第2課時外界條件對化學反應速率的影響[目標要求]1.掌握濃度、溫度和催化劑對化學反應速率的影響。2.了解外界條件(溫度、濃度、壓強和催化劑)影響反應速率的原因。3.了解化學反應速率濃度公式和阿倫尼烏斯公式的含義及應用。一、濃度對化學反應速率的影響1．基本規(guī)律在其他條件不變時，增大反應物的濃度可以________化學反應速率；減小反應物的濃度可以________化學反應速率。2．化學反應速率與反應物濃度的定量關系對于任意一個化學反應aA＋bB===cC＋dD，其反應速率方程為v＝kcm(A)·cn(B)，式子中m、n、k都由實驗測得，與化學方程式中的系數(shù)無關。式中比例系數(shù)k稱為________________，它表示________________________________________________________________________。它具備以下特點：與濃度無關，但受___________________________________________________等因素的影響。溫度升高，k值通常________。(2)通常情況下，k值越大，反應進行得________。3．壓強對化學反應速率的影響(1)溫度一定時，對于氣體參加的反應：增大壓強，氣體體積________，物質的濃度________，化學反應速率________。減小壓強，化學反應速率________。(2)對于只涉及液體和固體的反應，壓強的改變對化學反應速率______________。二、溫度對化學反應速率的影響1．規(guī)律在其他條件不變時，升高溫度可以________化學反應速率；降低溫度可以________化學反應速率。2．化學反應速率與溫度的定量關系(1)經驗規(guī)律對于在________中發(fā)生的反應，溫度每升高10K，反應速率增加到________倍。此近似規(guī)律只對一些反應的化學反應速率做粗略估計。(2)經驗公式(阿倫尼烏斯公式)k＝________________Ea為__________，單位J·mol－1或kJ·mol－1。當Ea>0時，升高溫度，反應速率常數(shù)________，化學反應速率________。(3)活化能Ea①概念：普通反應物分子形成____________所__________的能量。②意義：活化能越高，反應越____進行，反應速率常數(shù)越____，化學反應速率越____。三、催化劑對化學反應速率的影響1．催化劑能________化學反應速率而在反應前后本身的________和____________不變的物質。2．催化原理(1)通過參與反應，改變__________，________反應的活化能來提高化學反應速率。(2)催化劑不能改變化學反應的平衡常數(shù)，不能改變平衡轉化率。3．特點(1)選擇性：只對某一反應或某類反應起催化作用。(2)高效性：可以較大幅度降低反應的__________，從而有效地________化學反應速率。知識點一濃度對化學反應速率的影響1．反應C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可變容積的密閉容器中進行，下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是()①增加C的量②將容器的體積縮小一半③保持體積不變，充入N2使體系壓強增大④保持壓強不變，充入N2使容器的容積變大A．①③B．①④C．②③D．②④2．反應速率v和反應物濃度的關系是用實驗方法測定的?；瘜W反應H2＋Cl2===2HCl的反應速率v可表示為v＝k[H2]m[Cl2]n，式中k為常數(shù)，m、n值可用下表中數(shù)據確定。[H2]/mol·L－1[Cl2]/mol·L－1v/mol·L－1·s－11.01.01.0k2.01.02.0k2.04.04.0k由此可推得，m、n值正確的是()A．m＝1、n＝1B．m＝eq\f(1,2)、n＝eq\f(1,2)C．m＝eq\f(1,2)、n＝1D．m＝1、n＝eq\f(1,2)知識點二溫度對化學反應速率的影響3．對于反應：M＋N―→P，如果溫度每升高10℃，化學反應速率提高到原來的3倍，在10℃時完成反應的10%需要81min，將溫度提高到A．9minB．27minC．13.5minD．3min4．把下列四種X溶液分別加入四個盛有10mL2mol·L－1鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50mL，此時，X和鹽酸緩慢地進行反應，其中反應速率最快的是()A．10℃B．20℃C．20℃D．10℃知識點三催化劑對化學反應速率的影響5．下列關于催化劑的說法，正確的是()A．催化劑能使不起反應的物質發(fā)生反應B．催化劑在化學反應前后，化學性質和質量都不變C．催化劑不能改變化學反應速率D．任何化學反應，都需要催化劑6．亞氯酸鹽(如NaClO2)可用作漂白劑，在常溫下不見光時可保存一年，但在酸性溶液中因生成亞氯酸而發(fā)生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解時，剛加入硫酸，反應緩慢，隨后突然反應釋放出大量的ClO2，這是因為()A．酸使亞氯酸的氧化性增強B．溶液中的H＋起催化作用C．溶液中的Cl－起催化作用D．逸出的ClO2使反應生成物的濃度降低練基礎落實1．設C(s)＋CO2(g)eq\o(=====,\s\up7(高溫))2CO(g)(ΔH＝Q1kJ·mol－1)反應速率為v1，N2(g)＋3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g)(ΔH＝－Q2kJ·mol－1)反應速率為v2，對于上述兩個反應，當溫度升高時，v1和v2的變化情況為()高溫、高壓催化劑A．同時增大B．同時減小C．v1增大，v2減小D．v1減小，v2增大2．下列措施一定能使化學反應速率增大的是()A．增大反應物的量B．增大壓強C．升高溫度D．使用催化劑3．已知：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各組實驗中，反應速率最快的是()組號反應溫度/℃Na2S2O3H2SO4H2O體積/mL濃度/mol·L－1體積/mL濃度/mol·L－1體積/mLA1050.250.110B1050.150.110C3050.150.110D3050.250.2104.對于反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，能增大正反應速率的措施是()A．通入大量O2B．增大容器容積C．移去部分SO3D．降低體系溫度5．把稀硫酸倒在亞硫酸鈉粉末上，能使反應的最初速率加快的是()①增大亞硫酸鈉粉末的量②硫酸濃度增大一倍，用量減少到原來的1/2③硫酸濃度不變，用量增大一倍④使反應在較高溫度進行A．①②B．②④C．①③D．②③練方法技巧6．在一定條件下，可逆反應N2(g)＋3H2(g)高溫、高壓催化劑高溫、高壓催化劑A．加催化劑，v正、v逆都發(fā)生變化且變化的倍數(shù)相等B．加壓，v正、v逆都增大，且v正增大倍數(shù)大于v逆增大倍數(shù)C．降溫，v正、v逆都減小，且v正減小倍數(shù)小于v逆減小倍數(shù)D．加入氬氣，v正、v逆都增大，且v正增大倍數(shù)大于v逆增大倍數(shù)7．NO和CO都是汽車尾氣中的有害物質，它們能緩慢地起反應，生成N2和CO2。對此反應的下列敘述中正確的是()A．使用催化劑能加快反應的速率B．使一種反應物過量能提高反應的速率C．改變壓強對反應速率沒有影響D．降低溫度能加快反應速率8．在容積不變的密閉容器中存在如下反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，某研究小組研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述反應的影響，下列分析正確的是()A．圖Ⅰ表示的是t1時刻增大O2的濃度對反應速率的影響B(tài)．圖Ⅱ表示的是t1時刻加入催化劑后對反應速率的影響C．圖Ⅲ表示的是催化劑對平衡的影響，且甲的催化效率比乙高D．圖Ⅲ表示的是壓強對化學平衡的影響，且乙的壓強較高9．設C＋CO2eq\o(=====,\s\up7(△))2CO，正反應是吸熱反應，反應速率為v1。N2＋3H2△2NH3，正反應是放熱反應，反應速率為v2。對于上述反應，當溫度升高時，v1和v2的變化情況為()△A．同時增大B．同時減小C．v1增大，v2減小D．v1減小，v2增大題號123456789答案練綜合拓展10．用如下圖所示裝置進行下列實驗。(1)在檢查裝置氣密性后，向試管a中加入10mL6mol·L－1硝酸和1gCu片，立即將帶有導管的橡皮塞塞緊試管口。請寫出在試管a中有可能發(fā)生的所有反應的化學方程式________________________________________________________________________________________。實驗過程中反應開始時速率緩慢，隨后逐漸加快，這是由于________________________________________________________________________，當反應進行一段時間后速率又逐漸減慢，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)欲較快地制得NO，可采取的措施是()A．加熱B．使用銅粉C．稀釋HNO3D．改用濃HNO311．現(xiàn)欲用純凈的碳酸鈣與稀鹽酸反應制取二氧化碳氣體，請回答：(1)實驗過程如圖所示，分析判斷OE、EF、FG三段中，__________段化學反應速率最快，__________段收集的二氧化碳最多。(2)為了降低上述化學反應的反應速率，欲向溶液中加入下列物質，你認為可行的是()A．蒸餾水B．NaCl固體C．NaCl溶液D．濃鹽酸(3)除了上述方法外，你認為還可以采取哪些措施來降低化學反應速率？12．“碘鐘”實驗中，3I－＋S2Oeq\o\al(2－,8)===Ieq\o\al(－,3)＋2SOeq\o\al(2－,4)的反應速率可以用Ieq\o\al(－,3)與加入的淀粉溶液顯藍色的時間t來度量，t越小，反應速率越大。某探究性學習小組在20℃進行實驗，得到的數(shù)據如下表：實驗編號①②③④⑤[I－]/mol·L－10.0400.0800.0800.1600.120[S2Oeq\o\al(2－,8)]/mol·L－10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列問題：該實驗的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)顯色時間t1＝________。(3)溫度對該反應的反應速率的影響符合一般規(guī)律，若在40℃下進行編號③A．<22.0sB．22.0～44.0sC．>44.0sD．數(shù)據不足，無法判斷(4)通過分析比較上表數(shù)據，得到的結論是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。13．某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題：(1)上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式有________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(3)實驗室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液，可與上述實驗中CuSO4溶液起相似作用的是________；(4)要加快上述實驗中氣體產生的速率，還可采取的措施有_______________________________________________________________________________________________________________________________________(答兩種)；(5)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列的實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中，收集產生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需的時間。實驗混合溶液ABCDEF4mol·L－1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100①請完成此實驗設計，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________。②反應一段時間后，實驗A中的金屬呈________色，實驗E中的金屬呈________色；③該同學最后得出的結論為：當加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。基礎落實一、1.加快減慢2．反應速率常數(shù)單位濃度下的化學反應速率(1)溫度、催化劑、固體表面積增大(2)越快3．(1)減小增大加快減慢(2)幾乎無影響二、1.加快減慢2．(1)溶液2～4(2)A·e－eq\f(Ea,RT)活化能增大增大(3)①活化分子吸收②難小慢三、1.加快質量化學性質2．(1)反應歷程降低3．(2)活化能提高對點訓練1．A[(1)固態(tài)反應物，增加其用量對反應速率幾乎沒有影響。(2)容器體積縮小一半相當于壓強增大一倍，各物質的濃度增加1倍。濃度增大，正、逆反應速率均增大。(3)體積不變，充入N2，體系總壓強增大，但反應混合物的濃度并未改變，反應速率基本不變；充入N2使容器體積增大，總壓強不變，但反應混合物的濃度同等程度減小，正、逆反應速率均減小。]2．D[本題目應運用數(shù)學知識進行推導和計算：由于v＝kcm(H2)cn(Cl2)，則有：(1)選擇[Cl2]＝1.0mol·L－1的兩種情況：1．0n＝eq\f(1.0,1.0m)＝eq\f(2.0,2.0m)，解得：m＝1。(2)選擇[H2]＝2.0mol·L－1的兩種情況：2.0m＝eq\f(2.0,1.0n)＝eq\f(4.0,4.0n)，解得：n＝eq\f(1,2)。]3．A[溫度由10℃升高到30℃時，反應速率提高到原來的32倍，設當提高到4．B[在化學反應中，當其他條件不變時，濃度越大，反應速率越快；溫度越高，反應速率越快。在本題中要綜合考慮濃度和溫度的影響。先比較濃度的大小，這里的濃度應該是混合以后的濃度，由于混合后各燒杯中鹽酸的濃度相等，因此只要比較X的濃度，X濃度越大，反應速率越快。因為反應后溶液的體積均為50mL，所以X的物質的量最大，濃度就最大。通過觀察可知，混合后A、B選項中X的濃度相等，且最大，但B中溫度更高，因此B的反應速率最快。]5．B[催化劑能改變化學反應速率的原因是它能改變反應機理，在化學反應過程中，催化劑參與反應，經過一系列變化之后，催化劑又恢復到原來的狀態(tài)，盡管催化劑能改變化學反應速率，但對于不能起反應的物質，是不能使其反應的，另外，有些反應是不需要催化劑的，如燃燒、中和反應等。]6．C[由題目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亞氯酸，生成的亞氯酸在剛加入硫酸時反應緩慢，隨后反應突然加快，這說明分解生成的產物中的某種物質起了催化劑的作用，故正確答案為C。]課時作業(yè)1．A[溫度對化學反應速率的影響適合任何反應，故A正確。]2．C3．D[對于化學反應速率影響程度最大的是催化劑，其次為溫度，然后才是濃度和壓強，故此類問題首先按次序找出影響程度較大的選項，同等情況下，再看濃度或壓強的相對大小。C、D中反應速率大于A、B，而D選項中[H2SO4]大于C項中[H2SO4]，故答案為D。]4．A[增大容器容積、移去部分SO3，即減少濃度，而減少物質的濃度、降低溫度均減小反應速率，B、C、D錯誤，A中增加O2的濃度，反應速率加快，A正確。]5．B[該題考查的是影響化學反應速率的外界因素，要熟悉溫度、濃度、壓強、催化劑、表面積等對化學反應速率的影響。本題中：①中，固體物質和液體物質(不是溶液)的濃度是不變的，所以增加亞硫酸鈉粉末并不改變其濃度，對反應速率無影響；②中，由于硫酸濃度增大一倍，所以反應的初始速率加快，至于硫酸用量的多少，只影響參加反應的物質的量的多少，而不影響反應速率，故②正確；③中硫酸的濃度沒變，故對反應速率無影響；④中反應在較高溫度下進行，反應速率加快。]6．D[由方程式可知，該反應為氣體體積減小的放熱反應，使用催化劑只能同等倍數(shù)改變v正、v逆，平衡不移動；增大壓強平衡右移；降溫v正、v逆均減小，但v正減小倍數(shù)小于v逆減小倍數(shù)，平衡右移；若體積不變，充入氬氣，與該反應無關，平衡不移動，若壓強不變，充入氬氣，v正、v逆都減小，則答案為D。]7．A[本題中B不正確，因為一種反應物過量并不一定是反應物濃度增加。一種反應物過量只能使另一種反應物轉化率提高，不涉及反應的速率問題；C也不正確，對氣體來說，改變壓強必然影響速率；D也不正確，降低溫度只能降低反應速率。點撥解決此類問題有三個要求：(1)先清楚外界條件是如何影響化學反應速率的；(2)個性分析：每種情況的特殊點在哪里；影響因素(如何影響)→影響因素(如何影響)→結論。]8．B[若增大氧氣的濃度正反應速率突然變大，逆反應速率漸漸變大，A選項不正確；加入催化劑正逆反應速率同等倍數(shù)的增大，但平衡不移動，B正確；觀察圖Ⅲ，達到平衡時二氧化硫的轉化率不相等，故甲、乙兩條曲線不可能是由催化劑引起的，C選項不正確；增大壓強反應速率加快，達到平衡的時間縮短，二氧化硫的轉化率增大，D選項不正確。]9．A[升高溫度，化學反應速率加快。對于一個化學反應，無論正反應是吸熱反應還是放熱反應，升高溫度，反應速率都增大，故選A。]10．(1)3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、2NO＋O2===2NO2(2)反應放熱，使溫度升高，故反應速率加快反應一段時間后HNO3濃度降低，故反應速率又逐漸減慢(3)AB解析本題主要是從實驗室氣體制備的角度來考查影響化學反應速率的因素。解答本題的關鍵是要知道外界因素是如何影響化學反應速率的。11．(1)EFEF(2)AC(3)降低反應溫度、增大石灰石的塊度解析(1)由圖象可知，曲線的斜率越大，說明單位時間內生成的氣體越多，速率越大，因此EF段斜率最大，即化學反應速率最大。在OE、EF、FG三段中