2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第02章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 專(zhuān)題2.2 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素試題 新人教版選修4.doc

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專(zhuān)題2.2 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是________________的性質(zhì)，不同化學(xué)反應(yīng)具有________的反應(yīng)速率。外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率也產(chǎn)生影響。 一、有效碰撞理論 （1）有效碰撞 （2）活化能和活化分子 ①活化分子：能夠發(fā)生________________的分子。 ②活化能：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子轉(zhuǎn)化成活化分子所需要的能量)。 （3）反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系 ① ②解釋化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程 特別提醒 反應(yīng)的活化能越低，活化分子百分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)速率越快。 二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 1．濃度、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響 （1）濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響： a．實(shí)驗(yàn)探究。 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 溶液________ 溶液________ 褪色時(shí)間 (填“長(zhǎng)”或“短”） ________ ________ 實(shí)驗(yàn)原理 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑ +8H2O b．規(guī)律。 c．實(shí)質(zhì)。 （2）壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響(有氣體參加的反應(yīng)）： a．規(guī)律。 b．實(shí)質(zhì)：對(duì)于氣體反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，相當(dāng)于增大__________________，反應(yīng)速率________；反之，減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率________。 2．溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響 （1）溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響： a．實(shí)驗(yàn)探究。 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)溫度 熱水 冷水 出現(xiàn)黃色渾濁的時(shí)間(填“長(zhǎng)” 或“短”） ________ ________ 實(shí)驗(yàn)原理 NaS2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O+S↓ b．規(guī)律。 c．實(shí)質(zhì)。 升高溫度→活化分子百分含量_________ →活化分子濃度________→有效碰撞幾率________→化學(xué)反應(yīng)速率________ （2）催化劑②對(duì)反應(yīng)速率的影響： a．實(shí)驗(yàn)探究。 實(shí)驗(yàn)步驟 現(xiàn)象 ________ ________ 解釋 H2O2分解緩慢 加入MnO2，H2O2分解速率加快 原理 2H2O22H2O+O2↑ b．實(shí)質(zhì)。 加入催化劑→反應(yīng)的活化能_____→活化分子百分?jǐn)?shù)_____→有效碰撞幾率_____→反應(yīng)速率_______ 一、反應(yīng)物本身 不同 （1）能量 取向 越快 （2）①有效碰撞 （3）①活化能 釋放的能量 反應(yīng)熱 二、1．（1）紫紅色褪去 紫紅色褪去 長(zhǎng) 短 加快 減慢 不變 增大 增加 加快 （2）加快 減慢 反應(yīng)物的濃度 加快 減慢 2．（1）短 長(zhǎng) 加快 減慢 增大 增大 增大 加快 （2）木條不復(fù)燃 木條復(fù)燃 降低 增大 增加 加快 一、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 1．內(nèi)因 反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。 2．外因 條件變化 活化能 單位體積內(nèi) 活化分子百分?jǐn)?shù) 單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù) 化學(xué)反應(yīng)速率 分子總數(shù) 活化分子數(shù) 濃度 增大 不變 增多 增多 不變 增多 增大 減小 不變 減少 減少 不變 減少 減小 壓強(qiáng) 加壓（減小容器體積） 不變 增多 增多 不變 增多 增大 減壓（增大容器體積） 不變 減少 減少 不變 減少 減小 溫度 升高 不變 不變 增多 增大 增多 增大 降低 不變 不變 減少 減小 減少 減小 使用催化劑 減小 不變 增多 增大 增多 增大 （1）濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律只適用于氣體反應(yīng)和溶液中的反應(yīng)。 （2）純液體或固體反應(yīng)物的濃度是常數(shù)，因此改變它們的量不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。 （3）固體反應(yīng)物的顆粒大小會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率。一般情況下，固體顆粒越小，其表面積越大，反應(yīng)速率越大；固體顆粒越大，其表面積越小，反應(yīng)速率越小。 （4）稀有氣體或其他不參加反應(yīng)的氣體（惰性氣體）充入反應(yīng)容器，對(duì)反應(yīng)速率的影響可分為以下兩種情況： ①恒溫、恒容：充入“惰性氣體”→總壓增大→反應(yīng)物濃度不變（活化分子濃度不變），反應(yīng)速率不變。 ②恒溫、恒壓：充入“惰性氣體”→體積增大→反應(yīng)物濃度減?。ɑ罨锓肿訚舛葴p?。磻?yīng)速率減慢。 （5）升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，但增大的程度不同；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，但減小的程度不同。一般地，溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響比濃度、壓強(qiáng)的影響要大，也更易于控制。改變溫度是實(shí)驗(yàn)室最常用的改變化學(xué)反應(yīng)速率的方法。 反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)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(qiáng)增大 ④保持壓強(qiáng)不變，充入Ne使容器體積變大 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 【答案】C 二、化學(xué)反應(yīng)速率的圖像分析 化學(xué)反應(yīng)速率圖像是將化學(xué)反應(yīng)速率變化的情況在直角坐標(biāo)系中表達(dá)的結(jié)果，是化學(xué)反應(yīng)速率變化規(guī)律的反映。主要分為定性圖像和定量圖像兩大類(lèi)。 1．定性圖像 （1）速率—時(shí)間圖像 鋅與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示。AB段，鋅與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，體系溫度升高，v增大；BC段，隨著反應(yīng)進(jìn)行，鹽酸的濃度逐漸減小，v逐漸減小。 （2）速率—溫度圖像 其他條件一定，化學(xué)反應(yīng)速率隨著溫度的升高而增大，隨著溫度的降低而減小。如圖A。 （3）速率—壓強(qiáng)圖像 對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，其他條件一定，增大壓強(qiáng)（縮小容器的體積），反應(yīng)速率增大，反之，減小。如圖B。 2．定量圖像 定量圖像主要反映了反應(yīng)物、生成物的量與反應(yīng)時(shí)間的定量關(guān)系。 一般情況下，可以利用該類(lèi)圖像確定化學(xué)方程式和計(jì)算某物質(zhì)在某時(shí)間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率。 分析化學(xué)反應(yīng)速率圖像，要注意分析圖像的變化趨勢(shì)，分清影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。一般要從以下幾個(gè)方面分析：①分析起點(diǎn)，分清反應(yīng)物或生成物，濃度或物質(zhì)的量減少的是反應(yīng)物，濃度或物質(zhì)的量增大的是生成物，反應(yīng)物以高于原點(diǎn)為起點(diǎn)，生成物多以原點(diǎn)為起點(diǎn)；②分析變化趨勢(shì)，如升溫或降溫，加壓或減壓等，注意濃度、溫度、壓強(qiáng)的改變等對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；③分析終點(diǎn)，確定反應(yīng)物消耗的濃度或生成物增大的濃度；④分析時(shí)間，如速率圖像中的拐點(diǎn)、突變點(diǎn)等。注意分析曲線(xiàn)的連續(xù)或跳躍所代表的含義。 (雙選)等質(zhì)量的鐵與過(guò)量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)定在不同時(shí)間(t)產(chǎn)生氫氣體積(V)的數(shù)據(jù)，在根據(jù)數(shù)據(jù)所繪制得到的圖中，曲線(xiàn)a、b、c、d所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)組別可能是 組別 c(HCl)/(mol?L?1) 溫度/℃ 狀態(tài) 1 2.0 25 塊狀 2 2.5 30 塊狀 3 2.5 50 塊狀 4 2.5 30 粉末狀 A．4?3?2?1 B．1?2?3?4 C．3?4?2?1 D．1?2?4?3 【答案】AC 三、化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的分析方法 1．控制變量法 化學(xué)反應(yīng)速率的大小不僅取決于反應(yīng)物本身的性質(zhì)，還受到溫度、濃度、壓強(qiáng)（有氣體參加的反應(yīng)）、催化劑等外界條件的影響。當(dāng)研究某個(gè)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)，往往需要控制其他條件不變。 2．分清主次法 當(dāng)多個(gè)因素同時(shí)影響反應(yīng)速率時(shí)，要注意分清主要因素和次要因素。例如鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，氫氣的生成速率先由慢到快，然后又由快到慢。鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)放熱，體系溫度逐漸升高，此時(shí)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響占主導(dǎo)地位，所以氫氣的生成速率由慢到快；一段時(shí)間后，硫酸的濃度減小對(duì)反應(yīng)速率的影響占主導(dǎo)地位，因而氫氣的生成速率又由快到慢。如果只考慮H+的濃度變化，則反應(yīng)速率只會(huì)越來(lái)越慢。 把在空氣中久置的鋁片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol/L硫酸溶液的燒杯中，該鋁片與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系可用下圖的坐標(biāo)曲線(xiàn)來(lái)表示，回答下列問(wèn)題： （1）曲線(xiàn)O→a段不產(chǎn)生氫氣的原因是 _____________________________； 有關(guān)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。 （2） 曲線(xiàn) a→ c段，產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因是 。 （3） 曲線(xiàn)由 c以后，產(chǎn)生氫氣的速率逐漸下降的主要原因是 。 【答案】（1）硫酸首先和氧化鋁反應(yīng)，不產(chǎn)生H2 Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O （2）反應(yīng)放熱，溫度升高使反應(yīng)速率增大 （3）硫酸的濃度逐漸減小，該因素變?yōu)橛绊懟瘜W(xué)反應(yīng)速率的主要因素，化學(xué)反應(yīng)速率開(kāi)始下降 1．下列說(shuō)法正確的是 A．增大反應(yīng)物濃度，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增多 B．有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若增大壓強(qiáng)(即縮小反應(yīng)容器的容積)，可增大活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而使反應(yīng)速率增大 C．升高溫度能使化學(xué)反應(yīng)速率增大的主要原因是減小了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù) D．催化劑能增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而成千上萬(wàn)倍地增大反應(yīng)速率 2．過(guò)量鋅粉跟100 mL 6 molL－1的H2SO4反應(yīng)，一定溫度下，為減緩反應(yīng)進(jìn)行的速率，但又不影響生成氫氣的總量，可向反應(yīng)物中加入適量的 A．碳酸鈉固體 B．氯化鋇固體 C．硫酸鉀溶液 D．硫酸銅溶液 3．對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，一定能使化學(xué)反應(yīng)速率加快的因素是 ①擴(kuò)大容器的容積 ②使用催化劑 ③增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量 ④升高溫度 ⑤縮小容積 ⑥增大容器內(nèi)的壓強(qiáng) A．②③ B．②③④⑥ C．②④⑤ D．②④ 4．工業(yè)上利用可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)合成氨，下列敘述正確的是 A．合成氨的適宜條件是高溫、高壓、催化劑，其中催化劑不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率 B．恒容通入氬氣，使反應(yīng)體系的壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率一定增大 C．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間 D．在t1、t2時(shí)刻，NH3(g)的濃度分別是c1、c2，則時(shí)間間隔t1～t2內(nèi)，NH3(g)生成的平均速率為v＝ 5．在不同濃度(c)、溫度(T)條件下，蔗糖水解的瞬時(shí)速率(v)如下表。下列判斷不正確的是 A．a(chǎn)＝6.00 B．同時(shí)改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度，v可能不變 C．b＜318.2 D．不同溫度時(shí)，蔗糖濃度減少一半所需的時(shí)間相同 6．在實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，用相同體積和濃度的鹽酸分別與足量的石灰石反應(yīng)，并在一定時(shí)間內(nèi)測(cè)量反應(yīng)放出的CO2的體積。實(shí)驗(yàn)Ⅰ用的是塊狀石灰石，實(shí)驗(yàn)Ⅱ用的是粉末狀石灰石，下列圖示能正確反映兩實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是 A． B． C． D． 7．[2017江蘇] H2O2分解速率受多種因素影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)得70℃時(shí)不同條件下H2O2濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 A．圖甲表明，其他條件相同時(shí)，H2O2濃度越小，其分解速率越快 B．圖乙表明，其他條件相同時(shí)，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．圖丙表明，少量Mn 2+存在時(shí)，溶液堿性越強(qiáng)，H2O2分解速率越快 D．圖丙和圖丁表明，堿性溶液中，Mn2+對(duì)H2O2分解速率的影響大 1．【答案】D 2．【答案】C 【解析】A項(xiàng)，Na2CO3與H2SO4反應(yīng)生成CO2氣體，H2量減少；B項(xiàng)，H2SO4＋BaCl2BaSO4↓＋2HCl，c(H＋)不變，速率不變；D項(xiàng)，形成銅鋅原電池，速率加快。 3．【答案】C 【解析】對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，使用催化劑、升溫、縮小體積，化學(xué)反應(yīng)速率一定加快；而增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量，該反應(yīng)物若是固體，速率不加快；增大容器內(nèi)的壓強(qiáng)，反應(yīng)物濃度不一定增大，反應(yīng)速率不一定加快。 4．【答案】D 【解析】催化劑在反應(yīng)中同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，A錯(cuò)；B項(xiàng)，通入氬氣壓強(qiáng)增大，但是各物質(zhì)的濃度不變，所以速率不變；C項(xiàng)，降溫會(huì)減小反應(yīng)速率，將延長(zhǎng)達(dá)到平衡的時(shí)間，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由反應(yīng)速率的表達(dá)式可知正確。 5．【答案】D 6．【答案】B 【解析】相同體積和濃度的鹽酸分別與足量CaCO3反應(yīng)，產(chǎn)生CO2的量相同，但實(shí)驗(yàn)Ⅰ中用的CaCO3是塊狀的，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中用的CaCO3是粉末狀的，故實(shí)驗(yàn)Ⅱ中化學(xué)反應(yīng)速率大，用時(shí)短，B項(xiàng)正確。 7．【答案】D 【解析】A．由甲圖可知，雙氧水濃度越大，分解越快，A錯(cuò)誤；B．由圖乙可知，溶液的堿性越強(qiáng)即pH越大，雙氧水分解越快，B錯(cuò)誤；C．由圖丙可知，有一定濃度Mn2+存在時(shí)，并不是堿性越強(qiáng)H2O2分解速率越快，C錯(cuò)誤；由圖丙可知，堿性溶液中，Mn2+對(duì)雙氧水分解有影響，圖丁說(shuō)明Mn2+濃度越大，雙氧水分解越快，圖丙和圖丁均能表明堿性溶液中，Mn2+對(duì)H2O2分解速率的影響大，D正確。 【名師點(diǎn)睛】本題以雙氧水分解的濃度-時(shí)間曲線(xiàn)圖像為載體，考查學(xué)生分析圖像、搜集信息及信息處理能力，會(huì)運(yùn)用控制變量法分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，并能排除圖中的干擾信息，得出正確的結(jié)論。