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化学反应速率及其影响因素

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明士教育集团个性化教学辅导导学案
（2015秋季使用）
编写教师： 校对教师： 审核教师：
教学课题
化学反应速率和化学平衡
课时计划
第（1）次课
授课教师

学科
化学
授课日期和时段

上课学生

年级
高二
上课形式

阶段
基础（ ） 提高（√ ） 强化（ ）
教学目标
1.使学生了解化学反应速率的概念及表示方法
2.使学生理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响
重点、难点
重点：浓度对化学反应速率的影响
难点：浓度对化学反应速率影响的原因
“凡事预则立，不预则废”。科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对性。我们要在预习的基础上，认真听讲，做到眼睛看、耳朵听、心里想、手上记。
Ⅰ、知识梳理
认真阅读、理解教材，带着自己预习的疑惑认真听课学习，复习与本次课程相关的重点知识与公式及规律，认真听老师讲解本次课程基本知识要点。请大家做好课堂笔记。
一、学习与应用

知识点一：化学反应速率
1、含义：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。
2、表示方法：在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 。
3、数学表达式： V = △C/ △t
4、单位：mol/（L·s）或mol/（L·min）或mol/（L·h）
注意事项：1. 化学反应速率是标量，即只有大小而没有方向；
2. 一般地计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的；
3. 对于固体物质或气态反应中的液体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度”是不变的，因此不用液体和固体表示化学反应速率；
4. 对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同，但其化学反应速率比等于化学方程式中化学计量数之比。例如在N2+3H2 　　2NH3中 v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2。
要点诠释：
知识点二：影响化学反应速率的因素
（一）浓度对化学反应速率的影响规律（图示）
影响规律
其他条件相同时，增大反应物的浓度，反应速率加快；减小反应物的浓度，反应速率减慢
实验结论的微
观解释
在其他条件不变时，对某一反应而言，反应物分子中活化分子百分数是一定的，即活化分子浓度与反应物浓度成正比反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增多→化学反应速率加快
注意事项
①一般情况下，在一定温度下固体或纯液体的浓度是常数，因此改变其物质的量，对速率无影响②固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越小，表面积越大，反应速率越快
（二）压强对化学反应速率的影响
影响规律
对气体反应而言，增大压强(减少容器容积)，相当于增大反应物的浓度，反应速率加快；减小压强(增大容器容积)，相当于减小反应物的浓度，反应速率减慢
实验结论的微
观解释
增大压强→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞次数增多→化学反应速率加快；反之，化学反应速率减慢

注意事项
①若是参加反应的物质是固体、液体或溶液，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变
②像Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑的反应，生成物中有气体，反应物中无气体，增大压强或减少压强，化学反应速率不变
说明：压强对化学反应速率的影响的几种情况
改变压强，对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因。
(1)对于没有气体参与的化学反应，由于改变压强时，反应物浓度变化很小，可忽略不计，因此对化学反应速率无影响。
(2)对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况：
①恒温时，压缩体积→压强增大→反应物浓度增大→反应速率加快。
②恒温时，对于恒容密闭容器：
a．充入气体反应物→总压强增大→反应物浓度未改变→反应速率不变。
b充入“惰气” →总压强增大→反应物浓度未改变→反应速率不变。
③恒温恒压时
充入“惰气” →体积增大→气体反应物浓度减小→反应速率减小。
（三） 温度对化学反应速率的影响
影响规律
当其他条件不变时，升高温度可使化学反应速率加快，降低温度可使化学反应速率减小
实验结论的微
观解释
当浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加(如图)→活化分子的百分数增加→有效碰撞次数增多→化学反应速率加快

注意事项
①温度对反应速率的影响规律不受反应热效应的限制，吸热反应、放热反应均适用。升温时，吸热反应的化学反应速率比放热反应的化学反应速率增加的程度大②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。若原来温度为t1℃，升温后温度为t2 ℃，原来反应(速率为υ1，升温后反应速率为υ2，则υ2＝υ1×(2～4)
（四） 催化剂对化学反应速率的影响
影响规律
一般地，催化剂可以加快化学反应速率
微观解释
由于催化剂可以降低化学反应的活化能(如图)→活化分子百分数增加→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大

注意事项
催化剂不能改变反应，不能改变生成物的量，也不能使本来不能发生的反应变为可能
（五）其他对化学反应速率的影响
除了改变浓度、压强、温度或使用催化剂以外，还有很多行之有效的改变化学反应速率的方法。例如，增大反应物的表面积(如块状改为粉末状等)，可以加快反应速率；通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等，改变化学反应速率。总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。
Ⅱ、经典例题-自主学习
认真分析、解答下列例题，尝试总结提升各类型题目的规律和技巧，然后完成举一反三。若有其它补充可填在右栏空白处。

类型一：化学反应速率
例1 在2L的密闭容器中，加入1mol N2和3mol的H2，发生 N2 + 3H2 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。

举一反三：
【变式1】已知4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g），若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、v（H2O）表示，则正确的关系式为（　　）
A．4v（NH3）=5v（O2） B．5v（O2）=6v（H2O） C．2v（NH3）=3v（H2O） D．4v（O2）=5v（NO）

【变式2】少量铁粉与100mL 0.01mol/L的稀盐酸反应，反应速率太慢．为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的（　　）
①加H2O  ②加NaOH固体  ③滴入几滴浓盐酸  ④加CH3COONa固体⑤加NaCl溶液  ⑥滴加几滴硫酸铜溶液  ⑦升高温度（不考虑盐酸挥发）⑧改用10mL 0.1mol/L的盐酸．

A．
①⑥⑦
B．
③⑤⑧
C．
③⑦⑧
D．
③⑥⑦⑧
【变式3】在一定条件下，某密闭容器中发生反应：N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）．反应物N2的浓度10s内从2mol/L降为1mol/L，在这段时间内用N2浓度的变化表示的反应速率为（　　）
　  A． 0.05 mol/（L•s）  B． 0.1 mol/（L•s）  C． 0.15 mol/（L•s）  D． 0.2 mol/（L•s）
类型二：影响化学反应速率的因素
例2 把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2mol/L盐酸的烧杯中，均匀加水稀释到50 mL。此时X和盐酸缓缓地进行反应。其中反应速率最大的是 (　　)
A．20 mL 3 mol/L 的X溶液
B．20 mL 2mol/L 的X溶液
C．10 mL 4mol/L的X溶液
D．10mL 2mol/L的X溶液
举一反三：
【变式1】对于反应：N2＋O22NO，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是 (　　)
A．缩小体积使压强增大
B．体积不变充入N2使压强增大
C．体积不变充入He使压强增大
D．压强不变，充入气体Ne

【变式2】10℃时，0.1 mol/ LNa2S2O3溶液和0.1 mol/L H2SO4溶液等体积混合，4 min后有浑浊，若温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的2倍，则温度升高到40℃时，________s后可出现浑浊。
【变式3】在C(s)＋CO2(g) 2CO(g)反应可使反应速率增大的措施是 (　　)
①增大压强；②增加碳的量；③通入CO2；④恒压下充入N2；⑤恒容下充入N2；⑥通入CO
A．①③⑤ B．②④⑥
C．①③⑥ D．③⑤⑥

Ⅲ、综合练习-融会贯通
将各种类型的题目融合在一起，请大家认真分析、解答下列练习，尝试总结提升各类型题目的规律和技巧，然后完成举一反三。若有其它补充可填在右栏空白处。

1．用铝粉和碘甲烷制取(CH3)3Al时，于100℃搅拌65h，产率为0。若用超声波，则在室温下2.5h，产率可达96%。下列有关叙述正确的是 (　　)
A．超声波加快反应速率的作用大于搅拌
B．超声波使铝粉在碘甲烷中乳化成为胶体
C．超声波使反应物局部急剧升温
D．超声波使碘甲烷分解为碘和甲烷的速率加快

2．下列说法正确的是 (　　)
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子有时也能发生有效碰撞
③升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的有效碰撞次数
④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多
⑤使用催化剂能提高反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大
⑥化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A． ①②⑤　 B．③④⑥ C．③④⑤⑥　 D．②③④

3．下列判断正确的是 (　　)
A．0.1 mol·L－1的盐酸和0.1 mol·L－1的醋酸分别与2 mol·L－1的NaOH溶液反应的速率相同
B．0.1mol·L－1的HCl和0.1 mol·L－1的HNO3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0.1 mol·L－1的HCl反应的速率相同
D．大理石块与大理石粉分别与0.1 mol·L－1的HCl反应的速率相同

4．在气体参与的反应中，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(　　)
①增大反应物的浓度　②升高温度　③增大压强　④移去生成物　⑤加入催化剂
A．①②③ B．①②③⑤
C．②⑤ D．①②③④⑤

5．(2007·广东高考)把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响氢气产生速率的因素是 (　　)
A．盐酸的浓度 B．铝条的表面积
C．溶液的温度 D．加少量Na2SO4

6．如图是相同条件下做H2O2分解的对比实验时，放出O2的体积随时间的变化关系示意图，a为使用催化剂，b为不使用催化剂，其中正确的图象是 (　　)

7．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．100 mL 2 mol/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百分数大大增加
8．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小排列顺序正确的是 (　　)
甲　500 ℃，10 mol SO2和5 mol O2的反应
乙　500 ℃，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2的反应
丙　450 ℃，8 mol SO2和5 mol O2的反应
丁　500 ℃，8 mol SO2和5 mol O2的反应
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
9．对于反应4A＋B＝2C，下列说法正确的是 (　　)
A．某温度下，化学反应速率无论是用A、B、C何种物质
　来表示，其化学反应速率的数值相同
B．在其他条件不变的情况下，降低温度，一般化学反应速率降低
C．在其他条件不变的情况下，增大压强，单位体积内活化分子百分数一定增大，化学反应速率一定增大
D．若增大或减少A物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化
10．(2008·上海高考)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产生氢气体积V的数据，在根据数据所绘制得到的图中，曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是 (　　)

组别
c(HCI)(mol/L)
温度(℃)
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
30
块状
3
2.5
50
块状
4
2.5
30
粉末状
A.4—3—2—1 B．1—2—3—4
C．3—4—2—1 D．1—2—4—3

二、总结与测评
Ⅳ、总结规律和方法-自我提升

认真回顾总结本部分内容的规律和方法，熟练掌握技能技巧。

要想学习成绩好，总结测评少不了！课后复习是学习不可或缺的环节，它可以帮助我们巩固学习效果，弥补知识缺漏，提高学习能力．

总结升华：……

Ⅴ、自我反馈及课后作业测评
学完本节知识，你有哪些新收获？总结本节的有关习题，将其中的好题及错题分类整理。请同学们使用明士教育错题本进行记录。及时检测学习效果是提高学习效果的重要保障，请同学们课后认真完成课后测评

课后测评
1、酶是蛋白质因而具有蛋白质的特性，酶能催化许多有机化学反应。下图表示温度T(℃)与反应速度v关系的各曲线，有酶参加的是               (　　)。

2、某温度下，浓度都是1mol•L﹣1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得物质的浓度分别为c（X2）=0.6mol•L﹣1，c（Y2）=0.8mol•L﹣1，c（Z）=0.4mol•L﹣1，则该反应的反应式可表示为（）
A．X2+2Y2═2XY2    B． 2X2+Y2═2X2Y      C． 3X2+Y2═2X3Y   D． X2+3Y2═2XY3
3、一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）．若c（HI）由0.1mol/L 降到0.07mol/L时，需要15s，那么c（HI）由0.07mol/L 降到0.05mol/L时，所需反应的时间为（）
    A．等于5 s     B． 等于10 s    C． 大于10 s D． 小于10 s
4、甲、乙两个容器内都进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少了4mol A，乙容器内每分钟减少2mol A，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率（）
    A．快 B．慢 C．相等 D． 无法判断
5、在一个容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3X（气）+Y（气）═2Z（气），若最初加入的X、Y和Z都是1mol，反应中X的平均反应速率为0.12mol•L﹣1•s﹣1．若要产物Z为1.8mol，反应所需的时间为（）
    A． 5s B． 10s C．15s D．20s
6、关于工业合成氨的叙述中，错误的是(　　)
A．在动力、设备、材料允许的情况下，反应尽可能在高压下进行
B．温度越高越有利于工业合成氨
C．在工业合成氨中N2、H2的循环利用可提高其利用率，降低成本
D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动
7、对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，能增大正反应速率的措施是
 A．  增大容器容积    B．通入大量O2   C．移去部分SO3     D．降低体系温度
8、下列体系的熵变大于零的是
A．水蒸气冷凝成水        B．乙烯聚合成聚乙烯 
C．2NO2(g)N2O4(g)    D．CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)
9、自发进行的反应一定是(　　)
A．吸热反应                  B．放热反应
C．熵增加反应                 D．熵增加或者放热反应
10、在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，在温度T1和T2时，产物的量与反应时间的关系如图所示。符合图示的正确判断是(　　)

A．T1<T2，正反应是放热反应
B．T1<T2，正反应是吸热反应
C．T1>T2，正反应是放热反应
D．T1>T2，正反应是吸热反应
11、自然界的矿物、岩石的形成和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1 km，压强增大约25000～30000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡：
SiO2(s)＋4HF(g)SiF4(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－148.9 kJ·mol－1
如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，下列说法不正确的是(　　)
A．2v正(HF)＝v逆(H2O)
B．v正(H2O)＝2v逆(SiF4)
C．SiO2的质量保持不变
D．容器内压强不变

12、反应aM(g)＋bN(g)cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是(　　)

A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加
B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加
C．同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加
D．同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数增加
13、反应2H2S(g)  2H2(g)＋S2(g)　ΔH >0，其他条件不变，下列说法正确的是
A．加入催化剂，反应路径将发生改变，ΔH也将随之改变
B．升高温度，正逆反应速率都增大，H2S分解率也增大
C．增大压强，平衡向逆反应方向移动，体系温度降低
D．恒容体系，充入H2重新达到平衡后，H2浓度将减小
14、将3 mol O2加入到V L的反应器中，在高温下放电，经t1 s建立了平衡体系：3O22O3，此时测知O2的转化率为30%，下列图象能正确表示气体的物质的量(n)跟时间(t)的关系的是(　　)

15、已知(HF)2(g)2HF(g)　ΔH>0，且平衡体系的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．温度：T1<T2
B．平衡常数：K(a)＝K(b)<K(c)
C．反应速率：vb>va
D．当＝30 g/mol时，n(HF):n[(HF)2]＝2:1
16、等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系，其中正确的是（    ）

17、对于100mL1mol/L盐酸与铁片的反应，采取下列措施：①升高温度；②改用100mL3mol/L盐酸；③多用300mL1mol/L盐酸；④用等量铁粉代替铁片；⑤改用98%的硫酸。其中能使反应速率加快的是（    ）
A．①③④           B．①②④            C．①②③④           D．①②③⑤
18、对于可逆反应：  2A(ｇ）＋B(ｇ)     2C(ｇ) △H＜0，下列各图中正确的是

19、某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)；ΔH＜0

上图表示该反应的速率（v）随时间（t）的变化关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是
A．t2时增大了压强                B．t3时降低了温度
C．t5时升高温度                  D．t6时反应物的转化率比t4时高

20、反应2X(g)＋Y(g)  2Z △H<0 在不同温度和压强下，产物Z的物质的量与反应时间的关系如图所示。则下列叙述正确的是
A. T1>T2，P1<P2              B. T1>T2，P1>P2
C. T1<T2，P1>P2              D. T1<T2，P1<P2

21、下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
实验
序号
金属质量/g
金属
状态
c(H2SO4)
/mol·L－1
V(H2SO4)
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
/mL
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
30
44
40
分析上述数据，回答下列 问题：
(1)实验4和5表明，__________________对反应速率有影响，__________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有__________(填实验序号)。
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有__________________(填实验序号)。
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有__________，其实验序号是__________。
(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近，推测其原因：______________。
(3)反应温度　6和7,8和9
(4) 可能是硫酸过量，金属全反应，放出的热量相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近

22、有一化学反应aA＋bB C，根据影响化学反应速率的因素可得v0＝K{c(A)}m·{c(B)}n，其中K是与温度有关的常数。为测K、m、n的值，在298K时，将A、B溶液按不同浓度混合，得到下列实验数据：
编号
初始c(A) /mol·L－1
初始c(B) /mol·L－1
生成C初始速率/mol·L－1·s－1
1
1.0
1.0
1.2×10－2
2
2.0
1.0
2.4×10－2
3
4.0
1.0
4.8×10－2
4
1.0
2.0
4.8×10－2
5
1.0
4.0
1.92×10－1
(1)根据上表可求得m＝__________，n＝__________，K＝__________________。
(2)若a＝m，当c(A)＝c(B)＝2mol·L－1时，求以B表示的初始反应速率。

23、“碘钟”实验中，3I－＋S2O＝I＋2SO的反应速率可以用I与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I－)/mol·L－1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2O)/mol·L－1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题：
(1)该实验的目的是________________________________________________________。
(2)显色时间t1＝__________________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为__________(填字母)。
A．<22.0 s B．22.0 s～44.0 s
C．>44.0 s D．数据不足，无法判断
(4) 通过分析比较上表数据，得到的结论是__________________。

24、二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45 s时，达到平衡(NO2浓度约为0.0125 mol/L)。下图中的曲线表示二氧化氮分解在前25 s内的反应进程。

(1)请计算前20s内氧气的平均生成速率。
(2)若反应延续至70 s，请在图中用实线画出25 s至70 s的反应进程曲线。
(3)若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变)，请在图上用虚线画出加入催化剂后的反应进程曲线。
(4)写出该反应的化学平衡常数表达式__________。

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