第38講　化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素
1．了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法，根據(jù)提取的信息計算化學(xué)反應(yīng)速率。2．知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認(rèn)識基元反應(yīng)的活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。3．能運用外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，解釋生產(chǎn)、生活中的實際問題。
考點一　化學(xué)反應(yīng)速率?1．化學(xué)反應(yīng)速率
單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小
ml·L－1·s－1或ml/(L·s)
(1)“v”一般指平均速率而不是瞬時速率，且無論用反應(yīng)物還是用生成物表示均取正值。(2)用不同物質(zhì)表示同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率時，數(shù)值可能不同，但意義相同。(3)濃度變化只適用于氣體和溶液，不適用于固體或純液體，固體和純液體的濃度視為常數(shù)。(4)各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比。如mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，vA∶vB∶vC∶vD＝　　　　　　。
3．“三段式”法計算化學(xué)反應(yīng)速率對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)?pC(g)，起始時A、B、C的濃度分別為a ml·L－1、b ml·L－1、c ml·L－1，反應(yīng)進(jìn)行至t1 s時，A消耗了x ml·L－1，化學(xué)反應(yīng)速率的計算如下：
(4)對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象越明顯(　　)(5)同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，數(shù)值越大，表示化學(xué)反應(yīng)速率越大(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
答案：1.8×10－3
2．反應(yīng)A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①v(A)＝0.45 ml/(L·min)②v(B)＝0.6 ml/(L·s)③v(C)＝0.4 ml/(L·s)④v(D)＝0.45 ml/(L·s)反應(yīng)速率的大小關(guān)系為_______________________(填序號)。
解析：若四種反應(yīng)速率都用A表示[單位ml/(L·s)]，分別為 ①v(A)＝0.007 5 ml/(L·s)，②v(A)＝0.2 ml/(L·s)，③v(A)＝0.2 ml/(L·s)，④v(A)＝0.225 ml/(L·s)，所以反應(yīng)速率的大小關(guān)系為④>③＝②>①。答案：④＞③＝②＞①
3．300 ℃時，2NO(g)＋Cl2(g)?2ClNO(g)的正反應(yīng)速率表達(dá)式為v正＝k·cn(ClNO)，測得速率和濃度的關(guān)系見下表：????n＝　　　　；k＝　　　　。
答案：2　4×10－8 L·ml－1·s－1
考點二　影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素　活化能?1．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因：反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為　　　　　。
(2)外因(只改變一個條件，其他條件不變)
[特別提醒]稀有氣體對反應(yīng)速率的影響對于反應(yīng)A(g)＋B(g)?C(g)，在一定條件下向反應(yīng)容器中分別充入氦氣，對反應(yīng)速率的影響如下：
2．有效碰撞理論(1)有效碰撞
(2)活化分子、活化能①活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子(具有足夠的能量)。②活化能(如下圖)?　　　　為反應(yīng)的活化能，　　　　　為使用催化劑時的活化能，反應(yīng)熱為　　　　　　。
(3)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系
[易錯秒判](1)鋅片與鹽酸的反應(yīng)，加入適量的氯化鈉溶液，反應(yīng)速率不變(　　)(2)升溫時吸熱反應(yīng)速率增大，放熱反應(yīng)速率減小(　　)(3)對于反應(yīng)2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或降低溫度都能增大O2的生成速率(　　)(4)增大反應(yīng)物的濃度，能夠增大活化分子的百分?jǐn)?shù)，所以反應(yīng)速率增大(　　)(5)催化劑能夠改變反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)前后催化劑的化學(xué)性質(zhì)保持不變(　　)
(6)對于反應(yīng)A＋B?C，改變?nèi)萜魅莘e，化學(xué)反應(yīng)速率一定發(fā)生變化(　　)(7)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的過程中，增加CaCO3固體的量，可以增大反應(yīng)速率(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×
一、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及圖像分析1．(2024·佛山一中高三月考)在 C(s)＋CO2(g)?2CO(g)的反應(yīng)中，現(xiàn)采取下列措施，其中能夠使反應(yīng)速率增大的是(　　)①縮小容器容積，增大壓強?、谠黾犹嫉牧竣酆闳菹峦ㄈ隒O2?、芎闳菹鲁淙隢2⑤恒壓下充入N2A．①④　　　B．②③⑤C．①③D．①②④
解析：①該反應(yīng)為有氣體參加的反應(yīng)，縮小容器容積，增大壓強，反應(yīng)速率增大，①正確；②碳為固體，增加碳的量，反應(yīng)速率不變，②錯誤；③恒容下通入CO2，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率增大，③正確；④恒容下充入N2，參與反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變，反應(yīng)速率不變，④錯誤；⑤恒壓下充入N2，容器容積增大，參與反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度減小，反應(yīng)速率減小，⑤錯誤。
2．反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)　ΔH＜0已達(dá)平衡，其他條件不變時，分別改變下列條件，對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡產(chǎn)生影響。下列條件與圖像不相符的是(0～t1：v正＝v逆；t1時改變條件，t2時重新建立平衡)(　　)A．增加氧氣 B．增大壓強 C．升高溫度 D．加入催化劑的濃度 (壓縮容器容積)
解析：A．增加O2的濃度，v正增大，v逆瞬間不變，與圖像相符，故A不符合題意；B．增大壓強(壓縮容器容積)，v正、v逆都增大，v正增大的倍數(shù)大于v逆，與圖像相符，故B不符合題意；C． 升高溫度，v正、v逆都瞬間增大，條件與圖像不相符，故C符合題意；D．加入催化劑，v正、v逆同時增大相同倍數(shù)，與圖像相符，故D不符合題意。
二、“變量控制”實驗探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素3．硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是(　　)
4．某化學(xué)小組為了探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)行了如下實驗：[實驗原理]　2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O[實驗內(nèi)容及記錄]
(1)V1＝　　　　，V2＝　　　　。(2)實驗①②探究的是　　　　　　　對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，根據(jù)上表中的實驗數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是________________________________。(3)探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇實驗　　　　　　　(填實驗編號)。答案：(1)2.0　3.0　(2)反應(yīng)物濃度　其他條件不變，增大(減小)反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大(減小)(3)②③
[思維建模]解答“變量控制”實驗題的思維模型
1．(2022·新高考廣東卷)在相同條件下研究催化劑Ⅰ、Ⅱ?qū)Ψ磻?yīng)X―→2Y的影響，各物質(zhì)濃度c隨反應(yīng)時間t的部分變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　)?A．無催化劑時，反應(yīng)不能進(jìn)行B．與催化劑Ⅰ相比，Ⅱ使反應(yīng)的活化能更低C．a(chǎn)曲線表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化D．使用催化劑Ⅰ時，0～2 min內(nèi)，v(X)＝1.0 ml·L－1·min－1
解析：催化劑只能影響化學(xué)反應(yīng)速率，不能決定反應(yīng)是否發(fā)生，A項錯誤；由圖像曲線變化規(guī)律可知，相同時間內(nèi)，催化劑Ⅰ導(dǎo)致的濃度變化更大，故催化劑Ⅰ使反應(yīng)的活化能更低，B項錯誤；2 min時，a曲線和催化劑Ⅱ曲線濃度變化的量相等，與反應(yīng)中X、Y的化學(xué)計量數(shù)矛盾，a曲線表示使用催化劑Ⅰ時X的濃度隨t的變化，C項錯誤；
2．(2022·新高考遼寧卷)某溫度下，在1 L恒容密閉容器中2.0 ml X發(fā)生反應(yīng)2X(s)?Y(g)＋2Z(g)，有關(guān)數(shù)據(jù)見下表：
下列說法錯誤的是(　　)A．1 min時，Z的濃度大于0.20 ml·L－1B．2 min時，加入0.20 ml Z，此時v正(Z)

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