第05讲 影响化学反应速率的因素（教师版）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）

第05讲影响化学反应速率的因素1.宏观辨识与微观探析：通过实验，从宏观上认识外界因素影响化学反应速率的规律。2.证据推理与模型认知：建立分析探究外界因素影响化学反应速率的思维模型。3.科学探究：通过定性与定量研究影响化学反应速率的因素，提高学生设计探究方案、进行实验探究的能力。一、实验探究影响化学反应速率的外界因素1.定性研究影响化学反应速率的因素（1）实验原理Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O2H2O2eq\o(=,\s\up7(催化剂))2H2O＋O2↑（2）实验方案设计影响因素实验步骤实验现象实验结论浓度均出现浑浊，但后者出现浑浊更快增大反应物浓度，化学反应速率增大温度混合后均出现浑浊，但70℃热水一组首先出现浑浊升高温度，化学反应速率增大催化剂前者无明显现象，后者出现大量气泡催化剂能加快化学反应速率思考与交流：某化学兴趣小组为探究外界条件对化学反应速率的影响，设计以下四组实验。实验方案反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(mol·L－1)V/mLc/(mol·L－1)V/mL①2550.1100.15②25V10.250.210③3550.1100.15④3550.250.2V2回答下列问题：(1)V1＝5，V2＝10。(2)设计实验方案①和②的目的是：探究Na2S2O3的浓度对化学反应速率的影响。(3)设计实验方案②和④的目的是：探究温度对化学反应速率的影响。(4)各实验方案均需加入一定体积的水的原因：各实验方案中混合液的体积均相等。2.控制变量探究实验题的思维流程二、外界条件对化学反应速率的影响规律外界因素对化学反应速率的影响注意事项浓度其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小①此规律只适用于气体或溶液的反应，对于固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，改变它们的量一般不会改变化学反应速率。②对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变压强对于有气体参加的化学反应，在温度、体积一定的条件下，增大压强，反应物的浓度增大，化学反应速率增大；减小压强，反应物的浓度减小，化学反应速率减小①压强只对有气体参加的反应的速率有影响。②压强对反应速率的影响是通过浓度对反应的影响实现的温度其他条件不变时，升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减慢①温度对反应速率影响的规律，对吸热反应、放热反应都适用。②若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都增大，反之均减小催化剂催化剂加快化学反应速率同等程度的影响正、逆反应速率其他因素接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场等均能影响化学反应速率【易错警示】解答压强对化学反应速率影响的关键——弄清“真”变还是“假”变若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。如2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(1)恒温恒容时①充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大。②充入不参与反应的气体(如He、N2等)→引起总压增大，各物质的浓度不变→反应速率不变。2恒温恒压时，充入不参与反应的气体如He、N2等→引起体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减小。考点01外界因素对化学反应速率的影响【例1】密闭容器中发生反应。下列措施能增大反应速率的是A．增加C的物质的量 B．降低反应温度C．将容器的体积缩小一半 D．保持压强不变，充入【答案】C【解析】A．固体不影响反应速率，A错误；B．温度降低，活化分子百分数降低，反应速率降低，B错误；C．将容器的体积缩小一半，相当于加压，浓度增大，化学反应速率增大，C正确；D．保持压强不变，充入N2相当于减压，体积增大，浓度减小，反应速率降低，D错误；故选C。【变式1-1】反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是①增加碳的量②将容器的体积减小一半③保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大④保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大A．①② B．②③ C．①③ D．③④【答案】C【解析】①C是固体，没有浓度可言，不影响反应速率，故①正确；②将容器的体积缩小一半，气体物质浓度增大，反应速率增大，故②错误；③保持体积不变，充入He．使体系压强增大，但参加反应的气体的浓度不变，则反应速率不变，故③正确；④保持压强不变，充入He使容器体积变大，参加反应的气体的分压减小，反应速率减小，故④错误；只有①③正确，故答案为C。【变式1-2】硫酸是重要的化工原料，广泛用于制造肥料、燃料电池、电子元件、纺织品、医药品等。催化制备的反应：在体积可变的密闭容器中进行。关于该反应的说法正确的是A．缩小容器体积增大压强，能减慢反应速率B．升高温度能减慢反应速率C．使用恰当的催化剂能加快反应速率D．0.4与0.2充分反应生成0.4【答案】C【解析】A．缩小容器体积增大压强，能加快反应速率，A项错误；B．升高温度能加快反应速率，B项错误；C．使用恰当的催化剂能加快反应速率，C项正确；D．由于该反应是可逆反应，0.4与0.2充分反应，生成的少于0.4，D项错误；故答案为：C。考点02化学反应速率的图像分析【例2】在容积不变的密闭容器中存在：3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH<0，其他条件不变时，改变某一条件对上述反应速率的影响，下列分析正确的是A．图I研究的是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响B．图I研究的是t0时刻降低温度对反应速率的影响C．图II研究的是t0时刻增大压强对反应速率的影响D．图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响【答案】D【解析】A．增大反应物浓度，瞬间正反应速率增大、逆反应速率不变，图I研究的不可能是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响，A错误；B．降低温度，正反应和逆反应速率都下降，图I研究的不可能是t0时刻降低温度对反应速率的影响，B错误；C．该反应气体分子总数减小，所以增压正反应和逆反应速率都加快、但正反应速率增加得更快，图II研究的不可能是t0时刻增大压强对反应速率的影响，C错误；D．使用催化剂能同等程度地加快正反应和逆反应速率、图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响，D正确；答案选D。【变式2-1】如图曲线表示一定条件下可逆反应X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s)

ΔH<0的反应过程。若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是A．加入催化剂 B．增大Y的浓度C．降低温度 D．减小体系压强【答案】A【解析】a曲线变为b曲线，反应速率增大，但平衡不移动。加入催化剂可实现此目的。又因为该反应是反应前后气体体积不变的反应，故增大体系压强也可实现此目的，因此答案选A。【变式2-2】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到如图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别是组别温度/℃状态12.025块状22.530块状32.550块状42.550粉末状A．4、3、2、1 B．1、2、3、4 C．3、4、2、1 D．1、2、4、3【答案】A【解析】根据外界条件对反应速率的影响结果可知，温度越高反应速率越快，浓度越大反应速率越快，固体的颗粒越小接触面积越大，反应速率越快，故由于3、4的温度高于2的，4使用铁粉末，3用铁块，故反应速率4＞3＞2，而1的温度比2低，盐酸浓度也比2小，故反应速率比2慢，综上所述反应速率是：4＞3＞2＞1，反应速率越快用时越短，故曲线a、b、c、d所对应的实验组别是4、3、2、1，故答案为：A。考点03化学反应速率的实验探究【例3】探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示：实验编号温度℃催化剂用量g酸性KMn04溶液H2C2O4溶液KMn04溶液褪色平均时间(min)体积(mL)浓度(mol·L-1)体积(mL)浓度(mol·L-1)1250.540.180.212.72800.540.180.2a3250.540.0180.26.7425040.0180.2b下列说法不正确的是A．a<12.7B．b>6.7C．用KMnO4表示该反应速率，(实验3)>(实验1)D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢【答案】C【解析】A．由表中数据可知，实验2的温度比实验1的高，其余条件均相同，故反应2的反应速率比实验1的快，故褪色时间更短，a<12.7，A正确；B．由表中数据可知，实验4为使用催化剂，其余数据均与实验3相同，故实验4的反应速率比实验3慢，故褪色时间更长，b>6.7，B正确；C．由表中数据可知，反应1中KnMnO4的浓度是实验3的10倍，但所用时间仅是实验3的2倍不到，故用KMnO4表示该反应速率，(实验3)＜(实验1)，C错误；D．反应生成的气体只有二氧化碳，相同条件下可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢，D正确；故答案为：C。【变式3-1】反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)中，每生成14gN2放出332kJ的热量，该反应的速率表达式为v=kc(NO)mc(H2)n(k、m、n待测)，其反应包含下列两步：①2NO+H2=N2+H2O2(慢)②H2O2+H2=2H2O(快)，T℃时测得有关实验数据如下：序号c(NO)/mol/Lc(H2)/mol/L速率/mol/(L•min)Ⅰ0.00600.00101.8×10-4Ⅱ0.00600.00203.6×10-4Ⅲ0.00100.00603.0×10-5Ⅳ0.00200.00601.2×10-4下列说法错误的是A．该反应速率达式：ν=500c2(NO)•c(H2)B．正反应的活化能：①>②C．整个反应速度由第①步反应决定D．该反应的热化学方程式为2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-664kJ/mol【答案】A【解析】A．比较图表数据1、II数据NO浓度不变，氢气浓度增大一倍，反应速率增大一倍，Ⅲ、IV数据分析，H2浓度不变，NO浓度增大一倍，反应速率增大到4倍，据此得到速率方程v=Kc2(NO).c(H2)，依据I中数据计算K=5000，则速率方程ν=5000o2(NO)•c(H2)，故A错误；B．反应①很慢进行，说明反应的活化能高，正反应的活化能一定是①>②，故B正确;C．①2NO+H2=N2+H2O2(慢)，②H2O2+H2=2H2O(快)，反应历程中反应慢的决定反应速率，整个反应速度由第①步反应决定，故C正确;D．反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)中，每生成14gN2放出332kJ的热量，生成28gN2放热664kJ，热化学方程式为：2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)，△H=-664kJ/mol，故D正确；故答案：A。【变式3-2】从下列实验事实所引出的相应结论正确的是选项实验事实结论A其他条件相同，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫沉淀所需时间越短当其他条件不变时，增大反应物浓度化学反应速率加快B在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都没有发生改变催化剂一定不参与化学反应CH+浓度相同的盐酸和硫酸分别与等质量的形状相同的锌粒反应硫酸反应速率快D在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，把容积缩小一倍正反应速率加快，逆反应速率不变【答案】A【解析】A．其他条件相同，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫沉淀所需时间越短，说明当其他条件不变时，增大反应物浓度化学反应速率加快，A正确；B．催化剂参加化学反应，降低反应的活化能，使反应速率加快，但其质量和化学性质在反应前后都没有发生改变，不是不参加化学反应，B错误；C．Zn与酸反应的实质是：Zn+2H+=Zn2++H2↑，反应与溶液中的阴离子的种类无关，因此H+浓度相同的盐酸和硫酸分别与等质量的形状相同的锌粒反应时，二者反应速率相同，C错误；D．在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，把容积缩小一倍，物质的浓度都增大一倍，因此正反应速率加快，逆反应速率也加快，D错误；故合理选项是A。1．化学在生活中有着广泛的应用，下列措施与控制化学反应速率无关的是A．用加酶洗衣粉洗涤衣物 B．夏季将食物放在冰箱内保鲜C．合成氨时，将吸收塔尾气循环使用 D．制硫酸时，进入沸腾炉前将硫铁矿石粉碎【答案】C【解析】A．使用加酶洗衣粉，催化剂可加快反应速率，A项不符合题意；B．食物放在冰箱内，温度低可减缓食品腐蚀的反应速率，B项不符合题意；C．循环使用是为了提高原料的利用率，与速率无关，C项符合题意；D．矿石粉碎，增大接触面积，加快反应速率，D项不符合题意；答案选C。2．实验室用30%H2O2制备O2，下列措施可降低反应速率的是A．加水 B．加入MnO2粉末C．升高反应液温度 D．加入适量50%的H2O2【答案】A【解析】A．加水过氧化氢的浓度降低，反应速率减慢，故A正确；B．使用催化剂加快化学反应的速率，故B错误；C．温度越高反应速率越快，故C错误；D．浓度越大反应速率越快，所以加入适量50%的H2O2加快反应的速率，故D错误；故选：A。3．下列措施中，会减小化学反应速率的是A．煤燃烧时，将煤块粉碎B．CaCO3与稀盐酸反应时，适当加热C．为延长食品的保质期，将食品存放在冰箱中D．H2O2分解制取O2时，加适量的MnO2做催化剂【答案】C【解析】A．煤燃烧时，将煤块粉碎，增大接触面积，反应速率加快，故不选A；B．CaCO3与稀盐酸反应时，适当加热，温度升高，反应速率加快，故不选B；C．将食品存放在冰箱中，温度降低，反应速率减慢，故选C；D．催化剂能加快反应速率，H2O2分解制取O2时，加适量的MnO2做催化剂，反应速率加快，故不选D；故选C。4．下列事实或做法与化学反应速率无关的是A．灌制香肠时，添加红曲红 B．餐后立即喝水不利于健康C．常用冰箱保存食物 D．食品加工时，往往添加抗氧化剂【答案】A【解析】A．红曲红为着色剂，灌制香肠时，添加红曲红与反应速率无关，A符合题意；B．餐后立即喝水会稀释胃酸，降低食物消化的速率，所以与化学反应速率有关，B不符合题意；C．将食物存放冰箱保存，温度降低，降低活化分子百分数，所以能减慢反应速率，与化学反应速率有关，C不符合题意；D．抗氧化剂可以减慢食品氧化的速率，所以与化学反应速率有关，D不符合题意；综上所述答案为A。5．在可逆反应中，改变下列条件一定能加快反应速率的是A．增大反应物的量 B．升高温度 C．减小压强 D．降低温度【答案】B【解析】A．增加反应物的物质的量，反应物的浓度不一定变化，如固体、纯液体，反应速率不一定加快，故A错误；B．升高温度，增加单位体积内的活化分子数，有效碰撞增加，反应速率加快，故B正确；C．减小压强对有气体参加的反应，反应速率减慢，若没有气体参加，压强对反应速率不影响，故C错误；D．降低温度，反应速率减慢，故D错误；故选B。6．下列变化中，化学反应速率增大对人类更有益的是A．塑料的老化 B．金属的腐蚀C．用较浓的白醋除水垢 D．食物的腐败【答案】C【解析】A．减缓塑料的老化可以延长塑料的使用时间，对人类有益，A不符题意；B．减缓金属的腐蚀速率可以延长金属材料的使用时间，对人类有益，B不符题意；C．用较浓的白醋除水垢可增大化学反应速率，可快速去除水垢，对人类有益，C符合题意；D．减缓食物的腐败速率可提高食物的利用率，对人类更有益，D不符题意；答案选C。7．化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用，下列说法正确的是A．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质B．在化学工业中，选用催化剂一定能提高经济效益C．夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大D．茶叶等包装中加入还原性铁粉，能显著延长茶叶的储存时间【答案】D【解析】A．将肉类食品进行低温冷藏，只能减慢腐败变质的速率，故A错误；B．在化学工业中，选用合适的催化剂能加快反应速率，不一定能提高经济效益，故B错误；C．夏天温度高，面粉的发酵速率比冬天发酵速率快，故C错误；D．还原性铁粉能与茶叶包装中的氧气反应，降低氧气的浓度，延长茶叶的储存时间，故D正确；故选：D。8．下列说法中正确的是A．增加水的量，可以加快镁与水反应的反应速率B．增大硫酸的浓度，一定可以加快锌与硫酸反应制取氢气的速率C．在反应2H＋＋S2O=S↓＋SO2↑＋H2O中，增大压强，可以加快硫析出的速率D．煅烧硫铁矿时，把硫铁矿粉碎或通入纯O2可加快反应的速率【答案】D【解析】A．水为纯液体，浓度为定值，增加水的量不能加快镁和水反应的速率，A错误；B．硫酸过浓后，浓H2SO4与锌反应不会产生氢气，B错误；C．反应物中没有气体，增大压强，不会加快硫析出的速率，C错误；D．把硫铁矿粉碎，增大了反应物的接触面积，通入纯O2增大了反应物的浓度，均可加快反应速率，D正确；答案选D。9．在密闭系统中有反应，能使反应速率加快的措施是①通过减小容器体积增大压强

②升高温度

③将炭粉碎

④恒容通入

⑤增加炭的量

⑥恒容条件下通入A．①②③⑥ B．①②④⑥ C．①②③④ D．①②③④⑤【答案】C【解析】①反应有气体参加，减小容器体积增大压强，反应物的浓度增大，反应速率增大，故①正确；②升高温度，反应速率增大，故②正确；③将C粉碎，固体表面积增大，反应速率增大，故③正确；④通恒容通入CO2气体，反应物的浓度增大，反应速率增大，故④正确；⑤增加炭的量，固体的浓度不变，反应速率不变，故⑤错误；⑥恒容条件下通入N2，参加反应的气体的浓度不变，反应速率不变，故⑥错误；故选C。10．在一定条件下，合成氨的反应速率与各物质的浓度关系为v=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3)，下列条件不能加快反应速率的是A．加入催化剂 B．增大H2的浓度 C．升高温度 D．增大NH3的浓度【答案】D【解析】A．加入催化剂能加快反应速率，故A不选；B．由反应速率方程知增大H2的浓度反应速率加快，故B不选；C．升高温度均能加快反应速率，故C不选；D．由反应速率方程知反应速率与氨气浓度成反比，增大NH3的浓度反应速率减慢，故D选；故选：D。11．下列判断正确的是A．0.1mol·L-1的硫酸和0.1mol·L-1的盐酸分别与0.2mol·L-1的NaOH溶液反应的速率相同B．0.1mol·L-1的盐酸和0.1mol·L-1的硝酸分别与大小相同的大理石反应的速率相同C．Mg和Fe分别与0.1mol·L-1的硫酸反应的速率相同D．大理石块与大理石粉分别与0.1mol·L-1的盐酸反应的速率相同【答案】B【解析】A．同浓度的硫酸和盐酸相比较，前者氢离子的浓度大，与NaOH溶液反应的速率快，A错误；B．同浓度的盐酸与硝酸中氢离子浓度相同，与大小相同的大理石反应的速率相同，B正确；C．Mg比Fe活泼，Mg与0.1mol·L-1硫酸反应的速率快，C错误；D．大理石块比大理石粉表面积小，反应速率慢，D错误。故选B。12．已知：。某化学小组欲探究该反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行如下实验(忽略溶液体积变化)。编号酸性溶液体积/mL溶液体积/mL水的体积/mL反应温度/℃反应时间/minⅠ220202.1Ⅱ21205.5Ⅲ20500.5下列说法错误的是A．，B．实验Ⅲ中用浓度变化表示的反应速率C．实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对化学反应速率的影响D．若改用酸性溶液，将不能达到实验目的【答案】B【解析】A．探究外界条件对化学反应速率影响需控制唯一变量，三组实验中溶液体积之和不变，所以，，A正确；B．实验Ⅲ中用浓度变化表示的反应速率，B错误；C．实验Ⅰ、Ⅲ控制唯一变量是温度，实验目的是探究温度对化