影响反应速率的因素

第二节影响化学反应速率的因素重难点一利用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响变化结果条件变化活化能单位体积分子总数活化分子百分数单位体积活化分子数有效碰撞次数反应速率增大反应物的浓度不变增多不变增多增多加快增大气态反应物的压强不变增多不变增多增多加快升高反应物的温度不变不变增多增多增多加快使用催化剂降低不变增多增多增多加快相互关系单位体积活化分子数＝单位体积分子总数×活化分子百分数重难点二物质状态和浓度对反应速率的影响1．对于有固体参加的化学反应而言，由于在一定条件下，固体的浓度是固定的，所以固体物质在化学反应中浓度不改变，因此在表示化学反应速率时，不能用固体物质。但因为固体物质的反应是在其表面进行的，故与其表面积有关，当固体颗粒变小时，会增大表面积，加快反应速率。2．对于有气体参加的反应而言，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改变所致。所以，在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因，这种改变对反应体系的浓度产生何种影响，由此判断出对反应速率产生何种影响。对于气体反应体系，有以下几种情况：(1)恒温时：增加压强――→引起体积缩小――→引起浓度增大――→引起反应速率加快。(2)恒容时：①充入气体反应物――→引起浓度增大――→引起总压增大――→引起速率加快②充入“惰气”――→引起总压增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时：充入：“惰气”――→引起体积增大――→引起各反应物浓度减少――→引起反应速率减慢。重难点三化学反应速率的图像图像也是一种表达事物的语言符号，化学反应速率图像是将化学反应速率变化的状况在直角坐标系中以图的形式表达的结果，是化学反应速率变化规律的反映。认识和应用化学反应速率图像时，要立足于化学方程式，应用化学反应速率变化的规律，分析直角坐标系及其图像的涵义。1．化学反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O(1)其他条件一定，反应速率随着c(HCl)的增大而增大，如图①。(2)其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大，如图②。(3)随着反应时间的延长，c(HCl)逐渐减小，化学反应速率逐渐减小，如图③。2．化学反应2H2S(g)＋SO2(g)===3S↓(s)＋2H2O(g)(1)其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小气体容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大。如图①。(2)其他条件一定，减小气态反应物的压强(扩大气体容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小，如图②。(3)温度、气体容器的容积都一定，随着时间的增加，SO2、H2S物质的量逐渐减少，气体的压强逐渐减小，反应速率逐渐减小，如图③。(4)分别在较低温度T1和较高温度T2下反应，气态反应物的压强都是逐渐增大(缩小容器容积)，反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大，如图④。例1下列说法，正确的是()①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应③活化分子比普通分子具有较高的能量④化学反应的实质是原子的重新组合⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞A．①③④⑤B．②③⑥C．④⑤⑥D．②④⑤答案C解析本题主要考查的内容是活化分子、有效碰撞、化学反应的实质及其某些关系。①观点错误，因为活化分子有合适取向时的碰撞，才能发生化学反应，选项中有①不可选，A被排除；②观点错误，因为普通分子间的碰撞并非有效碰撞，因而不会发生化学反应，选项中有②不可选，B、D被排除；③指代不明确，即某种普通分子所具有的能量可能比另一种活化分子的能量高，因而是错误的。例2反应C(s)＋H2CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A．增加C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使容器体积变大答案AC解析C为固态反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响；容器体积缩小一半相当于压强增大一倍，浓度增大，正、逆反应速率均增大；体积不变，充入N2，体系总压强增大，但反应混合物浓度并未改变，反应速率基本不变；充入N2使容器体积增大，总压强不变，但反应混合物浓度同等程度变小，正、逆反应速率均变慢。压强影响化学反应速率的实质：压强对化学反应速率的影响归根结底是由浓度决定的。即：压强变―→物质浓度变―→反应速率变物质浓度不变―→反应速率不变因此凡是不能引起浓度变化的化学反应速率无变化。例3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顺序排列正确的是()甲．在500℃时，SO2和O2各10mol反应乙．在500℃时，用V2O5作催化剂，10molSO2和5molO2反应丙．在450℃时，8molSO2和5molO2反应丁．在500℃时，8molSO2和5molO2反应A．甲、乙、丙、丁B．乙、甲、丙、丁C．乙、甲、丁、丙D．丁、丙、乙、甲答案C解析本题综合考查化学反应速率的影响因素，催化剂、温度对化学反应速率影响程度较大，其中催化剂为最大，浓度、压强影响程度相对较小，同温时乙中速率最快，同时无催化剂时，甲中浓度大于丁中浓度，故甲丁，丙温度最低，速率最慢，故C正确。外界条件对化学反应速率的影响程度：催化剂＞温度＞浓度＝压强。即：催化剂对反应速率的影响程度最大，其次是温度，最后是浓度和压强。例4将ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中实线所示。在相同的条件下，将bg(ab)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是()答案C解析粉末状碳酸钙的表面积比块状碳酸钙的表面积大，故在相同条件下，与同浓度的盐酸反应时化学反应速率快，即单位时间内损失的CaCO3的质量大，可排除A、B；由于ab，用粉末状CaCO3的消耗量大于块状CaCO3，故当粉末状CaCO3完全消耗时，块状CaCO3尚有剩余，此后单位时间内CaCO3的损失量又大于粉末状CaCO3。解答图象题，首先要看懂图(特别是纵坐标和横坐标的意义)，然后依据化学反应速率的变化规律，进行综合分析推理判断。分析时一般从以下几方面入手：①看清各坐标轴所代表的意义(速率­时间、转化率­时间等)。②看清曲线的变化趋势(增大、减小、不变、先增大后减小等)。③看清曲线上点的意义(起点、终点、交点、极值点、转折点等)。练习题：1．在其他条件具备时，若一反应较难进行，则其主要原因可能是()①参加反应的分子的能量普遍较低②参加反应的分子的能量普遍较高③单位时间内反应物中活化分子有效碰撞次数少④单位时间内反应物中活化分子有效碰撞次数较多⑤反应物分子中活化分子百分数较小⑥反应物分子中活化分子百分数较大A．①③⑤B．②④⑥C．①④⑥D．②③⑤2．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3．下列不同条件下的化学反应A＋B===C＋D，反应速率由大到小顺序正确的一组是()①常温下20mL含A和B各0.001mol②常温下100mL含A和B各0.01mol③常温下0.05mol/LA、B溶液各10mL，再加入蒸馏水20mL④常温下100mL含A0.01mol和20mL含B0.001molA．①②③④B．④③②①C．②④①③D．②①④③4．对于反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)，在密闭容器中进行，下列哪些条件能加快该反应的速率()A．缩小体积使压强增大B．体积不变充入N2使压强增大C．体积不变充入He气使压强增大D．压强不变充入N2使体积增大5．在四个相同的容器中，在不同的温度下(其它条件相同)进行合成氨的反应，根据下列在相同时间内测得的反应速率判断，该反应所处的温度最高的是()A．v(NH3)＝0.1mol/(L·min)B．v(H2)＝0.6mol/(L·min)C．v(N2)＝0.3mol/(L·min)D．v(H2)＝0.3mol/(L·min)6．一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)。若c(HI)由1.0mol/L降低到0.7mol/L时，需要15s，那么c(HI)由0.7mol/L降到0.5mol/L时，所需反应的时间为()A．等于5sB．等于10sC．大于10sD．小于10s7．在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)===2HI(g)(1)保持容器容积不变，向其中充入1molH2，反应速率________，理由是________________________________________________________________________。(2)保持容器容积不变，向其中充入1molN2(N2不参加反应)，反应速率______，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)保持容器内气体压强不变，向其中充入1molN2(N2不参加反应)，反应速率______，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)保持容器内气体压强不变，向其中充入1molH2(g)和1molI2(g)，反应速率______，理由是________________________________________________________________________。8．其他条件不变，增大反应物的浓度能增大反应速率的原因是()A．单位体积内分子数增多B．单位体积内活化分子数增多C．活化分子百分数增大D．单位体积内有效碰撞的次数增多9．对下列化学反应，其他条件一定而增大压强，化学反应速率增大的是()A．Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)B．CaCO3(s)=====高温CaO(s)＋CO2(g)C．FeCl3(aq)＋3KSCN(aq)Fe(SCN)3(aq)＋3KCl(aq)D．2P(s)＋3Cl2(g)=====点燃2PCl3(g)10．反应A(s)＋2B(g)2C(g)在一密闭容器中进行，当改变下列条件之一时，一定能增大反应速率的是()A．增加A物质的量B．降低温度C．压缩反应容器体积D．消耗掉部分B物质11．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是()组别c(HCl)(mol/L)温度(℃)状态12.025块状22.530块状32.550粉末状42.530粉末状A.4－3－2－1B．1－2－3－4C．3－4－2－1D．1－2－4－312．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最快的是()A．10℃20mL3mol/L的X溶液B．20℃30mL2mol/L的X溶液C．20℃10mL4mol/L的X溶液D．10℃10mL2mol/L的X溶液1答案A解析化学反应发生的先决条件是：反应物分子间必须发生碰撞，能发生化学反应的碰撞为有效碰撞，能发生有效碰撞的分子叫活化分子。对于一个反应，若分子的能量普遍较低，则单位时间内活化分子有效碰撞次数少，活化分子百分数少，则反应比较难进行。2答案B解析B项98%的浓H2