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第22讲化学反应速率及影响因素[考纲要求]1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.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，能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。高频考点一化学反应速率1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加。(×)(2)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。(×)(3)化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1。(×)(4)由v＝ΔcΔt计算平均速率，用反应物表示时为正值，用生成物表示时为负值。(×)(5)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。(√)(6)根据反应速率的大小可以判断化学反应进行快慢。(√)2．某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由此分析：(1)该反应的化学方程式为____________________。(2)从反应开始至2min时，Z的反应速率为________。【答案】(1)3Y(g)＋Z(g)2X(g)(2)0.025mol·L－1·min－1【注意】(1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。(3)不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率，因为固体或纯液体物质的浓度视为常数。【解析】据反应4HCl＋O22Cl2＋2H2O可知：v(HCl)＝Δn（HCl）Δt＝（5.4－1.8）×10－3mol×2（6.0－2.0）min＝1.8×10－3mol·min－1。【答案】v(HCl)＝（5.4－1.8）×10－3mol×2（6.0－2.0）min＝1.8×10－3mol·min－1。【解析】由题图可知，0～60s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060mol·L－1，v(N2O4)＝0.060mol·L－160s＝0.0010mol·L－1·s－1。【答案】0.0010mol·L－1·s－1【解析】10mL溶液中含有H2O2物质的量为0.01L×0.40mol·L－1＝0.004mol，6min时，氧气的物质的量为0.0224L22.4L·mol－1＝0.001mol，则0～6min时间内，Δc(H2O2)＝0.002mol0.01L＝0.20mol·L－1，所以v(H2O2)＝0.20mol·L－16min≈3.3×10－2mol·(L·min)－1，故A正确；6min时，c(H2O2)＝0.002mol0.01L＝0.20mol·L－1，故C错误；6min时，H2O2分解率为0.002mol0.004mol×100%＝50%，故D正确；随着反应的进行，H2O2的浓度逐渐减小，反应速率也逐渐减小，所以6～10min的平均反应速率小于前6min的平均反应速率，即小于3.3×10－2mol·(L·min)－1，故B正确。【答案】C【方法总结】对于较为复杂的关于反应速率的题目常采用以下步骤计算(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。(3)根据已知条件列方程式计算。【解析】换算成同一物质再比较，如以N2为标准，A、B、D项分别换算为0.375mol·L－1·min－1、0.35mol·L－1·min－1、0.275mol·L－1·min－1，所以最快的为C项。【答案】C【解析】可用比值法进行反应速率大小比较，v（A）1＝0.45mol/(L·s)；v（B）3＝0.63＝0.2mol/(L·s)；v（C）2＝0.42＝0.2mol/(L·s)；v（D）2＝0.452＝0.225mol/(L·s)，故①＞④＞②＝③，B项正确。【答案】B高频考点二化学反应速率的影响因素(5)两试管各加入5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液，同时分别滴入55mL0.1mol·L－1硫酸和盐酸，两只试管同时变浑浊(×)(6)100mL2mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变(×)(7)升高温度可使吸热反应的反应速率增大，使放热反应的反应速率也增大(√)2．按要求填空。(1)形状大小相同的铁块、铝块分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁________铝。(2)对于Fe＋2HClFeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”或“不变”)①升高温度：________；②增大盐酸浓度：________；③增大铁的质量：________；④增加盐酸体积：________；⑤把铁片改成铁粉：________；⑥滴入几滴CuSO4溶液：________；⑦加入NaCl固体：________。(3)若把(2)中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2，为什么？【答案】(1)小于(2)①增大②增大③不变④不变⑤增大⑥增大⑦不变(3)不会产生H2，稀硝酸和浓硫酸具有强氧化性，Fe与稀HNO3反应生成NO；常温下，Fe在浓硫酸中“钝化”。【注意】(1)改变固体或纯液体物质的相关量对化学反应速率无影响。(2)当浓度、温度、压强发生变化或加入催化剂时，正、逆反应速率均增大或减小。3．理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞。①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。②活化能：如图图中：____为无催化剂时反应的活化能，使用催化剂时的活化能为____，反应热为________。③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。E1E3E1－E2(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。【解析】H2O2的分解反应主要由慢反应决定，且I－浓度越大，反应速率越快，A项正确；由题中信息可知I－为催化剂，而IO－为中间产物，B项错误；1molH2O2分解时反应热为－98kJ·mol－1，并不是活化能，C项错误；根据化学计量数关系可确定v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D项错误。【答案】A2．(双选)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是()A．降低了反应的活化能B．增大了反应的速率C．降低了反应的焓变D．增大了反应的平衡常数【答案】AB考点2外界条件对化学反应速率的影响3．(2018·浙江江山实验中学月考)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－1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的反应，所以升高温度，反应速率减慢D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢【解析】因为浓硫酸会使Fe钝化，故A错；B中加入NaCl溶液相当于加水稀释，c(H＋)减小，反应速率减小，B错；升高温度，无论是放热反应，还是吸热反应，反应速率都增大，故C错；而减小压强，对有气体参加的反应，反应速率减小，D正确。【答案】D【解析】A项，增大压强，若反应物或生成物的浓度不增加，反应速率不会增加；B项，升高温度，正逆反应速率均增大，B符合题意；C项，若A是固体，则增加A的量，正反应速率不变；D项，MnO2不一定是该反应的催化剂，所以加入MnO2，正反应速率不一定增大。【答案】B【易错警示】分析外界因素对化学反应速率的影响时3注意(1)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。(2)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。(3)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。A．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)B．维持压强不变，t1时升高反应体系温度C．维持温度、容积不变，t1时充入一定量ArD．维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)【解析】温度、容积不变，充入SO3(g)的瞬时正反应速率不变，A错误；升温条件下，正、逆反应速率都加快，B错误；温度、容积不变，充入一定量Ar，各物质的浓度不变，反应速率不变，C错误；SO3(g)的浓度增大；维持恒压则容积变大，反应物的浓度变小，正反应速率变小、逆反应速率变大，D正确。【答案】D【解析】①升高温度，反应速率增大；②碳单质是固体，固体的量的变化对反应速率无影响；③恒容通入CO2，CO2浓度增大，正反应速率增大；④体积增大反应物及生成物浓度都减小，正、逆反应速率降低；⑤体积不变，反应物及生成物的浓度不变，正、逆反应速率不变；⑥恒容通入CO，CO浓度增大，逆反应速率增大；⑦降低温度，正、逆反应速率都减小；⑧恒压下充入CO2，CO2浓度不变，正反应速率不变，CO浓度减小，逆反应速率减小。【答案】C难点专攻(十九)“控制变量法”探究多因素对化学反应速率的影响考点1探究单一因素对化学反应速率的影响1．(2018·衡水模拟)为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。下列说法正确的是()A.V1＝30，V6＝10B．反应一段时间后，实验A、E中的金属呈暗红色C．加入MgSO4与Ag2SO4可以起与硫酸铜相同的加速作用D．硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快【解析】研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，硫酸的体积、物质的量应相同，由A、F可知溶液的总体积为30mL＋20mL＝50mL，V1＝30，V6＝50－30－10＝10，A正确；实验A中没有加入硫酸铜溶液，不会出现暗红色，B错误；MgSO4与Zn不能反应置换出Mg，也就不能形成原电池，C错误；硫酸铜溶液的量太多，产生大量的铜覆盖在Zn粒表面，反应速率反而减慢，D错误。【答案】A2．(2018·许昌模拟)影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。(1)实验一：取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行下列实验，实验报告如下表所示。试回答：实验1、2研究的是其他条件相同时________对H2O2分解速率的影响。(2)实验二：经研究知Cu2＋对H2O2的分解也具有催化作用，为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：①定性分析：如图甲可通过观察__________________，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_____________________________________________________________________________________。②定量分析：为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用乙图装置进行定量实验。完成该实验应该测定的实验数据是________________________________________________________________________。【答案】(1)温度(2)①反应产生气泡的快慢排除阴离子的干扰②测定一定时间内产生的气体体积(或测定产生一定体积的气体所需的时间)【方法总结】控制变量法探究影响化学反应速率因素的解题策略(1)设计方案：给出影响化学反应的几种因素，让学生设计实验分析各因素对反应的影响，确定变量。(2)定多变一：控制单一变量法。探究某种因素的影响时，先确定其他的因素不变，只变化这种因素；确定后再探究另一种因素的影响。(3)数据分析：根据有效实验数据得出结论。以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对反应的影响。选