
1.影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素有: 、 、 、 、固體反應(yīng)物的表面積等。?2.其他條件相同,煤粉比煤塊燃燒時的反應(yīng)速率 。?3.HClO經(jīng)光照時,分解速率會 (填“增大”或“減小”)。?4.在化學(xué)反應(yīng)中,能改變其他物質(zhì)的 ,而本身的 和 在反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì),叫做催化劑。?5.向H2O2溶液中加入MnO2,會 (填“增大”或“減小”,下同)H2O2的分解速率;降低溫度,會 H2O2的分解速率。?
一、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素在相同條件下,不同的化學(xué)反應(yīng)會有不同的速率,這表明反應(yīng)速率首先是由反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等因素決定的。1.濃度對反應(yīng)速率的影響當(dāng)其他條件相同時,增大反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大;降低反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。2.溫度對反應(yīng)速率的影響其他條件相同時,升溫反應(yīng)速率 ,降溫反應(yīng)速率 。據(jù)測定,許多反應(yīng)的溫度每升高10 ℃,其反應(yīng)速率增大為原來的 倍,這表明溫度對反應(yīng)速率的影響非常顯著。?
3.催化劑對反應(yīng)速率的影響使用催化劑可 化學(xué)反應(yīng)速率(一般情況下是指增大反應(yīng)速率)。?4.壓強對反應(yīng)速率的影響對于有氣體參加的反應(yīng),在相同溫度下:增大壓強(減小容器容積),反應(yīng)速率 ;?減小壓強(增大容器容積),反應(yīng)速率 。?5.其他因素對反應(yīng)速率的影響如光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強磁場、高速研磨、 反應(yīng)物間的接觸面積等,均是行之有效的改變化學(xué)反應(yīng)速率的方法。?
二、活化能1.有效碰撞:能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞。2.活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子?!疚⑺伎?】發(fā)生有效碰撞的條件是什么?
提示:活化分子間發(fā)生碰撞,且碰撞有合適的取向。
3.活化能:活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差。4.指出下圖中有關(guān)能量E的含義:
E1:反應(yīng)的 ;?E2:活化分子變成生成物分子 的能量;?E1-E2: 。?
5.外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率影響的理論解釋:(1)濃度:其他條件不變時,增加反應(yīng)物濃度→單位體積內(nèi) 增多→單位時間內(nèi) 的次數(shù)增加→化學(xué)反應(yīng)速率 。反之,減小反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率 。?(2)壓強:對于有氣體參加的反應(yīng),在相同溫度下,增大壓強→氣體體積減小→ 增大→反應(yīng)速率 ;反之減小壓強,反應(yīng)速率 。?(3)溫度:其他條件相同時,升高溫度→反應(yīng)物分子中活化分子 增大→單位時間內(nèi) 的次數(shù)增加→化學(xué)反應(yīng)速率增大。?
(4)催化劑(正):降低反應(yīng)所需 →單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中 增大→ 的次數(shù)增加→反應(yīng)速率增大。?如圖所示,使用催化劑使反應(yīng)速率增大:其中途徑Ⅰ表示 。途徑Ⅱ表示 。使用了催化劑,反應(yīng)的活化能 。?圖中E1、E2都是該反應(yīng)的活化能,但E2 E1是因為使用了催化劑與不使用催化劑相比,反應(yīng)的活化能由 變?yōu)椤 ?
【微思考2】既能增大活化分子在反應(yīng)物分子中的百分數(shù),又能增大活化分子個數(shù)的外界條件是什么?
提示:升溫、使用催化劑(正)。
(1)鋅與硫酸反應(yīng)時,硫酸的濃度越大,產(chǎn)生H2的速率越大。 ( )(2)增大壓強一定能增大化學(xué)反應(yīng)速率。 ( )(3)催化劑能降低反應(yīng)的活化能,ΔH也會發(fā)生變化。 ( )(4)雙氧水中加入MnO2,可以使生成O2的速率增大,是因為MnO2的催化作用。 ( )(5)兩試管各加入5 mL 0.1 ml·L-1Na2S2O3溶液,同時分別滴入55 mL 0.1 ml·L-1硫酸溶液和鹽酸,兩支試管同時變渾濁。 ( )(6)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
濃度、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響問題探究1.對于一個在溶液中進行的反應(yīng),改變?nèi)芤旱挠昧繉瘜W(xué)反應(yīng)速率有何影響?2.增大反應(yīng)物濃度對可逆反應(yīng)的逆反應(yīng)速率有何影響?
答案:改變?nèi)芤旱挠昧繒r,由于濃度不變,因此對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。
答案:增大反應(yīng)物濃度,正反應(yīng)速率增大,在改變的瞬間,生成物的濃度可認為不變,逆反應(yīng)速率不變;但隨著反應(yīng)的進行,反應(yīng)物的濃度逐漸減小,生成物的濃度逐漸增大,導(dǎo)致正反應(yīng)速率逐漸減小,逆反應(yīng)速率逐漸增大,直到兩者相等。
3.增大壓強(減小容器體積)是否改變了活化分子的百分數(shù)?4.怎樣理解向反應(yīng)容器中加入稀有氣體對反應(yīng)速率的影響?5.對于那些反應(yīng)物和生成物中都有氣體參加的可逆反應(yīng)來說,增大體系的壓強(減小體積),正、逆反應(yīng)速率怎樣變化?
答案:增大壓強(減小容器體積)時,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加,單位體積中總的氣體分子數(shù)也增加,故活化分子百分數(shù)不變。
答案:向容器中加入稀有氣體,如果保持恒溫恒容,盡管容器內(nèi)總壓強增大了,但容器的體積不變,反應(yīng)物的濃度不變,因此反應(yīng)速率不變;如果保持恒溫恒壓,加入稀有氣體后,為維持容器內(nèi)壓強不變,容器的體積增大,反應(yīng)物的濃度減小,因此反應(yīng)速率減小。
答案:增大體系的壓強(減小體積),反應(yīng)物和生成物的濃度都增大,所以,正反應(yīng)的速率和逆反應(yīng)的速率都增大。
深化拓展1.濃度改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)用碰撞理論解釋濃度變化對化學(xué)反應(yīng)速率的影響反應(yīng)物濃度增大→單位體積內(nèi)分子數(shù)增多→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多→單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多→化學(xué)反應(yīng)速率增大。(2)分析濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時需注意的問題①固體或純液體的濃度視為常數(shù),所以增加其用量時,化學(xué)反應(yīng)速率不變。但增大固體的表面積或?qū)⒐腆w溶于一定溶劑中,能增大化學(xué)反應(yīng)速率。②增大反應(yīng)物濃度,即增大了單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目,但活化分子的百分數(shù)沒有增大。③增大反應(yīng)物的濃度,必須是增加實際參加反應(yīng)的反應(yīng)物濃度才能增大反應(yīng)速率。
2.壓強影響反應(yīng)速率的常見情況改變壓強,對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的根本原因是壓強改變時引起氣體反應(yīng)物濃度改變。所以在討論壓強對反應(yīng)速率的影響時,應(yīng)注意壓強變化是否引起物質(zhì)濃度的變化。(1)對于沒有氣體參與的化學(xué)反應(yīng),由于改變壓強時,反應(yīng)物濃度變化可以忽略不計,因此對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。(2)對于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng),有以下幾種情況:①恒溫時
素能應(yīng)用典例1 500 mL 1 ml·L-1的稀鹽酸與鋅反應(yīng),下列操作能使產(chǎn)生氫氣的速率增大的是( )A.在忽略接觸面積變化的情況下,增加鋅的質(zhì)量B.將500 mL 1 ml·L-1的稀鹽酸改為1 000 mL 1 ml·L-1的稀鹽酸C.用 1 ml·L-1的H2SO4溶液代替1 ml·L-1的稀鹽酸D.用濃硫酸代替1 ml·L-1的稀鹽酸
答案:C 解析:該反應(yīng)的實質(zhì)是2H++Zn=Zn2++H2↑,增大反應(yīng)物濃度可使反應(yīng)速率增大,由于純固體、純液體的濃度為定值,所以在忽略接觸面積變化的情況下,增加鋅的質(zhì)量,不能增大反應(yīng)速率。而將等濃度的鹽酸由500 mL變?yōu)? 000 mL,只是改變了溶液的體積,并未改變其濃度,所以反應(yīng)速率不變。用1 ml·L-1的H2SO4溶液代替1 ml·L-1的稀鹽酸,溶液中氫離子濃度增加一倍,所以反應(yīng)速率增大。濃硫酸與鋅反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣。
變式訓(xùn)練1對反應(yīng)A+B AB來說,常溫下按以下情況進行反應(yīng):①20 mL溶液中含A、B各0.01 ml?、?0 mL溶液中含A、B各0.05 ml?、?.1 ml·L-1的A、B溶液各10 mL混合?、?.5 ml·L-1的A、B溶液各50 mL混合四者反應(yīng)速率的大小關(guān)系是( )A.②>①>④>③B.④>③>②>①C.①>②>④>③D.①>②>③>④
答案:A 解析:反應(yīng)物的濃度越大,反應(yīng)速率越大。①A、B的濃度各為0.5 ml·L-1;②A、B的濃度各為1 ml·L-1;③A、B的濃度各為0.05 ml·L-1;④A、B的濃度各為0.25 ml·L-1;所以四者反應(yīng)速率的大小關(guān)系是②>①>④>③。
典例2在一密閉容器中充入2 ml H2和2 ml I2,壓強為p,在一定溫度下發(fā)生H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反應(yīng):(1)恒容條件下,向其中加入1 ml H2,反應(yīng)速率 (填“增大”“減小”或“不變”,下同)。?(2)恒容條件下,向其中加入1 ml Ar,反應(yīng)速率 。?(3)恒壓條件下,向其中加入1 ml Ar,反應(yīng)速率 。?
答案:(1)增大 (2)不變 (3)減小解析:(1)恒容條件下,充入H2,增大了反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率增大。(2)恒容條件下,充入與反應(yīng)無關(guān)的氣體(Ar),沒有引起反應(yīng)物濃度的變化,反應(yīng)速率不變。(3)恒壓條件下,充入與反應(yīng)無關(guān)的氣體(Ar),使得容器體積增大,各反應(yīng)物濃度減小,反應(yīng)速率減小。
變式訓(xùn)練2其他條件一定,下列條件的改變,一定能增大化學(xué)反應(yīng)速率的是( )A.增大壓強 B.增大反應(yīng)物的濃度C.增大反應(yīng)物的量D.減小生成物的濃度
答案:B 解析:對于非氣體反應(yīng)體系,增大壓強不會改變化學(xué)反應(yīng)速率;對于反應(yīng)物為固體的化學(xué)反應(yīng),改變反應(yīng)物的量一般不會改變化學(xué)反應(yīng)速率;對于可逆反應(yīng),減小生成物的濃度會使化學(xué)反應(yīng)速率減小。
溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響問題探究1.對一個吸熱反應(yīng),其他條件不變時,升高溫度,它的反應(yīng)速率也增大嗎?2.活化能和反應(yīng)速率有什么關(guān)系?3.催化劑一定都能增大化學(xué)反應(yīng)速率嗎?
答案:增大;升高溫度,活化分子百分數(shù)、單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)都增加,無論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),反應(yīng)速率都增大。
答案:活化能越小,一般分子成為活化分子越容易,活化分子越多,單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)越多,則反應(yīng)速率越大。
答案:不一定。有的反應(yīng)需要負催化劑,即有的催化劑可減小化學(xué)反應(yīng)速率。
深化拓展1.溫度對反應(yīng)速率的影響(1)規(guī)律當(dāng)其他條件不變時,
(3)注意:所有化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率都與溫度有關(guān)。
2.催化劑對反應(yīng)速率的影響(1)影響規(guī)律:使用合適的催化劑,可增大化學(xué)反應(yīng)速率。(2)微觀解釋:
(3)注意事項:①催化劑有正、負之分,正催化劑能增大反應(yīng)速率,負催化劑能減小反應(yīng)速率,不特別指明的條件下,均指正催化劑。②催化劑只有在一定溫度下,才能最大限度地發(fā)揮其催化作用。
素能應(yīng)用典例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( )
答案:D 解析:當(dāng)有多個外界條件時,要對比找出其相同條件和不同條件,然后通過比較進行判斷。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,本題從濃度和溫度兩個因素考查,結(jié)合選項知混合溶液體積都為20 mL,根據(jù)濃度越大、溫度越高,反應(yīng)速率越大,可以推知D選項正確。
變式訓(xùn)練3下列反應(yīng)中,開始時放出氫氣的速率最大的是( )
答案:C解析:C項中鋅的表面積大,硫酸的濃度大,溫度高,故反應(yīng)速率最快。
典例4向四個體積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO2和O2,開始反應(yīng)時,按正反應(yīng)速率由大到小排列順序正確的是( )甲:500 ℃,10 ml SO2和5 ml O2的反應(yīng)乙:500 ℃,用V2O5作催化劑,10 ml SO2和5 ml O2的反應(yīng)丙:450 ℃,8 ml SO2和5 ml O2的反應(yīng)丁:500 ℃,8 ml SO2和5 ml O2的反應(yīng)A.甲、乙、丙、丁B.乙、甲、丁、丙C.乙、甲、丙、丁D.丁、丙、乙、甲
答案:B 解析:增大反應(yīng)物濃度,升高溫度,使用催化劑等均可增大反應(yīng)速率。要比較正反應(yīng)速率大小,則需要比較溫度、是否使用催化劑及氧氣和SO2的濃度,所以根據(jù)題干數(shù)據(jù)可判斷正反應(yīng)速率由大到小的順序是乙、甲、丁、丙。
變式訓(xùn)練4下列關(guān)于催化劑的說法,正確的是 ( )A.催化劑能使不發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)B.催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都不變C.催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)速率D.任何化學(xué)反應(yīng)都需要催化劑
答案:B 解析:催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率的原因是它能改變反應(yīng)機理,在化學(xué)反應(yīng)過程中,催化劑參與反應(yīng),經(jīng)過一系列變化之后,催化劑又恢復(fù)到原來的狀態(tài)。盡管催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率,但對于不能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì),是不能使其反應(yīng)的,另外,有些反應(yīng)是不需要催化劑的。
1.下列說法不正確的是( )A.其他條件不變,縮小氣體體積增大壓強,單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大,活化分子數(shù)增多,化學(xué)反應(yīng)速率增大B.其他條件不變,增大體積減小壓強,單位體積內(nèi)的分子數(shù)減小,活化分子數(shù)減少,化學(xué)反應(yīng)速率減小C.加入反應(yīng)物,使活化分子百分數(shù)增大,化學(xué)反應(yīng)速率增大D.減小反應(yīng)物的濃度,單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少,活化分子數(shù)減少,化學(xué)反應(yīng)速率減小
答案:C 解析:增大體積減小壓強或減小反應(yīng)物的濃度,單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)減少,化學(xué)反應(yīng)速率減小,故B、D兩項正確。其他條件不變,縮小體積增大壓強,單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)增多,化學(xué)反應(yīng)速率增大,故A項正確。加入反應(yīng)物,反應(yīng)物的活化分子百分數(shù)不變,C項說法錯誤。
2.下列判斷正確的是( )A.0.1 ml·L-1的鹽酸和0.1 ml·L-1的H2SO4溶液分別與0.2 ml·L-1 NaOH溶液反應(yīng)的速率相同B.0.1 ml·L-1的鹽酸和0.1 ml·L-1 的HNO3溶液分別與大小相同的大理石反應(yīng)的速率相同C.大小、形狀相同的鎂和鐵分別與0.1 ml·L-1 HCl溶液反應(yīng)的速率相同D.大理石塊與大理石粉末分別與0.1 ml·L-1 HCl溶液反應(yīng)的速率相同
答案:B解析:A中0.1 ml·L-1的鹽酸與0.1 ml·L-1的H2SO4溶液中c(H+)是不同的,因而反應(yīng)速率不同,A項錯誤;D中大理石粉末與鹽酸的接觸面積更大,故反應(yīng)速率更大,D項錯誤;而同濃度的兩種一元強酸溶液與大理石反應(yīng)時的本質(zhì)是相同的:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,因此在c(H+)相同的情況下,反應(yīng)速率相同,B項正確;在完全相同的外界條件下,Mg、Fe由于自身金屬活動性的不同,與0.1 ml·L-1鹽酸反應(yīng)時,反應(yīng)速率v(Mg)>v(Fe),C項錯誤。
3.下列說法中正確的是( )A.增大反應(yīng)物的物質(zhì)的量一定能增大化學(xué)反應(yīng)速率B.升高溫度使放熱反應(yīng)速率減小,吸熱反應(yīng)速率增大C.使用正催化劑,能增大化學(xué)反應(yīng)速率D.增大壓強,肯定會增大化學(xué)反應(yīng)速率
答案:C 解析:增大反應(yīng)物的物質(zhì)的量不一定能增大反應(yīng)物的濃度,故化學(xué)反應(yīng)速率不一定增大;升高溫度使分子運動加快,分子獲得更高的能量,活化分子百分數(shù)增大,單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多,反應(yīng)速率增大(無論化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng));對有氣體參加的反應(yīng),增大壓強一定要使反應(yīng)物的濃度增大,才會增大反應(yīng)速率,反應(yīng)物的濃度不變,其反應(yīng)速率也不會發(fā)生變化。
4.下列說法中有明顯錯誤的是( )A.對有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),增大壓強使體系體積減小,可使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加,因而反應(yīng)速率增大B.活化分子之間發(fā)生的碰撞不一定為有效碰撞C.升高溫度,一般可使活化分子的百分數(shù)增大,因而反應(yīng)速率增大D.加入適宜的催化劑,使分子能量增加從而可使活化分子的百分數(shù)大大增加,從而成千上萬倍地增大反應(yīng)速率
答案:D 解析:對有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),增大壓強使體系體積減小,可使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加,因而反應(yīng)速率增大,A項正確;活化分子之間發(fā)生的碰撞不一定為有效碰撞,只有能引起化學(xué)變化的碰撞才是有效碰撞,B項正確;升高溫度,一般可使活化分子的百分數(shù)增大,因而反應(yīng)速率增大,C項正確;加入適宜的催化劑,可降低活化能從而可使活化分子的百分數(shù)大大增加,從而成千上萬倍地增大反應(yīng)速率,D項錯誤。
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