，在不同浓度时的化学反应速率见下表，由此可推知当c(HI)＝0.500 ml·L－1，c(H2O2)＝0.400 ml·L－1时的反应速率为( )
ml·L－1·s－1 B．0.152 ml·L－1·s－1
C．0.608 ml·L－1·s－1 D．0.760 ml·L－1·s－1
解析：选B 对比实验1、2、3中的数据可知，c(H2O2)不变时，v与c(HI)成正比；对比实验1、4、5中的数据可知，c(HI)不变时，v与c(H2O2)成正比；故v与c(HI)·c(H2O2)的值成正比。当c(HI)＝0.500 ml·L－1，c(H2O2)＝0.400 ml·L－1时，c(HI)·c(H2O2)＝0.500 ml·L－1×0.400 ml·L－1，是实验1中c(HI)·c(H2O2)的20倍，则反应速率是实验1中v的 20倍，即所求反应速率为0.007 60 ml·L－1·s－1×20＝0.152 ml·L－1·s－1。
二、非选择题
11．在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2，压强为 p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH＜0。
(1)保持容器容积不变，再向其中充入1 ml H2，反应速率________，理由是_________
________________________________________________________________________。
(2)保持容器容积不变，向其中充入1 ml N2(不参加反应)，反应速率________，理由是
________________________________________________________________________。
(3)保持容器内气体的压强不变，向其中充入1 ml N2，反应速率________，理由是
________________________________________________________________________。
解析：(1)H2为反应物，向容器中再充入1 ml H2时，反应物浓度增大，反应速率加快。(2)容积不变时，充入与反应无关的气体N2，反应物的浓度不变，反应速率不变。(3)保持气体的压强不变时，再充入1 ml N2，容器体积增大，各成分浓度减小，反应速率减小。
答案：(1)加快 增大反应物浓度，反应速率加快
(2)不变 反应物的浓度不变，反应速率不变
(3)减慢 容器的体积变大，反应物浓度减小，反应速率减慢
12．把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 ml·L－1硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，请回答下列问题：
(1)曲线Oa段不产生氢气的原因是____________________________________________，
有关的化学方程式为____________________________________________________。
(2)曲线ac段产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是______________________________。
(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)在空气中久置的铝片表面有一层氧化铝薄膜，因此硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)ac段，虽然硫酸的浓度不断减小，但该反应是放热反应，体系温度升高，化学反应速率增大。(3)曲线由c以后，硫酸浓度的逐渐减小成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。
答案：(1)久置的铝片表面覆有一层氧化铝薄膜
Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O
(2)该反应是放热反应，温度升高，化学反应速率增大
(3)硫酸的浓度减小，化学反应速率逐渐减小
13．如表所示是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
分析上述数据，回答下列问题：
(1)实验4和5表明：__________________对反应速率有影响，________________，反应速率越快，能表明同一规律的实验还有__________________(填实验序号)。
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有____________________(填实验序号)。
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有______________________________________，
其实验序号是________。
(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近，推测其原因： ________________________________________________________________________。
解析：(1)4、5不同之处是金属的表面积，粉末状的金属消失的快，说明其反应速率快，其中1、2也可以说明这一点。(2)仅表明反应的浓度对反应速率产生影响的实验，其他条件应完全相同，则为1、3、4、6、8及2、5。(3)从表中可以看出，溶液反应前的温度不同，其他条件都相同的是6、7或8、9。(4)在所有反应中，该金属的质量和硫酸溶液的体积均相等，且H2SO4过量，则产生热量相等，故溶液温度变化值相近。
答案：(1)固体反应物的表面积 表面积越大 1和2
(2)3和4(1、3、4、6、8及2、5中任意两组为答案也正确)
(3)开始反应温度 6和7(或8和9)
(4)一定量的该金属与足量的硫酸反应放出的热量相同
[能力提升]
14．碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.20 ml·L－1 KI溶液、0.4%淀粉溶液、0.20 ml·L－1 K2S2O8溶液、0.010 ml·L－1 Na2S2O3溶液等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：
S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===2SOeq \\al(2－,4)＋I2(慢)
I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的Na2S2O3耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2Oeq \\al(2－,3)与S2Oeq \\al(2－,8)初始的物质的量需满足的关系为n(S2Oeq \\al(2－,8))∶n(S2Oeq \\al(2－,3))________________。
(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是___________________________。
(3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
表中V1＝________mL，理由是_______________________________________________；
V2＝________mL，理由是____________________________________________________。
显色时间t1大约是________。
(4)根据表中数据可以得出的结论是____________________________________________。
解析：(1)由已知可得，向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先发生反应S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===2SOeq \\al(2－,4)＋I2(慢)，后发生反应I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)(快)，当溶液中的Na2S2O3耗尽后，碘才能与淀粉作用使溶液颜色由无色变为蓝色，根据离子方程式S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===2SOeq \\al(2－,4)＋I2可知，生成1 ml I2需1 ml S2Oeq \\al(2－,8)，根据I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)可知，消耗1 ml I2需2 ml S2Oeq \\al(2－,3)，恰好反应时n(S2Oeq \\al(2－,8))：n(S2Oeq \\al(2－,3))＝1∶2，为确保能观察到蓝色，碘需有剩余，则S2Oeq \\al(2－,3)应少量，所以n(S2Oeq \\al(2－,8))∶n(S2Oeq \\al(2－,3))>1∶2。
(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是显色时间太短，不易测量。
(3)该实验是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，实验①与实验②对照，溶液总体积一直是25 mL，为确保溶液总体积不变，所以V1＝7.5 mL。为保证淀粉溶液的用量相同，则V2＝1 mL。对比几组实验数据可知，显色时间t1大约是72 s。
(4)根据表中数据可以得出的结论是反应速率与反应物浓度成正比关系，即反应物浓度越大，反应速率越快。
答案：(1)>1∶2
(2)显色时间太短，不易测量
(3)7.5 保证每次实验溶液总体积相等 1 保证淀粉溶液的用量相同 72 s
试管
温度
过氧化氢溶液浓度
催化剂
A
常温
3%
无
B
常温
6%
无
C
水浴加热
3%
无
D
水浴加热
6%
MnO2
编号
改变的条件
生成SO3的速率
①
降低温度
②
压缩体积
③
增大氧气的浓度
④
使用催化剂
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
c(X)/(ml·L－1)
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
反应时间/min
60
70
80
90
100
c(X)/(ml·L－1)
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
实验编号
1
2
3
4
5
c(HI)(ml·L－1)
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
c(H2O2)(ml·L－1)
0.100
0.100
0.100
0.200
0.300
v[ml·L－1·s－1]
0.007 60
0.015 3
0.022 7
0.015 1
0.022 8
实验
序号
金属
质量(g)
金属
状态
c(H2SO4)
(ml·L－1)
V(H2SO4)
(mL)
溶液温度(℃)
金属消失的时间(s)
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
30
44
40
实验
序号
试剂体积V/mL
显色时间
t/s
K2S2O8溶液
KI溶液
水
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10
10
0
4
1
26.8
②
5
10
5
4
1
54.0
③
2.5
10
V1
4
1
108.2
④
10
5
5
4
1
53.8
⑤
5
7.5
7.5
4
V2
t1
3．知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。
4．了解通过改变外界条件从而改变化学反应速率的方法和意义。
1．浓度对反应速率的影响
其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大，减小反应物浓度，反应速率减小。这是因为其他条件不变时，活化分子的百分数是一定的，而单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物的总数成正比，反应物浓度增大，活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，反应速率增大。
2．压强对化学反应速率的影响
对于气体反应来说，增大压强(减小容器体积)相当于增大反应物的浓度，反应速率加快；减小压强 (增大容器体积)相当于减小反应物的浓度，反应速率减慢。
对于只有固体或液体参加的反应，压强的变化对反应速率没有影响。
3．温度对反应速率的影响
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。
加热的主要作用的两个方面：
一方面是通过提高温度使分子获得更高的能量，活化分子百分数提高；另一方面是含有较高能量的分子间的碰撞频率也随之提高。
4．催化剂对反应速率的影响
催化剂能加快反应速率，使发生反应所需的活化能降低。
5．其他因素对反应速率的影响
除了以上四种因素，还能改变化学反应速率的方法有：光辐射、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。
[新知探究]
1．化学反应发生的条件
2．有效碰撞理论与活化能
如图所示：
图中E1指反应的活化能，E1－E2是反应热。
3．化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系
活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。
[对点演练]
1．下列有关活化分子和有效碰撞的描述中，正确的是________。
A．当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学反应
B．发生有效碰撞的分子一定是活化分子
C．活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
D．活化分子间每次碰撞都发生化学反应
E．能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量
F．活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量
[解析] 活化分子间的碰撞有适当的取向时，才能发生有效碰撞，故C项错；活化分子间的碰撞只有发生有效碰撞，才能发生化学反应，故D项错。
[答案] ABEF
[新知探究]
实验探究
2.规律
反应物浓度增大→反应速率加快；反应物浓度减小→反应速率减慢。
[问题讨论]
1．用有效碰撞理论解释为什么增大反应物的浓度能增大化学反应速率。
提示：增大反应物的浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率加快。
2．Zn与盐酸反应，增加Zn的质量，生成氢气的速率能够加快吗？
提示：不能，增大固体的用量不能增大其浓度，不能使反应速率加快。
[名师点拨]
(1)固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。
(2)增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。
(3)增大反应物浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数没有增大。
[对点演练]
2．把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10 mL 2 ml·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是( )
A．20 mL 3 ml·L－1 B．20 mL 2 ml·L－1
C．10 mL 4 ml·L－1 D．10 mL 2 ml·L－1
[解析] 本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。
[答案] A
[新知探究]
在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图)。
(1)向下压缩活塞，使容器的压强增大，反应速率如何变化？
(2)保持容器的容积不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？
(3)保持容器内气体压强不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？
提示：(1)压缩体积，增大压强，反应物的浓度增大，反应速率加快。
(2)充入氦气，尽管总压强增大，但反应物的浓度不变，反应速率不变。
(3)充入氦气，尽管总压强不变，但容器的体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减慢。
[名师点拨]
1．规律
(1)增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物浓度，反应速率加快。
(2)减小压强(增大容器容积)相当于减小反应物浓度，反应速率减慢。
2．原因分析
(1)增大压强→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增加→反应速率加快。
(2)减小压强→单位体积内活化分子数减少→有效碰撞几率减小→反应速率减慢。
3．注意事项
(1)对于固体或液体，压强的变化，基本不影响其浓度，也不影响其反应速率。
(2)恒容时充入“无关气体”，容器总压强增大，但各反应物的浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时充入“无关气体”，引起体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减慢。
[对点演练]
3．反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变使其反应速率增大的是( )
A．增加C(s)的量
B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D．保持压强不变，充入N2使容器体积变大
[解析] A项，C为固体，增加其用量，不影响反应速率；B项，体积缩小，浓度增大，反应速率增大；C项，保持体积不变，充入N2后各反应物的浓度不变，不影响反应速率；D项，保持压强不变充入N2，容器体积增大，反应物浓度减小，使反应速率减小。
[答案] B
[新知探究]
1．实验
2.规律
温度升高，反应速率加快；温度降低，反应速率减慢。
3．解释
升高温度→活化分子百分数提高→有效碰撞的次数增多→化学反应速率加快。
[名师点拨]
(1)温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。升温时，化学反应速率增大；降温时，化学反应速率减小。
(2)对于可逆反应来说，升高温度，正、逆反应速率均增大，只是增大的程度不同；同理，降低温度，正、逆反应速率均减小，只是减小的程度不同。
(3)许多实验表明：温度每升高10 ℃，反应速率通常增大到原来的2～4倍。
(4)一般情况下，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更易控制。
[对点演练]
4．下列各组溶液，同时开始反应，出现浑浊最早的是( )
A．20 ℃时5 mL 0.05 ml·L－1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 ml·L－1硫酸混合
B．20 ℃时5 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 ml·L－1硫酸混合
C．10 ℃时5 mL 0.05 ml·L－1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 ml·L－1硫酸混合
D．10 ℃时5mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 ml·L－1硫酸混合
[解析] 温度越高，反应速率越快；浓度越大，反应速率越快。
[答案] B
[新知探究]
1．实验
2.规律
使用合适的催化剂，可加快化学反应速率。
3．解释
使用合适的催化剂→降低反应所需的活化能→活化分子百分数提高→有效碰撞次数增加→化学反应速率加快。
[名师点拨]
(1)有的催化剂能加快化学反应速率，有的催化剂能减慢化学反应速率，能加快化学反应速率的催化剂叫做正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫做负催化剂。在实践中，若不特别说明，凡是催化剂均指正催化剂。
(2)可逆反应中催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。
(3)催化剂具有选择性和高效性。
[对点演练]
5．[双选]下列关于催化剂的叙述中，正确的是( )
A．催化剂在化学反应前后化学性质不变
B．催化剂在反应前后质量不变，故催化剂不参加化学反应
C．反应物中的某些杂质能使催化剂失去活性，造成催化剂“中毒”
D．催化剂可以提高反应物的转化率
[解析] 催化剂参加反应，改变反应历程(即降低反应活化能)，但反应前后其质量和化学性质不变。某些杂质使催化剂的催化作用减弱或失去，叫催化剂中毒。催化剂不能改变反应物的转化率。
[答案] AC
[新知探究]
1．定性图像
(1)全程速率－时间图：
如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图1所示。
AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大；BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小。
(2)速率－温度图：
其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大；其他条件一定，反应速率随着温度的降低而减小，如图2 A所示。
(3)速率－压强图：
其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大；其他条件一定，减小气态反应物的压强(增大容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小，如图2 B所示。
2．定量图像
定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度)与反应时间t的定量关系，如图3所示。
[对点演练]
6．[双选]下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线(纵坐标表示化学反应速率)表示的是( )
[解析] 反应速率与物质本身的性质有关。由于K比Na活泼，故相同大小的金属K和Na，K的反应速率快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随反应进行，放出大量热，反应速率逐渐加快，故A图像正确；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲中快，B图像错误；由于甲反应是在热水中反应，温度高，故甲的反应速率大于乙的，随反应进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙反应速率逐渐减小，C图像正确；MnO2在H2O2分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲的，D图像错误。
[答案] AC
【方法技巧】
解答图像题的方法
原理
2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
实验
步骤
实验
现象
酸性KMnO4溶液褪色
酸性KMnO4溶液褪色
褪色
时间
褪色时间长
较0.1 ml·L－1 H2C2O4溶液褪色时间短
结论
若其他条件相同，H2C2O4浓度越大，酸性KMnO4溶液褪色越快，反应速率也越快；反之，H2C2O4浓度越小，反应速率越慢
原理
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O
实验
操作
实验现象
混合后，两组均出现浑浊，但加热的一组首先出现浑浊
结论
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
原理
2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
实验
操作
实现
现象
a.未加入MnO2时，带余烬的木条无明显变化；
b.加入MnO2后，锥形瓶内立即产生大量气泡，并且带余烬的木条复燃
结论
MnO2能加快H2O2的分解
选项
反应
甲
乙
A
外形、大小相近的金属和水反应
K
Na
B
4 mL 0.01 ml·L－1的KMnO4溶液，分别和不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反应
0.1ml·L－1的
H2C2O4溶液
0.2 ml·L－1的
H2C2O4溶液
C
5 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 ml·L－1 H2SO4溶液反应
热水
冷水
D
5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2
无MnO2
粉末
加MnO2
粉末
1．下列措施肯定使化学反应速率增大的是( )
A．增大反应物的量 B．减少生成物的量
C．升高温度 D．增大压强
解析：选C 当物质是固体或纯液体时，改变物质的量不会影响反应速率，故A、B错误；若反应中没有气体参加或生成，增大压强时反应速率不变，故D错误。
2．有气体参加的反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法是( )
①增大反应物浓度 ②增大压强 ③升高温度 ④加入催化剂
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．③④
解析：选D ①增大反应物的浓度和②增大压强，只能增大单位体积内活化分子数，不能增大活化分子百分数；而③升高温度和④加入催化剂既能增大活化分子数，又能增大活化分子百分数，故D项符合题意。
3．反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变能够引起反应速率增大的是( )
A．增加C的量
B．将容器的容积缩小一半
C．保持容器容积不变，充入Ar使体系压强增大
D．保持压强不变，充入Ar使容器容积增大
解析：选B C为固体反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响，A项不符合题意；容器容积缩小一半相当于压强增大一倍，各气体物质的浓度增大，反应速率增大，B项符合题意；保持容器容积不变，充入Ar，体系总压强增大，但各气体物质的浓度并未改变，反应速率基本不变，C项不符合题意；充入Ar使容器容积增大，总压强不变，但各气体物质的浓度变小，反应速率减小，D项不符合题意。
4．下列四个试管中，过氧化氢分解产生氧气的反应速率最快的是( )
解析：选D 温度越高，反应物的浓度越大，反应速率就越快，使用催化剂能加快化学反应速率。
5．把下列化学反应与影响因素连线。
(1)点燃镁条时，H2和Cl2 A．催化剂
的混合气体发生爆炸
(2)黄铁矿燃烧时粉碎成矿粒 B．反应物本身的性质
(3)H2O2溶液中加入MnO2 C．温度
很快产生气体
(4)相同条件下，锌粒、镁条与 D．固体表面积
盐酸反应产生气体快慢不同
(5)夏天的食物比冬天更易霉变 E．光照
答案：(1)－E (2)－D (3)－A (4)－B (5)－C
6．对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成的SO3的反应速率的变化填入下表空格内(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：增大反应物(如O2)的浓度，增大压强(压缩体积)，使用催化剂，均能加快化学反应速率，降低温度，反应速率减慢。
答案：减小 增大 增大 增大
一、选择题
1．下列说法正确的是( )
A．对于有气体参与的反应，增大压强(减小容器容积)，活化分子数增多，化学反应速率增大
B．对放热反应而言，升高温度，活化分子百分数减小，化学反应速率减小
C．活化分子间发生的碰撞为有效碰撞
D．使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
解析：选D 对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，只能增大单位体积内活化分子数，A项错误；不管是放热反应还是吸热反应，升高温度，均能增加活化分子百分数，化学反应速率均增大，B项错误；有效碰撞是指能发生化学反应的碰撞，C项错误。
2．为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是( )
A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度下的盐酸反应时，两者快慢相同
B．盛有相同浓度双氧水的两支试管，一支加入MnO2放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快
D．升高温度，H2O2的分解速率加快，原因是反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
解析：选A 影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，镁、铝的活泼性不同，故两者与同浓度的盐酸反应快慢不同。
3．100 mL浓度为2 ml·L－1的硫酸跟过量的锌片反应，为加快锌与硫酸的反应速率，且不影响生成氢气的总量，可采用的方法是( )
A．加入适量6 ml·L－1的硫酸
B．加入少量醋酸钠固体
C．加热
D．加入适量的水
解析：选C 加入适量6 ml·L－1的硫酸，增大了硫酸的浓度，反应速率加快，但生成的氢气的总量增加，A错误；加入少量醋酸钠固体，醋酸钠与硫酸反应生成了醋酸，溶液中氢离子浓度减小，反应速率减慢，B错误；加热，反应温度升高，反应速率加快，且不影响生成氢气的总量，C正确；加入适量水，使硫酸中H＋的浓度减小，硫酸与锌反应的速率减慢，D错误。
4．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是( )
A．缩小体积使压强增大 B．恒容，充入N2
C．恒容，充入He D．恒压，充入He
解析：选C A选项，气体的物质的量不变，仅缩小体积，气体的浓度必然增大，反应速率必然增大；B选项，容积不变，充入N2，使反应物N2的浓度增大，浓度越大，反应速率越大；C选项，容积不变，充入He，虽然反应容器内总压强增大，但N2、O2、NO的浓度并没有变化，因此不影响反应速率；D选项，压强不变，充入He，反应容器的体积必然增大，总压强虽然没变，但N2、O2、NO的浓度减小，反应速率减小。
5．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小的顺序排列正确的是( )
甲：在500℃时，10 ml SO2和5 ml O2 反应
乙：在500℃时，用V2O5作催化剂，10 ml SO2和5 ml O2反应
丙：在450℃时，8 ml SO2和5 ml O2 反应
丁：在500℃时，8 ml SO2和5 ml O2 反应
A．甲>乙>丙>丁 B．乙>甲>丙>丁
C．乙>甲>丁>丙 D．丁>丙>乙>甲
解析：选C 丙、丁容器中的反应物浓度相同，但丁容器中温度较高，故反应速率：丁>丙；甲、乙容器中的温度相同，反应物浓度也相同，但乙使用了催化剂，故反应速率：乙>甲；甲、丁容器内的温度相同，但甲容器中反应物浓度较大，故反应速率：甲>丁，即反应速率：乙>甲>丁>丙。
6．下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A．Na与水反应时增大水的用量
B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸
C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大反应容器体积
D．Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉
解析：选D 水是纯液体，所以增加水的量，不会影响反应的速率；浓硫酸能使铁钝化且不产生氢气，所以改用浓硫酸不会加快反应速率；在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大反应器容积，浓度不变，化学反应速率不变；Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉，增大表面积，加快化学反应速率。
7．如图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是( )
A．a与b相比，b的活化能更高
B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
C．a与b相比，a中的活化分子的百分比更高
D．a与b相比，a对应的反应速率更快
解析：选B 图中的E1表示反应a的活化能，a的活化能更高，A项错；由图知该反应放热，B项对；因b使用催化剂降低反应的活化能，所以b活化分子的百分数更高，C项错；b为使用催化剂时的情况，其对应的反应速率更快些，D项错。
8．在一定条件下，某分解反应X(g)===Y(g)＋Z(g)的部分实验数据如下：
下列有关说法正确的是( )
A．X的浓度越大，反应速率越快
B．X的浓度越大，分解一半时所用的时间越短
C．X的分解速率与其浓度无关
D．X的分解速率先快后慢
解析：选C 根据题给数据分析，X的分解速率是匀速的，与其浓度无关，A、D错误，C正确；X的分解速率不变，X的浓度越大，分解一半时所用的时间越长，B错误。
9．一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是( )
A．在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等
B．溶液酸性越强，R的降解速率越小
C．R的起始浓度越小，降解速率越大
D．在20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04 ml·L－1·min－1
解析：选A 选项A，在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等，均为100%，正确；选项B，溶液的酸性越强，R完全降解所需时间越短，降解速率越大，错误；选项C，R的起始浓度越小，降解速率越小，错误；选项D，在20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为eq \f(0.2×10－4 ml·L－1,5 min)＝4×10－6 ml·L－1·min－1，错误。
10．在298 K时，实验测得溶液中的反应：H2O2＋2HI===2H2O＋I2，在不同浓度时的化学反应速率见下表，由此可推知当c(HI)＝0.500 ml·L－1，c(H2O2)＝0.400 ml·L－1时的反应速率为( )
ml·L－1·s－1 B．0.152 ml·L－1·s－1
C．0.608 ml·L－1·s－1 D．0.760 ml·L－1·s－1
解析：选B 对比实验1、2、3中的数据可知，c(H2O2)不变时，v与c(HI)成正比；对比实验1、4、5中的数据可知，c(HI)不变时，v与c(H2O2)成正比；故v与c(HI)·c(H2O2)的值成正比。当c(HI)＝0.500 ml·L－1，c(H2O2)＝0.400 ml·L－1时，c(HI)·c(H2O2)＝0.500 ml·L－1×0.400 ml·L－1，是实验1中c(HI)·c(H2O2)的20倍，则反应速率是实验1中v的 20倍，即所求反应速率为0.007 60 ml·L－1·s－1×20＝0.152 ml·L－1·s－1。
二、非选择题
11．在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2，压强为 p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH＜0。
(1)保持容器容积不变，再向其中充入1 ml H2，反应速率________，理由是_________
________________________________________________________________________。
(2)保持容器容积不变，向其中充入1 ml N2(不参加反应)，反应速率________，理由是
________________________________________________________________________。
(3)保持容器内气体的压强不变，向其中充入1 ml N2，反应速率________，理由是
________________________________________________________________________。
解析：(1)H2为反应物，向容器中再充入1 ml H2时，反应物浓度增大，反应速率加快。(2)容积不变时，充入与反应无关的气体N2，反应物的浓度不变，反应速率不变。(3)保持气体的压强不变时，再充入1 ml N2，容器体积增大，各成分浓度减小，反应速率减小。
答案：(1)加快 增大反应物浓度，反应速率加快
(2)不变 反应物的浓度不变，反应速率不变
(3)减慢 容器的体积变大，反应物浓度减小，反应速率减慢
12．把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 ml·L－1硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，请回答下列问题：
(1)曲线Oa段不产生氢气的原因是____________________________________________，
有关的化学方程式为____________________________________________________。
(2)曲线ac段产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是______________________________。
(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)在空气中久置的铝片表面有一层氧化铝薄膜，因此硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)ac段，虽然硫酸的浓度不断减小，但该反应是放热反应，体系温度升高，化学反应速率增大。(3)曲线由c以后，硫酸浓度的逐渐减小成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。
答案：(1)久置的铝片表面覆有一层氧化铝薄膜
Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O
(2)该反应是放热反应，温度升高，化学反应速率增大
(3)硫酸的浓度减小，化学反应速率逐渐减小
13．如表所示是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
分析上述数据，回答下列问题：
(1)实验4和5表明：__________________对反应速率有影响，________________，反应速率越快，能表明同一规律的实验还有__________________(填实验序号)。
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有____________________(填实验序号)。
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有______________________________________，
其实验序号是________。
(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近，推测其原因： ________________________________________________________________________。
解析：(1)4、5不同之处是金属的表面积，粉末状的金属消失的快，说明其反应速率快，其中1、2也可以说明这一点。(2)仅表明反应的浓度对反应速率产生影响的实验，其他条件应完全相同，则为1、3、4、6、8及2、5。(3)从表中可以看出，溶液反应前的温度不同，其他条件都相同的是6、7或8、9。(4)在所有反应中，该金属的质量和硫酸溶液的体积均相等，且H2SO4过量，则产生热量相等，故溶液温度变化值相近。
答案：(1)固体反应物的表面积 表面积越大 1和2
(2)3和4(1、3、4、6、8及2、5中任意两组为答案也正确)
(3)开始反应温度 6和7(或8和9)
(4)一定量的该金属与足量的硫酸反应放出的热量相同
[能力提升]
14．碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.20 ml·L－1 KI溶液、0.4%淀粉溶液、0.20 ml·L－1 K2S2O8溶液、0.010 ml·L－1 Na2S2O3溶液等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：
S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===2SOeq \\al(2－,4)＋I2(慢)
I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的Na2S2O3耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2Oeq \\al(2－,3)与S2Oeq \\al(2－,8)初始的物质的量需满足的关系为n(S2Oeq \\al(2－,8))∶n(S2Oeq \\al(2－,3))________________。
(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是___________________________。
(3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
表中V1＝________mL，理由是_______________________________________________；
V2＝________mL，理由是____________________________________________________。
显色时间t1大约是________。
(4)根据表中数据可以得出的结论是____________________________________________。
解析：(1)由已知可得，向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先发生反应S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===2SOeq \\al(2－,4)＋I2(慢)，后发生反应I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)(快)，当溶液中的Na2S2O3耗尽后，碘才能与淀粉作用使溶液颜色由无色变为蓝色，根据离子方程式S2Oeq \\al(2－,8)＋2I－===2SOeq \\al(2－,4)＋I2可知，生成1 ml I2需1 ml S2Oeq \\al(2－,8)，根据I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)可知，消耗1 ml I2需2 ml S2Oeq \\al(2－,3)，恰好反应时n(S2Oeq \\al(2－,8))：n(S2Oeq \\al(2－,3))＝1∶2，为确保能观察到蓝色，碘需有剩余，则S2Oeq \\al(2－,3)应少量，所以n(S2Oeq \\al(2－,8))∶n(S2Oeq \\al(2－,3))>1∶2。
(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是显色时间太短，不易测量。
(3)该实验是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，实验①与实验②对照，溶液总体积一直是25 mL，为确保溶液总体积不变，所以V1＝7.5 mL。为保证淀粉溶液的用量相同，则V2＝1 mL。对比几组实验数据可知，显色时间t1大约是72 s。
(4)根据表中数据可以得出的结论是反应速率与反应物浓度成正比关系，即反应物浓度越大，反应速率越快。
答案：(1)>1∶2
(2)显色时间太短，不易测量
(3)7.5 保证每次实验溶液总体积相等 1 保证淀粉溶液的用量相同 72 s
试管
温度
过氧化氢溶液浓度
催化剂
A
常温
3%
无
B
常温
6%
无
C
水浴加热
3%
无
D
水浴加热
6%
MnO2
编号
改变的条件
生成SO3的速率
①
降低温度
②
压缩体积
③
增大氧气的浓度
④
使用催化剂
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
c(X)/(ml·L－1)
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
反应时间/min
60
70
80
90
100
c(X)/(ml·L－1)
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
实验编号
1
2
3
4
5
c(HI)(ml·L－1)
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
c(H2O2)(ml·L－1)
0.100
0.100
0.100
0.200
0.300
v[ml·L－1·s－1]
0.007 60
0.015 3
0.022 7
0.015 1
0.022 8
实验
序号
金属
质量(g)
金属
状态
c(H2SO4)
(ml·L－1)
V(H2SO4)
(mL)
溶液温度(℃)
金属消失的时间(s)
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
30
44
40
实验
序号
试剂体积V/mL
显色时间
t/s
K2S2O8溶液
KI溶液
水
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10
10
0
4
1
26.8
②
5
10
5
4
1
54.0
③
2.5
10
V1
4
1
108.2
④
10
5
5
4
1
53.8
⑤
5
7.5
7.5
4
V2
t1
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