影响化学反应速率的因素

一、简化的有效碰撞理论(绪言部分)1．有效碰撞分子之间的碰撞能够引发，这样的碰撞叫有效碰撞．2．活化分子和活化能(1)活化分子能够发生的分子．活化分子之间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们的能量高，发生碰撞时，能够克服相撞分子之间的排斥力，破坏分子内部原子之间的“结合力”，从而使反应物分子被破坏，重新组合成生成物分子，发生化学反应．(2)活化能概念：．活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子．即普通分子＋活化能活化分子．活化能的大小虽然表示一般分子成为活化分子的难易程度，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响．(3)活化能与化学反应速率在一定条件下，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，单位体积内的活化分子数，单位时间内有效碰撞的次数，化学反应速率就．二、影响化学反应速率的因素1．内因参加反应的物质的性质和反应的历程是决定化学反应速率的主要因素．2．外因(1)浓度①影响其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率；减小反应物浓度，反应速率．②原因其他条件不变时，增大反应物的浓度―→单位体积内增多―→几率增大―→反应速率．(2)压强①影响对于气体反应，相同温度下，增大压强(减小容器体积)，反应速率；减小压强(增大容器体积)，反应速率．②原因对于气体反应，在相同温度下，增大压强―→增大―→反应速率．(3)温度①影响其他条件不变，升高温度，反应速率；降低温度，反应速率．②原因其他条件不变，升高温度―→增大―→几率增大―→化学反应速率．(4)催化剂①影响使用催化剂可加快反应速率．②原因使用催化剂―→改变反应的，降低反应所需―→增大―→几率增大―→化学反应速率．以Zn和稀H2SO4反应制取H2为例讨论，影响该反应的速率除以上因素外还有哪些．1．活化能越大，反应速率越大，活化能越小，反应速率越小()2．升高温度，反应加快，是因为增加了分子动能，使更多的普通分子变成了活化分子，活化分子百分数增加，从而使反应加快()3．使用催化剂，反应速率加快，是因为降低了反应的活化能，使活化分子百分数增加，从而加快了反应()4．增大体系的压强，反应速率一定加快()一、从活化分子角度解释外界条件对反应速率的影响活化能单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大浓度不变增加增加不变增加增大增大压强不变增加增加不变增加增大升高温度不变不变增加增加增加增大加催化剂减小不变增加增加增加增大[特别关注](1)活化分子数发生变化，活化分子百分数不一定变化．(2)影响有效碰撞次数的是单位体积内的活化分子数，故影响化学反应速率的是单位体积内的活化分子数．二、理解外界因素对化学反应速率影响的注意事项1．浓度(1)对于固体反应物或纯液体，其浓度是常数，因此增加或减少其物质的量，反应速率不变．(2)固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率越大．2．压强(1)对于固体或液体，压强的变化，基本不影响浓度，也不影响其反应速率．如反应CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，增大压强，化学反应速率不变．(2)恒容时充入“惰气”，容器总压强增大，但各反应物的浓度不变→反应速率不变．(3)恒压时充入“惰气”，容器总压强不变，引起体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢．3．温度(1)经验规则：温度每升高10℃，反应速率通常增大到原来的2～4倍．(2)温度对反应速率的影响，既适用于放热反应，也适用于吸热反应．4．催化剂(1)有的反应需要催化剂，有的反应不需要催化剂，有的催化剂对多个反应有催化作用，有的催化剂只对一个反应有催化作用，使用催化剂能同等程度地改变化学反应速率．(2)有的催化剂能增大反应速率，叫正催化剂；有的催化剂能减小反应速率，叫负催化剂．(3)催化剂只有在一定温度下才能最大限度地显示其催化作用．三、化学反应速率的图像对于反应物和生成物均为气态的反应，其速率与条件的图像为：1．其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小气体容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大，如图A.2．其他条件一定，减小气态反应物的压强(扩大气体容器的容积)，反应速率随着压强的减少而减小，如图B.3．温度、气体容器的容积都一定，随着时间的延长，SO2、H2S物质的量逐渐减少，气体的压强逐渐减少，反应速率逐渐减小，如图C.4．分别在较低温度T1和较高温度T2下反应，使气态反应物的压强都逐渐增大(缩小容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大，如图D.考查点一影响化学反应速率的因素[例1]把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL.此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是()A．10℃20mL3mol/L的X溶液B．20℃30mL2mol/L的X溶液C．10℃10mL4mol/L的X溶液D．10℃10mL2mol/L的X溶液1．已知反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列措施中可使生成CO2的速率加快的是(不考虑CaCO3与HCl接触面积改变的影响)()A．加大CaCO3的量B．加大盐酸的浓度C．加大盐酸的量D．减小CaCl2的浓度考查点二影响化学反应速率因素的理论原因[例2]下列说法正确的是()A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞的次数增加B．对于有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增大了反应物分子中活化分子的百分数D．催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千成万倍地增大化学反应速率2．在气体反应中，改变条件：①增大反应物的浓度，②升高温度，③增大压强，④移动生成物，⑤加入催化剂．能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是()A．①⑤B．①③C．②⑤D．③⑤考查点三有关化学反应速率的图像[例3]将ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中实线所示，在相同的条件下，bg(a＞b)粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应，则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是()3.(2010·信阳高二检测)把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速率v随时间t的变化关系如图所示．其中O～t1段速率变化的主要因素是______；t1～t2段速率变化的主要因素是________．一、选择题(本题包括8小题，每题5分，共40分)1．决定化学反应速率的主要因素是()①温度②压强③催化剂④浓度⑤反应物本身的性质A．①②③④⑤B．⑤C．①④D．①②③④2．反应3Fe(s)＋4H2O(g)高温Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A．增加Fe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使容器体积增大3．(2010·容山高二检测)下列说法中正确的是()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③一般说来，活化分子比普通分子具有更高的能量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断裂和新化学键形成的过程⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞A．①③④⑤B．②③⑥C．③④⑤⑥D．②④⑤4．下列关于催化剂的说法，正确的是()A．催化剂能使不起反应的物质发生反应B．催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变C．催化剂能改变化学反应速率D．电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂5．下列有关化学反应速率的说法正确的是()A．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率B．100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变C．SO2的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢D．催化剂能降低分子活化时所需能量，使单位体积内活化分子的百分数大大增加6．对于反应M＋N===P，如果温度每升高10℃，反应速率增加为原来的3倍．在10℃时完成反应的10%需要54min，将温度提高到40℃完成反应的10%，需要的时间为()A．2minB．3minC．6minD．9min7．一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生反应：2HI===H2＋I2，若c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L需要15s，那么c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L所需的反应时间为()A．等于5sB．大于10sC．等于10sD．小于10s8．(2010·江西检测)漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处可保存一年，亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O.(HClO2为弱酸)向NaClO2溶液中滴加H2SO4，开始时HClO2分解反应缓慢，随后反应迅速加快，其原因是()A．溶液中的Cl－起催化作用B．溶液中的H＋起催化作用C．ClO2逸出，使反应的生成物浓度降低D．在酸性条件下，亚氯酸钠的氧化性增强二、非选择题(本题包括5小题，共60分)9．(12分)对于反应3X(g)＋Y(g)===Z(g)，在其他条件不变时，改变其中一个条件，则生成Z的速率(填“增大”“减小”或“不变”)：(1)升高温度：____________；(2)增大压强：____________；(3)增大容器容积：______________；(4)加入X：______________；(5)加入Y：______________；(6)压缩体积：______________.10．(11分)在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＜0.(1)保持容器容积不变，再向其中充入1molH2，反应速率________，理由是_________．(2)保持容器容积不变，向其中充入1molN2(不参加反应)，反应速率________，理由是____________________．(3)保持容器内气体的压强不变，向其中充入1molN2，反应速率________，理由是__________________________．11．(12分)把0.01molMnO2粉末加入50mL过氧化氢的溶液里(ρ＝1.1g·L－1)，在标准状况下，放出气体的体积V和时间t的关系曲线如图所示．(1)实验时放出气体的总体积是______________．(2)放出一半气体所需的时间约为_______________________________________．(3)A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序是__________________．(4)过氧化氢溶液的初始物质的量浓度为______________________．(5)根据曲线形状解释反应速率的变化情况．________________________________________________________________________.12．(12分)影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究．他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L)．设计实验方案来研究影响反应速率的因素．甲同学研究的实验报告如下表：实验步骤现象结论①分别取等体积的2mol/L的硫酸于试管中②______________反应速率Mg＞Fe，Cu不反应金属的性质越活泼，反应速率越快(1)甲同学表中实验步骤②为__________________．(2)甲同学的实验目的是____________________________________________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是__________．乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验．(3)乙同学在实验中应该测定的数据是__