第二章 第二节 影响化学反应速率的因素

第二节影响化学反应速率的因素

[课标要求]

1．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。

2．了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。

3．了解通过改变外界条件改变化学反应速率的方法和意义。

考点一有效碰撞理论

1．有效碰撞

2．活化能和活化分子

(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。

(2)活化能：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。

3．反应物、生成物的能量与活化能的关系

[特别提醒] 反应的活化能越低，活化分子百分数越大，反应速率越快。

【基础过关】

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的有效碰撞

A ．①③④⑤

B ．②③⑥

C ．④⑤⑥

D ．②④⑤

解析：选C 化学反应的分解过程为

普通分子――→活化能

活化分子――→合理取向

合适力度有效碰撞―→化学反应①错误，因为活化分子发生有合适取向、且力度合适的碰撞时，才能发生化学反应；②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；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。

2．人们把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，同时把活化分子比普通反应物分子所多出的那部分能量称作活化能。某反应过程如下图所示。则该反应的活化能为________，反应为________(填“放热”或“吸热”)反应，ΔH ＝________ kJ·mol －

1。

解析：E 2＞E 1，说明反应放热，ΔH ＝(E 1－E 2)kJ·mol －

1。 答案：E 1 放热 E 1－E 2

考点二浓度和压强对化学反应速率的影响

1．影响化学反应速率的内因——反应物的性质

影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。例如金属钠与冷水剧烈反应，而镁和沸水仅能微弱反应。

2．浓度对化学反应速率的影响

(1)规律：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大；反之，反应速率减小。

(2)解释：

3．压强对化学反应速率的影响

(1)规律：对于有气体参加的化学反应，当其他条件不变时，增大压强，反应速率加快；反之，反应速率减慢。

(2)解释：

压强增大→⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫气体体积减小↓反应物浓度增大→反应速率加快

图示如下：

[特别提醒]压强对化学反应速率影响的实质是通过改变气体的浓度来实现的，若增大压强后，气体的浓度不发生变化，则反应速率不变。

【探究突破】

1．浓度对化学反应速率的影响

在温度不变的情况下，0.01 mol·L－1 KMnO4溶液与不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液反应。

(1)上述实验的实验现象是什么？由此实验现象得出的实验结论是什么？

提示：两试管中KMnO4溶液褪色，但滴加0.2 mol·L－1草酸溶液的试管褪色所用的时间短。由此实验得出的结论是H2C2O4的浓度越大，KMnO4溶液褪色的时间越短，反应速率越快；反之，H2C2O4的浓度越小，反应速率越慢。

(2)用有效碰撞理论解释为什么增大反应物的浓度能影响化学反应速率？

提示：增大反应物的浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，有效碰撞次数增多，反应速率加快。

2．压强对化学反应速率的影响

在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下

使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如右

图)。

[问题思考]

(1)向下压缩活塞，使容器的压强增大，反应速率如何变化？

提示：压缩体积，增大压强，反应物的浓度增大，反应速率加快。

(2)保持容器的容积不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？

提示：充入氦气，尽管压强增大，但反应物的浓度不变，反应速率不变。

(3)保持容器内气体压强不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？

提示：充入氦气，尽管压强不变，但容器的体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减慢。

【归纳总结】

1．浓度对化学反应速率的影响

(1)当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。

(2)此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或纯液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，改变它们的量不会改变化学反应速率。但固体反应物表面积越大，反应速率越大。

2．压强对化学反应速率的影响

(1)压强对固体或液体(溶液)间的反应无影响。

(2)压强的改变实质是改变反应物的浓度，判断时看反应物的浓度是否发生改变。只有浓度改变了反应速率才改变，不能简单机械地使用结论。

(3)对于气体反应有以下几种情况：

①恒温时：增大压强―→体积减小―→浓度增大―→反应速率增大。

②恒容时：a.充入气体反应物―→反应物浓度增大―→总压增大―→反应速率增大；

b．充入“无关气体”(如He、Ne、Ar或不参与反应的N2等)―→引起总压增大，但各反应物的浓度不变―→反应速率不变。

③恒压时：充入“无关气体”(如He、Ne、Ar或不参与反应的N2等)―→引起体积增大―→各反应物浓度减小―→反应速率减慢。