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学案

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学案，共14页。学案主要包含了影响化学反应速率的因素等内容，欢迎下载使用。

1.了解影响化学反应速率的因素。
2.学会用运用知识解决关于影响化学反应速率的具体问题。
一、影响化学反应速率的因素：
1. 决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素）
2. 条件因素（外因）：浓度（固体和纯液体除外），压强（方程式中必须要有气体） ，温度（提高了反应物分子的能量），催化剂（降低了活化能），浓度和压强主要是通过使单位体积内分子总数增大来增大反应速率，温度和压强主要是使活化分子百分数增大来增大反应速率。
3. 浓度和压强是单位体积内活化分子百分数不变，温度和催化剂是分子总数不变。
※注意：（1）参加反应的物质为固体和液体，由于压强的变化对浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。
（2）惰性气体对于速率的影响
①恒温恒容时：充入本体系气体，反应速率增大；充入惰性气体→反应速率不变
②恒温恒压时：充入惰性气体→反应速率减小
知识点一：影响化学反应速率的因素
例1.某校化学小组用实验的方法利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 ml·L-1、2 ml·L-1、18.4 ml·L-1)来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如下表:
(1) 甲同学表中实验步骤②为 。
(2) 甲同学的实验目的是 ;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是 。
乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用下图所示装置进行定量实验:
(3) 乙同学在实验中应该测定的数据是 。
(4) 乙同学完成该实验应选用的实验药品是 。该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是 。
解析:本题通过实验,对影响化学反应速率的因素进行了探究。决定反应速率的内因是反应物的性质,控制实验条件是实验的灵魂。
答案:(1) 分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg
(2) 研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系 温度相同
(3) 一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)
(4) Mg(或Fe)和0.5 ml·L-1硫酸和2 ml·L-1硫酸 常温下Mg与18.4 ml·L-1硫酸反应生成SO2;Fe在18.4 ml·L-1硫酸中钝化
知识点二：浓度对反应速率的影响
例2.在相同温度下,相同规格的铁片与下列不同浓度的酸反应生成氢气的速率最快的是( )
A. 3 ml·L-1盐酸 B. 2 ml·L-1硫酸
C. 2 ml·L-1醋酸 D. 2 ml·L-1硝酸
解析:同温度、相同规格的铁片与酸反应生成氢气的速率取决于氢离子的浓度,浓度大反应速率快,B答案中的氢离子浓度最大,浓硫酸和硝酸与铁不能生成氢气,答案选B。
答案:B
知识点三：压强对反应速率的影响
例3.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。反应进行一段时间后,改变下列条件,能使反应速率变慢的是(N2不参加反应) ( )
A. 保持容器容积不变,向其中加入1 ml H2
B. 保持容器容积不变,向其中加入1 ml N2
C. 保持容器内压强不变,向其中加入1 ml N2
D. 保持容器内压强不变,向其中再加入1 ml H2和 1 ml I2
解析:保持容器容积不变,向其中加入1 ml H2,增大反应物浓度,反应速率加快,A项不正确;保持容器容积不变,向其中加入1 ml N2,原体系中各物质的浓度没有变化,反应速率不变,B项不正确;保持容器内压强不变,向其中加入1 ml N2,容器体积增大,原体系中各物质的浓度减小,反应速率减小,C项正确;保持容器内压强不变,向其中再加入1 ml H2和1 ml I2,反应物浓度增加,反应速率加快,D项不正确。
答案:C
知识点四：温度对反应速率的影响
例4.下列四支试管中,过氧化氢分解的化学反应速率最大的是 ( )
解析:温度越高、浓度越大、有催化剂,反应速率越大,C正确。
答案:C
知识点五：催化剂对反应速率的影响
例5.据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是 ( )

A B

C D
解析:水的分解是吸热过程,选项A、C错误;加入催化剂,降低反应的活化能,选项B正确。
答案:B
【基础演练】
1.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在可变容积的密闭容器中进行，下列的改变，对化学反应速率的影响如何？
A.增加碳的量 ____________________________________________
B.容器的体积缩小一半 ________________________________________
C.保持体积不变，充入N2，使体系的压强增大一倍 _____________________________________
D.保持压强不变充入N2 ________________________________________
答案：增加碳的量，不影响反应速率，因为固体浓度是一定值。容器体积缩小一半（即增大压强），气体浓度变大v加快。当充入N2，由于容器体积不变，尽管压强增大，但气体的浓度并未改变。因此v不变。而充入N2，保持压强不变。容器的体积一定要扩大，此时气体浓度一定减小，v一定要减小。
2.设C+CO2 2CO(正反应吸热)，反应速率为v1；N2+3H2 2NH3（正反应放热），反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为（ ）
A.同时增大 B.同时减小 C.v1增加，v2减小 D.v1减小，v2增大
答案:A
3.下列关于催化剂的说法，正确的是（ ）
A.催化剂能使不起反应的物质发生反应
B.催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变
C.催化剂能改变化学反应速率
D.任何化学反应，都需要催化剂
E.电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂
答案：BC
4.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率可由右图表示。在下列因素中：
①盐酸的浓度；②镁条的表面积；③溶液的温度；④Cl-的浓度。
影响反应速率的因素是（ ）。
A. ①④ B. ③④ C. ①②③ D. ②③
答案:C
5.已知氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应时，生成-1价的氯和+6价的硫的化合物，反应速率v和反应时间t的关系如图所示。
已知这个反应的反应速率随溶液中氢离子浓度增大而加快，试解释：
（1）反应开始后，反应速率加快的原因是________________________________________。
（2）反应后期，反应速率下降的原因是__________________________________________。
答案：（1）该反应的化学方程式是：2KClO3+6NaHSO3==3Na2SO4+2KCl+3H2SO4
开始时，随着反应的进行，不断有强酸H2SO4生成，c(H+)不断增大，反应速率也随之增大。
（2）随着时间的延长，KClO3和NaHSO3被消耗而愈来愈少，浓度愈来愈小，因此反应速率下降。
【巩固提高】
6.某反应的反应过程中能量变化如右图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）。下列有关叙述正确的是（ ）

A．该反应为放热反应
B．催化剂能改变反应的焓变
C．催化剂能降低反应的活化能
D．逆反应的活化能大于正反应的活化能
答案： C
7．改变下列条件，可以改变反应活化能的是（ ）
A.温度 B.催化剂 C.反应物浓度 D.压强
答案：B
8．CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) △H < 0 在其他条件不变的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的△H也随之改变
B．升高温度，逆反应速率加快，正反应速率减慢
C．升高温度，正、逆反应速率都加快，反应放出的热量不变
D．改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变
答案：D
9．对一个有气体参与的反应，下列能加快反应速率且不改变活化分子百分数的是( )
A．定容容器中通入Ar B．增大压强 c．升温 D．加入催化剂
答案：B
10．对于反应2SO2＋O22SO3，下列变化可增大活化分子百分数而使反应速率加快的是（ ）
①增大压强 ②升高温度 ③增大O2浓度 ④使用催化剂
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
答案：D
11．C＋CO2 2CO（正反应吸热），反应速率为v1：N2＋3H2 2NH3（正反应放热），反应速率为v2。对于上述反应，当温度降低时，v1和v2的变化情况是（ ）
A．同时增大 B．同时减小 C．v1增加，v2减小 D．v1减小，v2增大
答案:B
12．下列各组溶液，同时开始反应，出现浑浊最早的是（ ）
A．20℃时 5mL 0.05ml·L-1 Na2S2O3溶液与5mL 0.1ml·L-1硫酸混合
B．20℃时 50mL 0.1ml·L-1 Na2S2O3溶液与50mL 0.1ml·L-1硫酸混合
C．10℃时 5mL 0.05ml·L-1 Na2S2O3溶液与5mL 0.1ml·L-1硫酸混合
D．10℃时 5mL 0.1ml·L-1 Na2S2O3溶液与5mL 0.1ml·L-1硫酸混合
答案:B
13．参照反应Br + H2 HBr +H的能量对反应历程的示意图（如右图），下列叙述中正确的（ ）
能量kJ/ml
反应历程
Br + H2
HBr +H
E1
E2
A．正反应为放热反应
B．正反应为吸热反应
C．加入催化剂，活化能改变引起反应热也改变
D．加入催化剂，正反应速率增大、逆反应速率减小
答案:B
14．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过下图所示装置研究反应速率的有关问题。

取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图所示。
请在上图的方框中画出上述反应的速率(mL/min)与时间(min,)的定性关系曲线。
②在前4min内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在4min之后，反应速率逐渐减慢，请简述其原因：____________________________________________。
答案:① ②镁和盐酸反应是放热反应，随着反应的进行，体系温度升高，反应速率增大，4min后由于溶液中H+浓度降低，所以导致反应速率减小
15．在体积不变的密闭容器里，通入x ml H2(ｇ)和y ml I2(ｇ)，发生反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g) △H<0
改变下列条件后，反应速率将如何改变?（填“增大”“减小”或“不变”）
（1）升高温度 ； （2）加入催化剂 ；
（3）充入更多的H2 ； （4）容器容积不变，通入氖气 。
答案:（1）增大；（2）增大（3）增大；（4）不变
1．用铁片与稀硫酸反应制取氢气，下列措施不能使氢气的生成速率增大的是( )
A．加热 B．不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸
C．滴加少量CuSO4溶液 D．不用铁片，改用铁粉
答案:B
2.某反应的ΔH＝＋100 kJ·ml－1，下列有关该反应的叙述正确的是( )
A．正反应活化能小于100 kJ·ml－1
B．逆反应活化能一定小于100 kJ·ml－1
C．正反应活化能不小于100 kJ·ml－1
D．正反应活化能比逆反应活化能小100 kJ·ml－1
答案:C
3．一定量的锌粉和6ml·L-1的过量盐酸反应，当向其中加入少量的下列物质时，能够加快反应速率，又不影响产生H2总量的是（ ）
①石墨 ②CuO ③铜粉 ④铁粉 ⑤浓盐酸 ⑥无水乙酸
A．①③④ B．①③⑤ C．②④⑥ D．②⑤⑥
答案:B
4．将0．1 ml N2和0．3 ml H2置于密闭容器中发生反应:N2+3H22NH3
下列关于该反应的说法中正确的是（ ）
A．增大压强，反应速率减小 B．最终可生成0．2 ml NH3
C．升髙温度，反应速率增大 D． 当V正（N2）:V 正(H2)=1：3时，一定达化学平衡状态
答案:C
5．对于反应2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g)能增大逆反应速率的措施是（ ）
A．增大O2的量 B．移去部分SO3 C．增大容器容积 D．降低体系温度
答案:A
6．500 mL 1 ml/L的稀HCl与锌粒反应，不会使反应速率加快的是（ ）
A．升高温度
B．将500 mL 1 ml/L的HCl改为1000 mL 1 ml/L的HCl
C．用1 ml/L的H2SO4代替1 ml/L的HCl
D．用锌粉代替锌粒
答案:B
7．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是（ ）
A．加热 B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸
C．滴加少量CuSO4溶液 D．不用铁片，改用铁粉
答案:B
8．对于反应A + B = C，下列条件的改变一定使化学反应速率加快的是（ ）
A．升高体系的温度 B．增加体系的压强
C．增大Ｃ的物质的量 D．增加A的物质的量
答案:A
9．下列四支试管中，过氧化氢分解产生氧气的化学反应速率最大的是 （ ）
答案:C
10.决定化学反应速率的根本因素是( )
A．温度和压强 B．反应物的浓度 C．反应物的性质 D．催化剂
答案:C
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
1. Fe与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施一定能使生成氢气的速率加快的是 ( )
A. 增加铁的量B. 增大硫酸的浓度
C. 加热D. 增大压强
答案:C
2. 下列措施能减慢化学反应速率的是 ( )
A. 将煤块粉碎后燃烧
B. 将食物贮藏在冰箱中
C. 用过氧化氢溶液制氧气时添加少量二氧化锰粉末
D. 用粗锌替代纯锌与同浓度同体积的盐酸反应制氢气
答案:B
3. 下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A. 稀盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率减慢
B. 用铁片和稀硫酸反应制取氢气,若改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
C. 二氧化硫的催化氧化是放热反应,升高温度,反应速率减慢
D. 合成氨中,增大压强,反应速率加快
答案:AD
4. 下列说法正确的是 ( )
A. 等体积0.1 ml·L-1 HNO3和0.1 ml·L-1 H2SO4分别与等体积2 ml·L-1 NaOH溶液反应的速率相同
B. 等质量的锌粒和锌粉分别同0.1 ml·L-1盐酸反应,速率相同
C. 增大压强,反应速率一定加快
D. 升高温度,反应速率一定加快
答案:D
5．下列反应中，开始时放出氢气的速率最大的是（ ）
答案:C
6．下列说法错误的是（ ）
A．升高温度可使吸热反应的反应速率增大，使放热反应的反应速率减小
B．决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质
C．对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快
D．催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而增大化学反应速率
答案:A
7． 某温度下按如图安装好实验装置，在锥形瓶内盛6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 ml·L－1的硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(若折合成0℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下下列说法不正确的是（ ）
A．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1
B．忽略锥形瓶溶液体积的变化，用H＋来表示10 s内该反应的速率0.01 ml·(L·s)－1
C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋来表示10 s内反应的速率0.01 ml·(L·s)－1
D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.004 ml·(L·s)－1
答案:C
8．2010年诺贝尔化学奖授予理查德·赫克等三位科学家，以表彰他们在“钯催化交叉偶联”方面的研究。下面关于催化剂的说法正确的是（ ）
A．催化剂只改变反应的正反应速率
B．催化剂通过升高反应的活化能来加快反应速率
C．催化剂能够改变反应的反应热
D．催化剂不能改变反应物的转化率
答案:D
9．下列说法不正确的是（ ）
A．能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子
B．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
C．加入反应物，活化分子百分数增大．化学反应速率增大
D．使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
答案:C
10.在气体参与的反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是（ ）
①增大反应物的浓度 ②升高温度 ③增大压强 ④移去生成物 ⑤加入催化剂
A．①②③ B．①②③⑤ C．②⑤ D．①②③④⑤
答案:C
实验步骤
现 象
结 论
①分别取等体积的2 ml·L-1硫酸于试管中
反应速率:Mg>Fe,Cu不反应
金属的性质越活泼,反应速率越快
②
试管
温度
过氧化氢浓度
催化剂
A
室温(25 ℃)
12%
有
B
水浴加热(50 ℃)
4%
无
C
水浴加热(50 ℃)
12%
有
D
室温(25 ℃)
4%
无
试管
温度
过氧化氢浓度
催化剂
A
室温(25℃)
12%
有
B
水浴加热(50℃)
4%
无
C
水浴加热(50℃)
12%
有
D
室温(25℃)
4%
无
选项
金属
酸溶液的浓度和体积
温度/℃
A
2.4 g 锌片
3 ml·L－1硫酸100 mL
40
B
2.4 g锌粉
1 ml·L－1硫酸300 mL
30
C
2.4 g锌粉
3 ml·L－1硫酸100 mL
40
D
5.6 g锌片
3 ml·L－1硫酸200 mL
30