-新教材高中化學第二章化學反應速率與化學平衡第一節(jié)第二課時影響化學反應速率的因素活化能學案新人教版選擇性必修

PAGEPAGE19第二課時影響化學反應速率的因素活化能明課程標準扣核心素養(yǎng)1.了解溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響。2．知道化學反應是有歷程的，認識基元反應活化能對化學反應速率的影響。1.變化觀念與平衡思想：認識化學反應速率是可以調(diào)控的，能從多角度、動態(tài)地分析外界條件改變對化學反應速率的影響，運用化學原理解決簡單的化學實際問題。2．證據(jù)推理與模型認知：能基于證據(jù)分析外部條件對化學反應速率的影響，建立認知模型，并能運用模型分析說明外界條件改變對化學反應速率的影響。3．科學探究與創(chuàng)新意識：能對影響化學反應速率的多個外界因素進行調(diào)控，設計實驗探究影響化學反應速率的因素。eq\a\vs4\al(影響化學反應速率的因素)(一)定性研究影響化學反應速率的因素[實驗用品]燒杯、試管、量筒、試管架、膠頭滴管、溫度計、秒表、0.1mol·L－1Na2S2O3溶液、0.1mol·L－1H2SO4溶液、0.5mol·L－1H2SO4溶液、5%H2O2溶液、1mol·L－1FeCl3溶液、蒸餾水、熱水。[實驗方案設計]實驗序號影響因素實驗步驟實驗現(xiàn)象Ⅰ濃度相同溫度下，向兩支試管中分別加入4mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液，然后向試管①中加入2mL0.1mol·L－1H2SO4溶液，記錄出現(xiàn)黃色渾濁的時間；向試管②中加入2mL0.5mol·L－1H2SO4溶液，記錄出現(xiàn)黃色渾濁的時間。實驗裝置如下圖：試管②中出現(xiàn)黃色渾濁用的時間短；試管①中出現(xiàn)黃色渾濁用的時間長Ⅱ溫度取兩支試管各加入5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液，另取兩支試管各加入5mL0.1mol·L－1H2SO4溶液；將四支試管分成兩組(各有一支試管盛有Na2S2O3溶液和H2SO4溶液)，一組放入盛有冷水的燒杯①中，另一組放入盛有熱水的燒杯②中，經(jīng)過一段時間后，分別混合并攪拌，記錄出現(xiàn)黃色渾濁的時間。實驗裝置如下圖：燒杯②的試管中出現(xiàn)黃色渾濁用的時間短；燒杯①的試管中出現(xiàn)黃色渾濁用的時間長Ⅲ催化劑在兩支試管中各加入2mL5%的H2O2溶液，再同時向H2O2溶液中分別加入1mol·L－1FeCl3溶液和蒸餾水各1mL，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢。實驗裝置如下圖：試管①中快速產(chǎn)生氣泡；試管②中緩慢產(chǎn)生氣泡[問題探討]1．實驗Ⅰ、Ⅱ的反應原理是什么？(用化學方程式表示)提示：Na2S2O3與H2SO4反應的化學方程式為Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。2．由實驗Ⅰ中實驗現(xiàn)象得出的實驗結(jié)論是什么？提示：出現(xiàn)黃色渾濁的時間越短，說明反應物的濃度越大，反應速率越大。3．由實驗Ⅱ中實驗現(xiàn)象得出的實驗結(jié)論是什么？提示：出現(xiàn)黃色渾濁的時間越短，說明溫度越高，反應速率越大。4．實驗Ⅲ的反應原理是什么(用化學方程式表示)？FeCl3溶液在反應中的作用是什么？由實驗Ⅲ的實驗現(xiàn)象得出的實驗結(jié)論是什么？提示：H2O2分解的化學方程式為2H2O2eq\o(=,\s\up7(催化劑))2H2O＋O2↑，F(xiàn)eCl3在反應中的作用是作催化劑；產(chǎn)生氣泡的速率快證明使用催化劑能加快化學反應速率。(二)定量研究影響化學反應速率的因素通過實驗測定并比較下列化學反應的速率①按下圖所示安裝裝置，加入鋅粒，然后快速加入40mL1mol·L－1稀硫酸，測量收集10mLH2所用的時間。②按圖示再安裝一套裝置，加入與前一套裝置相同的鋅粒，然后再快速加入40mL4mol·L－1稀硫酸，測量收集10mLH2所用的時間。實驗現(xiàn)象：鋅與硫酸反應產(chǎn)生氣泡；收集10mL氣體，②所用時間比①所用時間短。[問題探討]1．由上述實驗能得出的實驗結(jié)論是什么？提示：4mol·L－1硫酸與鋅反應比1mol·L－1硫酸與鋅反應快。2．實驗時，除濃度外，為什么要控制其他條件都相同？你知道的其他條件都有哪些？提示：上述實驗是一個對比實驗，除濃度外，需要控制其他條件都相同，這樣才能得出不同濃度時反應速率的數(shù)據(jù)。需要控制的其他條件有：控制的條件鋅粒鋅粒的形狀、大小、質(zhì)量等必須相同裝置裝置采用的分液漏斗、錐形瓶規(guī)格必須相同；兩套裝置的氣密性均必須良好環(huán)境兩套裝置所處環(huán)境溫度必須相同3.利用上述實驗裝置還能根據(jù)哪些變化來定量測定鋅與硫酸的反應速率？提示：相同時間段內(nèi)產(chǎn)生H2體積的多少。1．影響因素2．外界條件對化學反應速率的影響(1)濃度①固體或純液體的濃度是恒定常數(shù)，則有：a．增加其用量時，化學反應速率不變。b．增大其表面積或?qū)⒐腆w溶于溶劑中，化學反應速率增大。②氣體或溶液：增大反應物濃度，反應速率增大。(2)溫度①升高溫度，吸熱反應、放熱反應的化學反應速率都增大，但吸熱反應增大得多。②降低溫度，吸熱反應、放熱反應的化學反應速率都減小，但吸熱反應減小得多。③溫度每升高10℃，化學反應速率通常增大為原來的2～4倍。(3)催化劑催化劑同等程度地改變正、逆反應的化學反應速率。在不加說明時，催化劑一般是指能使反應速率加快的正催化劑。(4)壓強改變壓強，對化學反應速率的影響的根本原因是引起濃度改變。所以在討論壓強對反應速率的影響時，應區(qū)分引起壓強改變的原因。①對于沒有氣體參與的化學反應，改變壓強，對化學反應速率無影響。②對于有氣體參與的化學反應，有以下幾種情況Ⅰ.恒溫恒容時：a．充入氣體反應物eq\o(→,\s\up7(引起))總壓強增大eq\o(→,\s\up7(引起))濃度增大eq\o(→,\s\up7(引起))反應速率加快。b．充入“無關氣體(如He、Ne、Ar、N2等不參與本反應也不干擾本反應的氣體，下同)”eq\o(→,\s\up7(引起))總壓強增大，但各反應物濃度不變，則反應速率不變。Ⅱ.恒溫恒壓時：a．同等程度地充入相應的氣體反應物eq\o(→,\s\up7(引起))體積增大，但各反應物濃度不變，則反應速率不變。b．充入“無關氣體”eq\o(→,\s\up7(引起))體積增大eq\o(→,\s\up7(引起))各反應物濃度減小eq\o(→,\s\up7(引起))反應速率減慢。[名師點撥](1)固體物質(zhì)的反應速率與表面積有關，顆粒越小，表面積越大，反應速率就越快，故塊狀固體可通過研磨來增大表面積，從而加快化學反應速率。(2)若某物質(zhì)的濃度變化改變了其性質(zhì)，反應實質(zhì)可能發(fā)生改變，要具體分析反應速率的變化(如Fe與稀H2SO4反應，在一定濃度范圍內(nèi)反應速率與濃度有關，但常溫下鐵遇濃H2SO4鈍化)。(3)溫度對反應速率的影響適用于任何反應，不論是放熱反應還是吸熱反應，升高溫度，反應速率都增大。(4)催化劑只能改變化學反應速率，不能改變反應熱的大小。1．探究Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O反應的速率影響因素，設計了以下實驗，下列說法正確的是()錐形瓶0.1mol·L－1Na2S2O3溶液/mL蒸餾水0.2mol·L－1H2SO4溶液反應溫度渾濁出現(xiàn)時間/s備注11001020℃10210x52016310010505第10秒時渾濁不再增多4106450℃8A.x＝6B．3號瓶用Na2S2O3表示的速率為0.01mol·L－1·s－1C．由2號瓶和3號瓶實驗結(jié)果可得溫度越高反應速率越快D．由1號瓶和4號瓶實驗結(jié)果可得溫度越高反應速率越快解析：選D研究外界條件對反應速率的影響時，需要控制唯一變量，錐形瓶1、2、3要保證溶液總體積為20mL才能滿足條件，所以由10＋x＋5＝20，可得x＝5，A錯誤；3號瓶中溶液總體積為20mL，所以Δc＝eq\f(0.1mol·L－1×10mL,20mL)＝0.05mol·L－1，第10秒開始渾濁不再增多，即10s時完全反應，所以速率為0.005mol·L－1·s－1，B錯誤；2號瓶和3號瓶硫酸濃度不同，溫度也不同，3號瓶溫度高，硫酸濃度也大，出現(xiàn)渾濁所需時間短，速率大的原因不僅是溫度的影響，C錯誤；1號瓶與4號瓶，4號瓶硫酸濃度雖然小，但是溫度高，出現(xiàn)渾濁所需時間短，所以可以得出溫度越高反應速率越快，D正確。2．某興趣小組為探究外界條件對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下：實驗編號H2C2O4酸性KMnO4溶液溫度/℃濃度/(mol·L－1)體積/mL濃度/(mol·L－1)體積/mL①0.102.00.013.025②0.202.00.013.025③0.202.00.013.050(1)實驗時發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________；為了順利觀察到酸性KMnO4溶液紫色褪去，起始時需要滿足n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥(2)探究反應物濃度對反應速率影響的是實驗________(填編號，下同)，探究反應溫度對反應速率影響的是實驗________。(3)測得實驗①中溶液褪色的時間為30s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內(nèi)平均反應速率v(KMnO4)＝____________________。(4)實驗過程中發(fā)現(xiàn)：在開始反應的一段時間內(nèi)，反應速率較小，溶液褪色不明顯；但不久反應速率明顯增大，溶液很快褪色。導致上述現(xiàn)象的原因可能是____________________。解析：(1)實驗時發(fā)生的反應為2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O；為了順利觀察到酸性KMnO4溶液紫色褪去，起始時必須滿足高錳酸鉀的物質(zhì)的量小于草酸的物質(zhì)的量，根據(jù)反應方程式可知，n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥5∶2；(2)探究反應物濃度對化學反應速率影響，除了濃度不同，其他條件必須完全相同，滿足條件的實驗編號是①和②；探究溫度對化學反應速率影響，必須滿足除了溫度不同，其他條件完全相同，滿足此條件的實驗編號是②和③；(3)草酸的物質(zhì)的量為：0.10mol·L－1×0.002L＝0.0002mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.010mol·L－1×0.003L＝0.00003mol，草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為0.0002mol∶0.00003mol＝20∶3，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：eq\f(0.010mol·L－1×0.003L,0.002L＋0.003L)＝0.006mol·L－1，這段時間內(nèi)平均反應速率v(KMnO4)＝eq\f(0.006mol·L－1,30s)＝2×10－4mol·L－1·s－1；(4)實驗過程中發(fā)現(xiàn)：在開始反應的一段時間內(nèi)，反應速率較小，溶液褪色不明顯；但不久反應速率明顯增大，溶液很快褪色。導致上述現(xiàn)象的原因除了溫度的影響外，反應中生成的Mn2＋作催化劑，加快了反應速率，也會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。答案：(1)5H2C2O4＋2KMnO4＋3H2SO4=10CO2↑＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O(3)2×10－4mol·L－1·s－1(4)該反應中生成的Mn2＋是催化劑eq\a\vs4\al(活化能)一、有效碰撞理論與活化能[情境素材]1．基元反應發(fā)生的先決條件是反應物粒子必須發(fā)生碰撞。以氣體反應為例，任何氣體分子間的碰撞次數(shù)都是非常巨大的。通常情況下，當氣體的濃度為1mol·L－1時，在每立方厘米、每秒內(nèi)，反應物分子的碰撞可達到1028次，如果反應物分子間任何一次碰撞都能發(fā)生反應的話，反應只需10－5秒就可以完成，但為什么有些氣體間的反應卻比較慢，不是瞬間完成的呢？以下是HI氣體分解反應中分子碰撞示意圖：圖1A中分子能量較低，B中碰撞取向不合適，C為有效碰撞。2．HI分解的能量變化如下圖所示：圖2[情境探究]1．圖1A中分子的能量較低，HI分子之間的碰撞為什么不能發(fā)生化學反應？什么是活化分子？提示：圖1A中分子具有的能量較低，這種分子不是活化分子，它們之間的碰撞為無效碰撞，不能使HI發(fā)生反應。發(fā)生有效碰撞的分子必須具有足夠的能量，這種分子叫做活化分子。2．圖1B中HI的分子為活化分子，它們之間碰撞后能否使HI發(fā)生分解反應？其原因是什么？提示：不能；因為活化分子碰撞時還要有合適的取向，而圖1B中的碰撞取向不合適；這種碰撞也是無效碰撞，不能使HI發(fā)生反應。3．圖1C中HI分子間的碰撞使HI發(fā)生反應，其原因是什么？什么叫有效碰撞？提示：活化分子碰撞時有合適的取向，這樣碰撞能使HI分子內(nèi)的共價鍵斷裂形成自由基(I·)，然后自由基結(jié)合生成分子，從而發(fā)生化學反應。能夠發(fā)生化學反應的碰撞叫做有效碰撞。4．圖2中E1、E2表示的含義是什么？什么叫活化能？提示：E1表示反應的活化能；E2表示活化分子變成生成物分子放出的能量(或表示逆反應的活化能)；活化分子具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差叫做反應的活化能。5．HI的分解反應是放熱反應還是吸熱反應？反應的ΔH是多少？(用E1、E2表示)提示：HI的分解反應是吸熱反應，ΔH＝E1－E2。1．基元反應與反應歷程基元反應：一個化學反應往往經(jīng)過多個反應步驟才能實現(xiàn)，每一步反應都稱為基元反應。反應歷程：與某化學反應有關的一組基元反應反映了該反應的反應歷程，反應歷程又稱反應機理。自由基：像上述反應歷程中的I·一樣，帶有單電子的原子或原子團叫自由基，如O·自由基。2．有效碰撞理論與活化能如圖所示：圖中E1指反應的活化能，E1－E2是反應熱。3．化學反應速率與活化分子、有效碰撞的關系活化分子的百分數(shù)越大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多，單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)越多，化學反應速率越快。如圖所示：二、運用有效碰撞理論解釋外界因素對反應速率的影響[情境素材]工業(yè)合成氨的反應為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1；在無催化劑時，氨的合成反應的活化能很高，大約335kJ·mol－1。加入鐵觸媒催化劑后，反應以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。第一階段的反應活化能為126～167kJ·mol－1，第二階段的反應活化能為13kJ·mol－1。反應圖示如下：[情境探究]1．用碰撞理論解釋，一定溫度下密閉容器中進行合成氨的反應，增大N2和H2的濃度，為什么能加快化學反應速率？提示：增大N2和H2的濃度，即增大單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目、有效碰撞次數(shù)增加，反應速率加快。2．用碰撞理論解釋，密閉容器中進行合成氨的反應，為什么升高溫度會使化學反應速率增大？提示：升高溫度，反應物分子的能量增加，會使一部分原來能量較低的分子變成活化分子，從而增加了反應物分子中活化分子的百分數(shù)，有效碰撞次數(shù)增加，反應速率加快。3．用碰撞理論解釋，一定溫度下，在容積可變的容器中進行合成氨的反應，縮小容積，增大壓強，為什么能加快化學反應速率？提示：一定溫度下，縮小容積，增大壓強，會使反應物的濃度增大，即增大了單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目，有效碰撞次數(shù)增加，反應速率加快。4．從有效碰撞微觀角度解釋合成氨工業(yè)中，鐵觸媒為什么能提高反應速率？提示：從能量變化圖上看，使用鐵觸媒能降低反應的活化能，使更多的反應物分子成為活化分子，提高了活化分子的百分數(shù)，有效碰撞次數(shù)增多，反應速率加快。外界因素影響化學反應速率的原因影響外因單位體積內(nèi)有效碰撞幾率化學反應速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分數(shù)增大反應物濃度增加增加不變增加加快增大壓強增加增加不變增加加快升高溫度不變增加增大增加加快催化劑不變增加增大增加加快[名師點撥](1)活化分子間的碰撞不一定能發(fā)生化學反應，活化分子需要在合適的取向上碰撞才能發(fā)生化學反應。(2)改變活化分子百分數(shù)的外界因素只有溫度和催化劑，改變濃度和壓強只改變分子總數(shù)。(3)使用催化劑能同等程度地降低正、逆反應的活化能，使正、逆反應的反應速率同等程度地加快。1．下列說法正確的是()A．一定條件下，增大反應物的量會加快化學反應速率B．增大壓強，肯定會加快化學反應速率C．升高溫度，無論吸熱還是放熱反應，v正、v逆均增大D．催化劑不影響反應的活化能，但能增大單位體積內(nèi)活化分子百分數(shù)，加快反應速率解析：選C一定條件下，增大固體反應物的量不會加快化學反應速率，A錯誤；若反應體系中無氣體參與，增大壓強，化學反應速率不變，B錯誤；升高溫度，v正、v逆均增大，與反應吸熱還是放熱無關，C正確；催化劑能降低反應的活化能，能增大單位體積內(nèi)活化分子百分數(shù)，加快反應速率，D錯誤。2．反應A→C分兩步進行：①A→B②B→C。反應過程的能量變化曲線如圖所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列說法錯誤的是()A．三種物質(zhì)中B最不穩(wěn)定B．A→B反應的活化能為E1C．B→C反應的ΔH＝E4－E3D．整個反應的ΔH＝E1－E2＋E3－E4解析：選C由反應過程的能量曲線圖可知，A、B、C三種物質(zhì)中，物質(zhì)B的能量最高，能量越高，越不穩(wěn)定，則三種物質(zhì)中B最不穩(wěn)定，A項正確；反應物A的分子變成活化分子需吸收的能量為E1，所以A→B反應的活化能為E1，B項正確；物質(zhì)B的能量比物質(zhì)C的能量高，故B→C為放熱反應，ΔH＝E3－E4，C項錯誤；整個反應的ΔH＝ΔHA→B＋ΔHB→C＝E1－E2＋E3－E4，D項正確。eq\a\vs4\al(探究與創(chuàng)新能力)控制變量思想在探究實驗中有重要應用，下列實驗對影響化學反應速率的因素進行探究。Ⅰ.催化劑對速率的影響探究Fe3＋和Cu2＋對H2O2分解的催化效果：在兩支試管中各加入2mL5%的H2O2溶液，再向其中分別滴入1mL濃度均為0.1mol·L－1的FeCl3溶液和CuSO4溶液。(1)H2O2分解的化學方程式是________________________________________________________________________。提示：過氧化氫在二氧化錳的催化作用下發(fā)生的化學反應方程式為2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。(2)有同學建議將CuSO4改為CuCl2溶液，理由是____________________________；還有同學認為即使改用了CuCl2溶液，仍不嚴謹，建議補做對比實驗：向2mL5%的H2O2溶液中滴入的試劑及其用量是________________________________。提示：比較不同催化劑的催化效果，應該排除其他因素的干擾，氯化鐵和硫酸銅中陰陽離子均不同，無法判斷是陰離子起作用還是陽離子起作用，將硫酸銅改為氯化銅陰離子相同，可以消除陰離子不同對實驗的干擾；補做對比實驗向2mL5%的H2O2溶液中滴入1mL0.3mol·L－1或者0.2mol·L－1NaCl或KCl溶液。Ⅱ.濃度對速率的影響實驗方案：混合試劑1和試劑2，記錄溶液褪色所需的時間。實驗1實驗2試劑12mL0.1mol·L－1的草酸溶液2mL0.2mol·L－1的草酸溶液試劑24mL0.01mol·L－1的酸性高錳酸鉀溶液4mL0.01mol·L－1的酸性高錳酸鉀溶液(3)配平下列化學方程式：KMnO4＋____H2C2O4＋____=____K2SO4＋____MnSO4＋____CO2↑＋____H2提示：氧化還原反應中，化合價升高的總數(shù)等于化合價降低的總數(shù)，所以KMnO4→MnSO4錳元素化合價由＋7→＋5價，1個KMnO4分子得5個電子，H2C2O4→CO2碳元素化合價＋3→＋2價，1個H2C2O4失去2個電子，所以得失電子最小公倍數(shù)為10，所以KMnO4前系數(shù)為2，H2C2O4前系數(shù)為5，其他元素根據(jù)原子守恒配平化學方程式為2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑(4)實驗1中tmin時溶液褪色，用草酸表示的反應速率v(H2C2O4)＝________mol·L－1·min－1。聯(lián)系實驗1、2，提示：由2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O可知0．01×4×10－30.1×2×10－3草酸過量，消耗草酸的物質(zhì)的量為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5×0.01×4×10－3,2)))mol，濃度變化為eq\f(\f(5×0.01×4×10－3,2)mol,（2＋4）×10－3L)＝eq\f(1,60)mol·L－1，所以v(H2C2O4)＝eq\f(\f(1,60)mol·L－1,tmin)＝eq\f(1,60t)mol·L－1·min－1，聯(lián)系1、2實驗可知，其他條件相同時，H2C2O4溶液濃度越大，酸性KMnO4溶液褪色越快，反應速率也越快。(5)n(CO2)隨時間的變化如下圖1所示，其變化的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：生成的Mn2＋具有催化作用，由圖可知，開始階段CO2的生成速率隨Mn2＋濃度增大而加快，一段時間后，反應物濃度減小且濃度影響為主，CO2的生成速率變慢。(6)研究發(fā)現(xiàn)KMnO4溶液的酸化程度對反應的速率也有較大影響，用不同濃度的硫酸進行酸化，其余條件均相同時，測得反應溶液的透光率(溶液顏色越淺，透光率越高)隨時間變化如圖2所示，由此得出的結(jié)論是_______________________________________________________________________________________________________________________。提示：由圖可知，在其他條件相同時，硫酸的濃度越大，高錳酸鉀褪色越快，其反應速率越快。在研究影響化學反應速率的因素時，由于外界影響因素較多，故為搞清某個因素的影響均需控制其他因素相同或不變，再進行實驗。因此，常用控制變量思想解決該類問題。1．某同學為了研究外界條件對化學反應速率的影響設計了如下一系列的實驗，在實驗過程中收集產(chǎn)生的氣體，并記錄獲得相同體積的氣體所需的時間。實驗①②③④濃度50mL4mol·L－1硫酸50mL2mol·L－1硫酸50mL4mol·L－1硫酸50mL4mol·L－1硫酸溫度20℃20℃20℃40℃固體形狀6.5g塊狀Zn6.5g塊狀Zn6.5g粉末狀Zn6.5g塊狀Zn(1)①②④中化學反應速率由快到慢的順序為________(填序號，下同)。(2)探究濃度對化學反應速率影響的是________；探究溫度對化學反應速率影響的是________；①③探究________對化學反應速率影響。解析：(1)①④中其他條件相同，影響化學反應速率的主要因素是溫度，溫度高的反應速率快，所以反應速率：④>①；①②中其他條件相同，影響反應速率的主要因素是濃度，濃度大的速率快，因此反應速率：①>②，則①②④中化學反應速率由快到慢的順序為④①②。(2)①②組中其他條件相同，硫酸溶液的濃度不同，因此探究濃度對化學反應速率影響的是①②；①④組中其他條件相同，溫度不同，因此探究溫度對化學反應速率影響的是①④；①③組中其他條件相同，鋅的表面積不同，因此探究的是固體的表面積(或反應物的接觸面積)對化學反應速率的影響。答案：(1)④①②(2)①②①④固體的表面積(或反應物的接觸面積)2．碘在科研與生活中有重要作用，某興趣小組用0.20mol·L－1KI溶液、0.4%淀粉溶液、0.20mol·L－1K2S2O8溶液、0.010mol·L－1Na2S2O3溶液等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。已知：S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2I－=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋I2(慢)I2＋2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=2I－＋S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))(快)(1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，當溶液中的Na2S2O3耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色，為確保能觀察到藍色，S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))與S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))初始的物質(zhì)的量需滿足的關系為n(S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)))∶n(S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))________。(2)如果實驗中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是________________________________________________________________________。(3)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下表：實驗序號試劑體積V/mL顯色時間t/sK2S2O8溶液KI溶液水Na2S2O3溶液淀粉溶液①101004126.8②51054154.0③2.510V141108.2④10554153.8⑤57.57.54V2t1表中V1＝________mL，理由是____________；V2＝________mL，理由是________。顯色時間t1大約是________。(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是________________________________________________________________________。解析：(1)由已知可得，向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先發(fā)生反應S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2I－=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋I2(慢)，后發(fā)生反應I2＋2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=2I－＋S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))(快)，當溶液中的Na2S2O3耗盡后，碘才能與淀粉作用使溶液顏色由無色變?yōu)樗{色，根據(jù)方程式S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2I－=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋I2可知，生成1molI2需1molS2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))，根據(jù)I2＋2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=2I－＋S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))可知，I2與S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的物質(zhì)的量的關系為1∶2，即1molI2需2molS2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，恰好反應時n(S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)))∶n(S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝1∶2，為確保能觀察到藍色，碘需有剩余，則S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))應少量，所以n(S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)))∶n(S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))>1∶2。(2)如果實驗中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是顯色時間太短，不易測量。(3)該實驗探究反應物濃度對化學反應速率的影響，實驗①與實驗②對照，溶液體積均是25mL，為確保溶液體積不變，所以V1＝7.5mL，理由是保證每次實驗溶液總體積相等。V2＝1mL，理由是保證淀粉溶液的用量相同。對比幾組實驗數(shù)據(jù)，顯色時間t1大約是72.0s。(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是：反應速率與反應物濃度成正比關系，即反應物濃度越大，反應速率越快。答案：(1)>1∶2(2)顯色時間太短，不易測量(3)7.5保證每次實驗溶液總體積相等1保證淀粉溶液的用量相同72.0s(54.0～72.0s)(4)反應速率與反應物濃度成正比關系(或反應物濃度越大，反應速率越快)[分級訓練·課課過關]______________________________________________________1．影響化學反應速率的因素有多方面，如濃度、壓強、溫度、催化劑等。下列有關說法不正確的是()A．增大體系壓強不一定能加快反應速率B．增大濃度能增加反應體系中活化分子的百分數(shù)C．催化劑能改變反應的活化能D．升高溫度能增加反應物分子之間的有效碰撞次數(shù)解析：選B恒溫恒容下，通入不反應的氣體，增大壓強，反應氣體物質(zhì)的濃度不變，氣體的反應速率不變，因此增大體系壓強不一定能加快反應速率，故A正確；濃度增大，活化分子百分數(shù)不變，增大單位體積內(nèi)分子總數(shù)，增大了單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目，有效碰撞增大，反應速率加快，故B錯誤；催化劑改變反應歷程，從而改變反應的活化能，故C正確；升高溫度，增大活化分子百分數(shù)，增大單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)目，有效碰撞增大，反應速率加快，故D正確。2．常溫下，分別將四塊形狀相同，質(zhì)量為9g的鐵塊同時投入下列四種溶液中，產(chǎn)生氣體速率最快的是()A．200mL2mol·L－1HClB．500mL2mol·L－1H2SO4C．100mL3mol·L－1HClD．500mL18.4mol·L－1H2SO4解析：選B200mL2mol·L－1HCl中c(H＋)＝2mol·L－1；500mL2mol·L－1H2SO4中c(H＋)＝2mol·L－1×2＝4mol·L－1；100mL3mol·L－1HCl中c(H＋)＝3mol·L－1；500mL18.4mol·L－1H2SO4為濃硫酸，主要以電解質(zhì)分子存在，溶液中c(H＋)很小。上述溶液中c(H＋)最大值是4mol·L－1，故合理選項是B。3．下列說法不正確的是()A．增大壓強，活化分子百分數(shù)不變，化學反應速率增大B．升高溫度，活化分子百分數(shù)增大，化學反應速率增大C．加入反應物，活化分子百分數(shù)增大，化學反應速率增大D．使用催化劑，活化分子百分數(shù)增大，化學反應速率增大解析：選C增大壓強，單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增加，活化分子的百分數(shù)不變，反應速率增大，故A正確；升高溫度，給分子提供能量，活化分子的百分數(shù)增大，反應速率增大，故B正確；加入反應物，反應物的濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增加，但活化分子的百分數(shù)不變，故C錯誤；催化劑可以降低反應的活化能，增大活化分子百分數(shù)，故D正確。4．下列生產(chǎn)或?qū)嶒炇聦嵰龅慕Y(jié)論不正確的是()選項事實結(jié)論A其他條件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反應，升高溶液的溫度，析出沉淀所需時間縮短當其他條件不變時，升高反應溫度，化學反應速率加快B工業(yè)制硫酸的過程中，在SO3的吸收階段，噴灑濃硫酸吸收SO3增大氣液接觸面積，使SO3的吸收速率增大C在容積不變的密閉容器中發(fā)生反應：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，向其中通入氬氣反應速率減慢DA、B兩支試管中分別加入等體積5%的H2O2溶液，在B試管中加入2～3滴FeCl3溶液，B試管中產(chǎn)生氣泡快當其他條件不變時，催化劑可以改變化學反應速率解析：選C只有溫度不同，溫度高