高中化學(xué)蘇教版必修專題6化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

第2課時影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1.內(nèi)因決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要原因是反應(yīng)物本身的性質(zhì)。例如：Mg、Zn分別與等濃度的鹽酸反應(yīng)時，___發(fā)生的反應(yīng)更劇烈，反應(yīng)更快。Mg2.外界因素(1)催化劑實(shí)驗(yàn)操作

(H2O2的量均是5mL、4%)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡速率的相對大小：____結(jié)論催化劑能_____H2O2分解的反應(yīng)速率B>A加快(2)溫度實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡由快到慢的順序：______實(shí)驗(yàn)結(jié)論升高溫度，反應(yīng)速率_____；降低溫度，反應(yīng)速率_____C>B>A增大減小(3)濃度實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象盛有12%H2O2溶液的試管中先產(chǎn)生氣泡實(shí)驗(yàn)結(jié)論增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率_____加快(4)固體的表面積實(shí)驗(yàn)操作V(4mol·L-1HCl)/mLm(CaCO3)/gCaCO3狀態(tài)實(shí)驗(yàn)15.05粉末實(shí)驗(yàn)25.05塊狀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡速率的相對大?。篲___________結(jié)論相同條件下，增加固體表面積能_____化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)1>實(shí)驗(yàn)2加快3.其他因素：除催化劑、溫度和反應(yīng)物的濃度外，增加反應(yīng)物的接觸面積，能增大反應(yīng)速率，此外，對于有氣體參加的反應(yīng)，反應(yīng)體系的壓強(qiáng)越大，______________。_____等條件對一些化學(xué)反應(yīng)速率也有一定的影響。4.物質(zhì)狀態(tài)的表示符號：氣體(g)、固體(s)、液態(tài)(l)反應(yīng)速率越大光照【自主探索】

(情境思考)古代皇室專用版冰箱——“冰鑒”在周朝的時候，古人就發(fā)明了一種東西——冰鑒，專門用來保存“冰”。最開始的時候，冰鑒只是用來保存冰，讓皇帝解暑用的，而到了后面，有個御膳房的廚師發(fā)現(xiàn)：在北方，冬天下雪的時候，寒氣可以讓食物“更長久”的保鮮，而冰也是一種寒氣，所以就發(fā)明了用冰鑒進(jìn)行保鮮。①古代的“冰鑒”和現(xiàn)代的冰箱能夠較長時間保存食物的原理是什么？提示：通過降低溫度，降低化學(xué)反應(yīng)的速率，起到延長食品保存時間的作用。②生活中用煤粉代替煤塊并向爐膛鼓風(fēng)，可以使?fàn)t火更旺，原理是什么？提示：增大煤與空氣的接觸面積，加快反應(yīng)速率。知識點(diǎn)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

1.內(nèi)因反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)越活潑，化學(xué)反應(yīng)速率越快；反之，化學(xué)反應(yīng)速率越慢。2.外因(只討論其他條件相同時，改變一個條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響)影響因素影響結(jié)果濃度在其他條件相同時，增大反應(yīng)物的濃度，v加快；減小反應(yīng)物的濃度，v減慢溫度在其他條件相同時，升高溫度，v加快；降低溫度，v減慢影響因素影響結(jié)果壓強(qiáng)在其他條件相同時，增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)，v加快；減小氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)，v減慢催化劑在其他條件相同時，使用催化劑能極大地加快反應(yīng)速率固體反應(yīng)物的表面積在其他條件相同時，增大固體反應(yīng)物的表面積，化學(xué)反應(yīng)速率加快；減小固體反應(yīng)物的表面積，化學(xué)反應(yīng)速率減慢其他使用合適的溶劑等也影響化學(xué)反應(yīng)速率

【規(guī)律方法】濃度、壓強(qiáng)對速率的影響(1)增大反應(yīng)物的濃度反應(yīng)速率不一定增大，如鐵和稀硫酸生成氫氣的反應(yīng)，若將稀硫酸換成濃硫酸，反應(yīng)速率降低。此時要考慮常溫下鐵在濃硫酸中的鈍化。(2)壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響：有氣體參加的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響實(shí)質(zhì)是改變體積，使反應(yīng)物的濃度改變。①壓縮體積或恒容充入反應(yīng)物，使壓強(qiáng)增大，都能加快化學(xué)反應(yīng)速率。②體積不變，充入不參與反應(yīng)的氣體。雖然總的壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物濃度不發(fā)生變化，故化學(xué)反應(yīng)速率不變。③體積可變的恒壓容器，充入不參與反應(yīng)的氣體。雖然壓強(qiáng)不變，但容器體積增大，反應(yīng)物濃度減小，故化學(xué)反應(yīng)速率減小。【合作探究】(1)(思維升華)下列措施對增大反應(yīng)速率是否明顯有效？(宏觀辨識與微觀探析)①Na與水反應(yīng)時增大水的用量②CaCO3與鹽酸反應(yīng)制取CO2時，改用硫酸③C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)，將炭塊改成炭粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)④鋅與鹽酸反應(yīng)制H2，將稀鹽酸換成濃硫酸提示：①增大水的用量并不能增加反應(yīng)物的濃度；②CaCO3與硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶，附著在CaCO3表面，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行；③將炭塊改成炭粉，增大了反應(yīng)物的接觸面積，化學(xué)反應(yīng)速率加快；④如果把稀鹽酸換成濃硫酸，反應(yīng)將不能制得H2。(2)(想一想)把形狀、大小相同的鋅粒分別投入10mL1mol·L-1的鹽酸和10mL4mol·L-1的鹽酸中，哪個化學(xué)反應(yīng)速率較快？提示：鹽酸濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快。(3)(教材二次開發(fā))實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，通常用鋅粉代替鋅粒，其原因是什么？提示：鋅粉與稀硫酸的接觸面積比鋅粒與稀硫酸的接觸面積大，能加快化學(xué)反應(yīng)速率。在恒溫下，使反應(yīng)C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行，改變下列條件，其反應(yīng)速率如何變化？(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)①若加壓將容器的體積縮小一半_____。

②若保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大_____。

③若保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大_____。

提示：①加壓后體積減半，氣體濃度增大，反應(yīng)速率增大；②若保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大，但原體系中各氣體的濃度未變，反應(yīng)速率不變；③保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大，體系中各氣體的濃度減小，反應(yīng)速率減小?！镜淅痉丁?/p>

【典例】某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例，研究濃度、催化劑、溫度對反應(yīng)速率的影響。按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。反應(yīng)物催化劑溫度①10mL10%H2O2溶液無25℃②10mL20%H2O2溶液無25℃③10mL20%H2O2溶液無40℃④10mL20%H2O2溶液1～2滴0.1mol·L-1FeCl3溶液40℃通過實(shí)驗(yàn)得到氧氣的體積與時間的關(guān)系如圖所示。回答下列問題：(1)代表實(shí)驗(yàn)①的圖示是_______。

(2)對比實(shí)驗(yàn)③和④的目的是

。

(3)通過上面對比實(shí)驗(yàn)，所得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

。

【解題指南】解答本題要明確以下兩點(diǎn)：(1)理解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。(2)反應(yīng)速率只與參與反應(yīng)的微粒有關(guān)?！窘馕觥?1)反應(yīng)溫度越高，使用催化劑，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，實(shí)驗(yàn)①中雙氧水濃度最小，沒有使用催化劑，溫度為25℃，則在實(shí)驗(yàn)①～④中反應(yīng)速率最小，圖中斜率越大，反應(yīng)速率越快，并且①中產(chǎn)生O2是②、③、④的一半，則代表實(shí)驗(yàn)①的為Ⅳ。(2)實(shí)驗(yàn)③、④中，反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度相同，而實(shí)驗(yàn)④使用了催化劑，所以對比實(shí)驗(yàn)③和④的目的是研究催化劑對反應(yīng)速率的影響。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)①、②可知，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快；根據(jù)實(shí)驗(yàn)②、③可知，升高反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率加快；根據(jù)實(shí)驗(yàn)③、④可知，使用合適的催化劑，反應(yīng)速率加快；通過對比實(shí)驗(yàn)，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是其他條件不變，增大反應(yīng)物濃度或升高溫度或加入合適的催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快。答案：(1)Ⅳ

(2)研究催化劑對反應(yīng)速率的影響(3)其他條件不變，增大反應(yīng)物濃度或升高溫度或加入合適的催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快

【母題追問】(1)圖中曲線Ⅰ代表的是哪個實(shí)驗(yàn)？提示：④。(2)實(shí)驗(yàn)②、③哪個放出氣泡的速率快？提示：③。【方法導(dǎo)引】控制變量法探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)準(zhǔn)確變量在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時，由于外界影響因素較多，故為弄清某個因素的影響均需控制其他因素相同或不變，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素。(2)定多變一在探究時，應(yīng)先確定其他因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關(guān)系，這樣確定一種因素的影響結(jié)果以后，再確定另一種因素的影響結(jié)果，通過分析每種因素與所探究問題之間的關(guān)系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關(guān)系。

【素養(yǎng)訓(xùn)練】煉鐵工業(yè)是在煉鐵高爐中進(jìn)行的，高爐生產(chǎn)時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用的石灰石，從位于爐子下部沿爐周圍的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣。在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧反應(yīng)生成的一氧化碳，在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。在煉鐵高爐中的反應(yīng)有C(s)+CO2(g)

2CO(g)，下列措施能使該反應(yīng)速率加快的有哪些？①通過減小容器體積增大壓強(qiáng)；②升高溫度；③將炭粉碎；④通入CO2；⑤增加炭的量；⑥恒容條件下通入N2提示：①②③④?；瘜W(xué)反應(yīng)速率概念規(guī)律比較計(jì)算實(shí)驗(yàn)探究影響因素控制變量法①轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)、同一單位表示的反應(yīng)速率。②1mol/(L·s)＝60mol/(L·min)外界條件加快，反應(yīng)速率加快；外界條件減弱，反應(yīng)速率減慢。同一反應(yīng)中不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量，通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示?！菊n堂小結(jié)】

三言兩語話重點(diǎn)

(1)濃度、溫度和催化劑：增大濃度、升高溫度和使用催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率。(2)壓強(qiáng)：對有氣體參與的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大。1.下列措施對增大反應(yīng)速率明顯有效的是 (

)A.Al在氧氣中燃燒生成Al2O3，將鋁粉改為鋁片B.Fe與稀硫酸反應(yīng)制取H2時，改用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%的濃硫酸C.Zn與稀硫酸反應(yīng)時，適當(dāng)提高溶液的溫度D.實(shí)驗(yàn)室用大理石制取CO2，增加大理石的量【解析】選C。A項(xiàng)減小了固體表面積，化學(xué)反應(yīng)速率減??；B項(xiàng)改用98.3%的濃硫酸會使鐵鈍化；C項(xiàng)升溫，化學(xué)反應(yīng)速率增大；D項(xiàng)增加固體的用量不會提高化學(xué)反應(yīng)速率。2.(雙選)(2020·南寧高一檢測)在Ag+催化作用下，Cr3+被

氧化為

的機(jī)理為①

+2Ag+====2

+2Ag2+(慢)；②2Cr3++6Ag2++7H2O====6Ag++14H++

(快)。下列有關(guān)說法正確的是

(

)A.反應(yīng)速率與Ag+濃度有關(guān)B.Ag+是該反應(yīng)的催化劑C.溶液的溫度與該反應(yīng)的速率無關(guān)D.②反應(yīng)決定整個反應(yīng)的反應(yīng)速率【解析】選A、B。反應(yīng)速率與Ag+濃度有關(guān)，A正確；Ag2+為中間產(chǎn)物不是催化劑，Ag+是催化劑，B正確；溶液的溫度與該反應(yīng)的速率有關(guān)，C錯誤；慢反應(yīng)決定整個反應(yīng)的反應(yīng)速率，D錯誤?！炯庸逃?xùn)練】把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器里，下列因素對產(chǎn)生H2的速率無關(guān)的是 (

)A.H+的濃度 B.鎂條的表面積C.溶液的溫度 D.Cl-的濃度【解析】選D。鎂條和鹽酸反應(yīng)實(shí)質(zhì)是Mg+2H+====Mg2++H2↑，H+的濃度越大，反應(yīng)速率越快，而與Cl-濃度無關(guān)。3.2020年全球暴發(fā)了新型冠狀病毒肺炎疫情，疫情期間，使用15%的過氧乙酸(

)溶液對環(huán)境進(jìn)行消毒，能夠有效消除病菌。已知生成過氧乙酸(CH3COOOH)的反應(yīng)：CH3COOH+H2O2

CH3COOOH+H2O，下列有關(guān)說法正確的是 (

)A.降低溫度可加快該反應(yīng)速率B.加入合適的催化劑可提高該反應(yīng)速率C.達(dá)到平衡時，v(正)=v(逆)=0D.達(dá)到平衡時，H2O2轉(zhuǎn)化率為100%【解析】選B。降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率會減小，A錯誤；催化劑能夠改變反應(yīng)速率，加入合適的催化劑可提高該反應(yīng)速率，B正確；達(dá)到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，但不等于0，即v(正)=v(逆)≠0，C錯誤；該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，達(dá)到平衡時雙氧水的轉(zhuǎn)化率不可能為100%，D錯誤。4.一定溫度下，反應(yīng)H2O(g)+C(s)

CO(g)+H2(g)在密閉容器中進(jìn)行，下列措施能加快反應(yīng)速率的是 (

)A.增大體積使壓強(qiáng)減小B.恒容，充入H2O(g)C.恒容，充入He氣 D.恒壓，充入He氣【解析】選B。增大體積使壓強(qiáng)減小，反應(yīng)速率減小，A錯誤；恒容，充入H2O(g)使反應(yīng)物H2O(g)的濃度增大，速率加快，B正確；恒容，充入He氣，因?yàn)镠e不參與反應(yīng)，雖然反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，但各組分的濃度并沒有發(fā)生變化，反應(yīng)速率不變，C錯誤；恒壓，充入He氣，反應(yīng)容器體積增大，各組分的濃度減小，反應(yīng)速率減慢，D錯誤。5.向200mL6mol·L-1鹽酸中加入一定量的純凈CaCO3，產(chǎn)生氣體的體積隨時間的變化曲線如圖所示(氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。請回答下列問題：(1)設(shè)OE段的反應(yīng)速率為v1，EF段的反應(yīng)速率為v2，F(xiàn)G段的反應(yīng)速度為v3，則v1、v2、v3從大到小的順序?yàn)開_______。

(2)為了減緩上述反應(yīng)的速率，欲向該溶液中加入下列物質(zhì)，你認(rèn)為可行的是_______(填字母)。

A.蒸餾水 B.氯化鉀固體C.氯化鈉溶液 D.濃鹽酸(3)加入CaCO3的質(zhì)量為_______。

(4)若反應(yīng)過程中溶液體積的變化忽略不計(jì)，則EF段用鹽酸表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(HCl)=________。

【解析】(1)根據(jù)題圖中數(shù)值計(jì)算速率大小為v2>v1>v3。(2)加蒸餾水、氯化鈉溶液，相當(dāng)于減小反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率減慢。(3)最終生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6LCO2，n(CaCO3)=n(CO2)=5.6L÷22.4L·mol-1=0.25mol，加入CaCO3的質(zhì)量為0.25mol×100g·mol-1=25g。(4)EF段生成標(biāo)準(zhǔn)狀況n(CO2)=3.36L÷22.4L·mol-1=0.15mol，參加反應(yīng)的n(HCl)=0.30mol，v(HCl)=0.30mol÷0.2L÷1min=1.5mol·L-1·min-1答案：(1)v2>v1>v3

(2)AC

(3)25g(4)1.5mol·L-1·min-1

素養(yǎng)