影响化学反应速率的因素课件

【解析】 本题考查的是压强对反应速率的影响。C 为固体反 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，反应速率增大；体积不变， 充入 N2，体系总压强增大，但反应混合物的浓度并未改变，反应 速率基本不变；充入 N2，使容器的体积增大，总压强不变，但反 应混合物的浓度变小，反应速率减小。故正确答案为 AC。
(2)压强对反应速率的影响 ①规律： 在相同增大压强（减小容器容积），反应速率 加快 温度下减小压强（增大容器容积），反应速率 减慢 ②实质：对于气体反应，增大压强(减小容器容积)，相当于增 大 反应物的浓度 ，反应速率 加快 ；反之，减小压强，反应速 率 减慢 。
(3)温度对反应速率的影响 ①规律：其他条件不变时，升高温度，反应速率 加快 ；降低 温度，反应速率 减慢 。 ②实质：升高温度→ 活化分子百分数 增加→有效碰撞次数 增多 →化学反应速率 加快 。反之，减慢。
1．H＋＋OH－===H2O 的反应几乎是瞬间完成的，其活化能接 近于零，合理吗？为什么？
【提示】 合理。因为它们在反应之前已经成为自由离子， 不需要破坏化学键就能启动化学反应。
二、影响化学反应速率的因素 1．内因(主要因素)：反应物本身的性质 。 2．外因(其他条件不变，只改变一个条件) (1)浓度对反应速率的影响 ①规律：其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率 加快 ； 减小反应物浓度，反应速率 减慢 。 ②实质：其他条件不变时，增大反应物浓度→单位体积内 活 化分子数增多→有效碰撞次数增加→化学反应速率加快 。反之， 减小反应物浓度，化学反应速率 减慢 。
学生分组探究二 有关化学反应速率的图像 第 1 步探究——问题引入，自主探究 将在空气中久置的铝片 5.0 g 投入盛有 500 mL 0.5 mol·L－1 硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可 用如图所示的曲线表示，试回答下列问题。
1．曲线 O→a 段不产生氢气的原因是什么？ 【提示】 因为铝片表面有氧化膜，开始阶段发生反应 Al2O3 ＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O，不产生氢气。
【答案】 AC
3．同质量的锌与盐酸反应，欲使反应速率增大，选用的反应
条件正确的是 ( )
① 锌 粒 ② 锌 片 ③ 锌 粉 ④5%的 盐 酸 ⑤10%的 盐 酸
⑥15%的盐酸 ⑦加热 ⑧用冷水冷却 ⑨不断振荡 ⑩迅速混
合后静置
A．②⑥⑦⑩
B．①④⑧⑩
C．③⑤⑦⑨
D．③⑥⑦⑨
【解析】 对于锌的选择，表面积越大，反应越快；对于盐 酸的选择，浓度越大，反应越快；升高温度，可以加快反应速率； 不断地振荡可以增大反应物之间的接触面积，从而可以加快反应 速率。
【答案】 D
4．反应 3Fe(s)＋4H2O(g)=高==温==Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积 的密闭容器中进行，试回答：
(1)增加 Fe 的量，其反应速率________(填“增大”、“不变” 或“减小”，以下相同)。
(2)将容器的体积缩小一半，其反应速率________。 (3)保持体积不变，充入 N2 使体系压强增大，其反应速率___。 (4)保持压强不变，充入 N2 使容器的体积增大，其反应速率 ________。
图1 AB 段：Zn 与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高， 化学反应速率逐渐增大；BC 段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐 渐减小，化学反应速率逐渐减小。
(2)速度—温度图： 其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大；其他条件 一定，反应速率随着温度的降低而减小，如图 2 所示。
图2
图3
(3)速率—压强图： 其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小容器的容积)，反 应速率随着压强的增大而增大；其他条件一定，减小气态反应物 的压强(增大容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小，如图 3 所示。
0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 mol· L－1)
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( ) (注：图中半衰期指任一浓度 N2O 消耗一半时所需的相应时间， c1、c2 均表示 N2O 初始浓度且 c1<c2)
小的倍数
催化剂
使用催化剂能同等程度的改变正、逆反应的 速率
对有气体参加的反应，正、逆反应速率均增 加压(缩小
大，气体体积缩小方向的反应速率增加的倍 体积)
数大于气体体积增大方向增加的倍数 压强
对有气体参加的反应，正、逆反应速率均减 减压(扩大
小，气体体积缩小方向的反应速率减小的倍 体积)
数大于气体体积增大方向减小的倍数
恒容通
由于没有改变反应物的浓度，所以不影
“惰性”气体如稀
响化学反应速率
压强
有气体
恒压通“惰性”气 容器的体积增大，反应物的浓度减小，
体如稀有气体 化学反应速率减小
第 3 步例证——典例印证，思维深化 在一密闭容器中充入 1 mol I2 和 1 mol H2，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 1 mol H2，反应速率____。 (2)升高温度，反应速率________。 (3)扩大容器体积，反应速率 ________。 (4)保持容器内气体压强不变，向其中充入 1 mol H2(g)和 1 mol
2．若加热 KMnO4 来制备氧气，在其它条件不变的情况下， 增加 KMnO4 固体的质量，生成氧气的速率能够加快吗？
【提示】 不能，增大固体的用量不能增大其浓度，不能使 反应速率加快。
3．化学反应分为吸热反应和放热反应，升高温度，放热反应 速率加快，吸热反应反应速率减慢吗？
【提示】 升高温度，不论是放热反应，还是吸热反应，都 能加快化学反应速率。
(4)催化剂对反应速率的影响 影响：使用催化剂可加快 化学反应速率
正催 催化剂 化剂 原因：催化剂降低 活化能，提高活化分
子百分数 → 有效碰撞 次数增多，反应速 率 加快 (5)其他因素对反应速率的影响 如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨 等，均是行之有效的改变化学反应速率的方法。
第 2 步阐述——要点归纳，深化知识
1．解答图像题的方法
看图
弄清纵、横坐标的含义
看线 看点
弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平 弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与 坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最
低点等
看变化 弄清是浓度变化、温度变化，还是转化率的变化
2．定性图像 (1)速率—时间图： 如 Zn 与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图 1 所示。
2．根据催化剂对化学反应速是否相同？
【提示】 因催化剂对化学反应速率的影响是降低反应的活 化能，增加有效碰撞次数，对正、逆反应的影响是相同的，所以 催化剂对正、逆反应速率的影响相同。
第 2 步阐述——要点归纳，深化知识
影响因素
影响结果(其他条件不变)
第 4 步运用——精选习题，落实强化 1．升高温度时，化学反应速率加快，主要原因是 ( ) A．分子运动速率加快，使该反应物分子的碰撞机会增多 B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞 次数增多 C．该化学反应的过程是吸热的 D．该化学反应的过程是放热的
【解析】 升高温度分子运动速率加快，使该反应物分子的 碰撞机会增多，但有效碰撞次数变化不大，对速率影响不大，A 错误；升高温度，反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大， 有效碰撞次数增多，升高温度时放热反应和吸热反应的速率都加 快，B 正确，C、D 错误。
【解析】 分析实验数据可看出，相同时间间隔内，N2O 物 质的量浓度变化值相同，可得出结论：N2O 的分解速率与其物质 的量浓度无关，故 A 项正确，B 项错误。分析数据可知：0.100 mol·L －1→0.050 mol·L－1 时间为 50 min，0.080 mol·L－1→0.040 mol·L －1 时间为 40 min，0.060 mol·L－1→0.030 mol·L－1 时间为 30 min， 0.040 mol·L－1→0.020 mol·L－1 时间为 20 min，0.020 mol·L－1 →0.010 mol·L－1 时间为 10 min，所以随着 N2O 物质的量浓度的增 大，半衰期增大，故 C 项错误。转化率相等的情况下，浓度越大， 所需时间越长，D 项错误。
3．定量图像 定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓 度)与反应时间 t 的定量关系。如图 4 所示 。
图4
第 3 步例证——典例印证，思维深化
在一定条件下，N2O 分解的部分实验数据如下：
反应 时间 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 /min c(N2 O)/(
【答案】 B
2．(双选)反应 C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在一可变容积的 密闭容器中进行，在其他条件不变的情况下，下列条件的改变对 其反应速率几乎无影响的是( )
A．增加 C 的物质的量 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
2．曲线 a→b 段为什么氢气的生成速率较慢？ 【提示】 开始时温度较低，反应速率较慢。 3．曲线 b→c 段产生氢气的速率增加较快的主要原因是什么？
【提示】 随着反应的进行，反应放出的热量使溶液温度升 高，反应速率加快。
4．曲线由 c 以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是什 么？
【提示】 随着反应的进行，硫酸浓度下降，反应速率减慢。
影响化学反应速率的因素
一、有效碰撞理论 1．有效碰撞
(1)活化分子：能够发生 有效碰撞 的分子。
(2)活化能：活化分子比普通分子所高出的能量。活化能越小， 普通分子就越容易变成活化分子。如图所示：反应的活化能是E1 ， 反应热是 E1－E2。
(3)活化能与化学反应速率的关系：在一定条件下，活化分子 所占的百分数是 固定不变 的。活化分子的百分数越大，单位体 积内活化分子数越 多 ，单位时间内 有效碰撞 的次数越多，化 学反应速率越 快 。
固体或纯液 浓度为常数，增加反应物的量，反应速率不 浓
体 变(固体物质的表面积影响反应速率) 度
气体或溶液 增大反应物的浓度，反应速率增大
对可逆反应，正、逆反应速率均增大，但吸 升温
热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数 温
对可逆反应，降低温度，正、逆反应速率均 度
降温 减小，吸热反应减小的倍数大于放热反应减
I2(g)，反应速率________。
【解析】 (1)在容器容积不变时，充入 1 mol H2 即 c(H2)增大， 化学反应速率增大，
(2)升高温度，反应速率增大； (3)扩大容器的体积，各组成成分浓度减小，反应速率减小； (4)压强不变，充入 H2(g)、I2(g)各 1 mol，体积增大，压强未 变，浓度也不变，则反应速率不变。 【答案】 (1)增大 (2)增大 (3)减小 (4)不变
【答案】 (1)不变 (2)增大 (3)不变 (4)减小
分析外界条件对速率影响的注意事项 (1)对于固体来说，若表面积不变，只改变用量不影响反应速 率，若改变固体状态，改变了表面积，会影响反应速率。 (2)压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓 度。如恒容下充入稀有气体，气体压强增大但反应物的浓度不变， 故速率不变。
【解析】 (1)由于 Fe 是固体，改变 Fe 的量，反应物浓度不 变，故反应速率不变。(2)将容器体积缩小一半，则反应物浓度增 大，故反应速率增大。(3)容器体积不变，充入 N2，反应物浓度不 变，故反应速率不变。(4)保持容器内压强不变，充入 N2 相当于减 小压强，即反应物和生成物浓度均减小，故反应速率减小。
4．用有效碰撞理论解释为什么使用合适的催化剂能加快化学 反应速率？
【提示】 使用合适的催化剂，能降低反应的活化能，使更 多的分子变成活化分子，从而增大了活化分子的百分数，有效碰 撞次数增多，反应速率加快。
学生分组探究一 外界因素对化学反应速率的影响 第 1 步探究——问题引入，自主探究 1．压强的改变一定会影响化学反应速率吗？ 【提示】 不一定。压强只影响有气体参与的化学反应的速 率。