考点二 影响化学反应速率的因素李仕才 1．内因(主要因素)反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)3．理论解释——有效碰撞理论、过渡态理论(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)：14\n图中E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．对于反应：2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率。( × )2．催化剂不能参与化学反应，但可以改变反应到达平衡的时间。( × )3．其他条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大。( × )4．在实验室使用大理石与稀盐酸反应制取CO2，是为了控制CO2生成的速率。( √ )5．两试管各加入5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液，同时分别滴入55mL0.1mol·L14\n－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。( √ )1．增大压强实际上就是减小气体体积，增大反应物的浓度。(1)对于固体、液体而言，增大压强一般不改变其体积，溶液中粒子浓度也不变，所以对于参加反应的固体、液体物质或在溶液中进行的反应来说，改变压强对反应速率无影响。(2)对于有气体参加的反应体系，有以下几种①恒温时：增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大。②恒温恒容时：a．充入气体反应物反应物浓度增大反应速率增大。b．充入稀有气体(或非反应气体)总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。③恒温恒压时：充入稀有气体(或非反应气体)体积增大各物质浓度减小反应速率减小。2．升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，化学反应速率都加快。3．由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积将增大，其反应速率将加快。14\n4．溶液中离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，才会影响反应速率，如Zn与稀H2SO4反应，加入少量Na2SO4固体，生成H2速率不变。一、影响反应速率的因素1．下列说法中错误的是( )A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的数目，从而使有效碰撞次数增多B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，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，从而成千上万倍地增大反应速率解析：浓度和压强的变化是改变单位体积内活化分子总数，活化分子的百分数不变，而单位体积内活化分子的数目发生变化；温度、催化剂是改变活化分子的百分数，单位体积内分子总数不变。答案：B2．对反应A＋BAB来说，常温下按以下情况进行反应：①20mL溶液中含A、B各0.01mol②50mL溶液中含A、B各0.05mol③0.1mol·L－1的A、B溶液各10mL④0.5mol·L－1的A、B溶液各50mL四者反应速率的大小关系是( )A．②>①>④>③B．④>③>②>①C．①>②>④>③D．①>②>③>④解析：①中c(A)＝c(B)＝＝0.5mol·L－1；②中c(A)＝c(B)＝＝1mol·L－1；③中c(A)＝c(B)＝＝0.05mol·L－1；④中c(A)＝c(B)＝＝0.25mol·L－1。在其他条件一定的情况下，浓度越大，化学反应速率越大，所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③。答案：A14\n3．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是( )A．缩小体积使压强增大B．恒容，充入N2C．恒容，充入HeD．恒压，充入He解析：A项，气体的物质的量不变，缩小体积，气体的物质的量浓度增大，化学反应速率增大；B项，容积不变，充入N2，使反应物N2的物质的量浓度增大，浓度越大，化学反应速率越大；C项，容积不变，充入He，反应容器内压强增大，但N2、O2、NO的物质的量浓度并没有变化，因此不改变化学反应速率；D项，压强不变，充入He，反应容器的体积必然增大，N2、O2、NO的物质的量浓度减小，化学反应速率减小。答案：C4．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C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大A．①④B．②③C．①③D．②④解析：增大固体的量、恒容时充入惰性气体对速率无影响。答案：C5．一定量的锌粒与足量稀硫酸反应，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是( )A．加入少量水，产生H2速率减小，H2体积减小B．加入NH4HSO4固体，产生H2速率不变，H2体积不变C．加入CH3COONa固体，产生H2速率减小，H2体积不变D．滴加少量CuSO4溶液，产生H2速率变大，H2体积不变解析：加入少量水，减小了H＋的浓度，锌粒的物质的量不变，则v(H2)减小，生成H2体积不变，A项错误；加入NH4HSO4固体，增大了H＋的浓度，锌粒的物质的量不变，则反应速率加快，生成H2体积不变，B项错误；加入CH3COONa固体，结合生成醋酸，减小了H＋的浓度，锌粒的物质的量不变，则v(H2)减小，生成H2体积不变，C项正确；滴加少量CuSO4溶液，构成Cu－Zn原电池，反应速率加快，与H＋反应的锌粒的物质的量减少，则v(H2)增大，生成H2量减少，D项错误。答案：C6．由下列生产或实验事实得出的相应结论不正确的是( )事实结论A其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO414\n溶液反应，升高溶液的温度，析出硫沉淀所需时间缩短当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快B工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大C在容积可变的密闭容器中发生反应：2NH3(g)N2H4(l)＋H2(g)，把容积的体积缩小一半正反应速率加快，逆反应速率减慢D向A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率解析：C项中压缩容器体积，反应物、生成物的浓度均增加，正、逆反应速率均加快。答案：C7．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( )解析：混合液的体积都为20mL，但选项D中反应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大，其反应速率最大，故最先看到浑浊(有硫单质生成)。答案：D8．某温度下，在容积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s) ΔH>0，下列叙述正确的是( )A．在容器中加入氩气，反应速率不变B．加入少量W，逆反应速率增大C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小D．将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大14\n解析：在容器中加入氩气，各反应组分的浓度不变，反应速率不变，A项正确；W为固态，加入少量W，反应速率不变，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项错误；将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子数和有效碰撞次数，但活化分子百分数不变，D项错误。答案：A二、结合图象分析外界条件对反应速率的影响9．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率可由如图表示。在下列因素中：①盐酸的浓度；②镁条的表面积；③溶液的温度；④Cl－的浓度。影响反应速率的因素是( )A．①④B．③④C．①②③D．②③解析：镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，是镁与H＋间的置换反应，与Cl－无关。在镁条的表面有一层氧化膜，将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，反应速率也会加快；随着反应的进行，c(H＋)不断减小，反应速率会逐渐减慢。答案：C10．为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间的变化如图。下列说法不正确的是( )A．25℃时，在10～30min内，R的平均分解速率为0.030mol·L－1·min－1B．对比30℃和10℃的曲线，在50min时，R的分解百分率相等C．对比30℃和25℃的曲线，在0～50min内，能说明R的平均分解速率随温度升高而增大D．对比30℃和10℃的曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度升高而增大14\n解析：由题图可得，25℃时，在10～30min内，Δc(R)＝1.4mol·L－1－0.8mol·L－1＝0.6mol·L－1，则有v(R)＝＝0.030mol·L－1·min－1，A正确。对比30℃和10℃的曲线，在50min时，c(R)均等于0，则R的分解百分率均等于100%，B正确。在0～50min内，30℃时的v(R)＝＝0.032mol·L－1·min－1；25℃时的v(R)＝＝0.026mol·L－1·min－1，故温度升高，R的平均分解速率增大，C正确。对比30℃和10℃的曲线，两溶液的初始浓度不同，在同一时刻，反应温度不同，由于浓度和温度都会对反应速率造成影响，故不能判断R的分解速率随温度升高发生的变化，D错误。答案：D11．其他条件相同时，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应2A＋B===3C＋D中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关说法正确的是( )A．pH＝8.8时，升高温度，反应速率不变B．保持外界条件不变，反应一段时间后，pH越小，D的浓度越大14\nC．为了实验取样，可以采用调节pH的方法迅速停止反应D．减小外界压强，反应速率一定减小解析：pH＝8.8时，升高温度，活化分子之间的有效碰撞概率增大，反应速率一定增大，A错误；保持外界条件不变，反应初期，pH＝7.5和pH＝8.2时D的浓度相同，B错误；pH＝8.8时，反应速率接近于0，可认为反应停止，所以调节pH可迅速停止反应，C正确；对于没有气体参加的反应，减小压强，反应速率几乎不变，不知道参与此反应的物质的状态，故该反应速率不一定减小，D错误。答案：C 控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。(1)常见考查形式①以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。②给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。(2)解题策略①确定变量解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。②定多变一在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。③数据有效解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。1．14\n等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是( )A.第4组实验的反应速率最慢B．第1组实验中盐酸的浓度大于2.5mol·L－1C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5mol·L－1D．第3组实验的反应温度低于30℃解析：由图象可知，1、2、3、4组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5mol·L－1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5mol·L－1，C正确；由3、4组实验并结合图象知第3组实验中反应温度应高于30℃，D不正确。答案：D2．实验室用Zn与稀硫酸反应来制取氢气，常加少量CuSO4来加快反应速率。为了探究CuSO4的量对H2生成速率的影响，某同学设计了实验方案(见表)，将表中所给的试剂按一定体积混合后，分别加入四个盛有相同大小的Zn片(过量)的反应瓶(甲、乙、丙、丁)中，收集产生的气体，并记录收集相同体积的气体所需的时间。14\n下列说法正确的是( )A．t1＝t2＝t3＝t4 B．V4＝V5＝10C．V6＝7.5D．V1<V2<V3<20解析：甲、乙、丙、丁为对比实验，目的是为了探究CuSO4的量对H2生成速率的影响，为达到此目的，甲、乙、丙、丁四容器中c(H＋)应相同，即开始加入4mol/LH2SO4的体积相同，加水后四种溶液体积也相同。因此，V1＝V2＝V3＝20，根据丁中加入10mLCuSO4溶液和0mLH2O，可知四容器中溶液的总体积均为20＋10＝30(mL)，则V5＝10，V6＝7.5，V4＝2，收集相同量的氢气所需时间不同，即说明CuSO4的量对反应的影响不同。答案：C3．草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：MnO＋H2C2O4＋H＋―→Mn2＋＋CO2↑＋H2O(未配平)用4mL0.001mol·L－1KMnO4溶液与2mL0.01mol·L－1H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示：(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。14\n(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验________和________(用Ⅰ～Ⅳ表示，下同)；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验________和________。(3)对比实验Ⅰ和Ⅳ，可以研究________对化学反应速率的影响，实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根据电子守恒列式可得：n(MnO)×(7－2)＝n(H2C2O4)×2×(4－3)，则n(MnO)∶n(H2C2O4)＝2∶5。(2)研究某一因素对化学反应速率的影响时，要保证其他各条件完全相同。(3)对比Ⅰ和Ⅳ，反应的温度、溶液的体积等都相同，仅是c(H＋)不同，故可研究c(H＋)对化学反应速率的影响。加1mL水的目的是确保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变。答案：(1)2∶5 (2)Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ(3)c(H＋)(或硫酸溶液的浓度) 确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变4．某同学学习了化学反应速率后，联想到曾用H2O2制备氧气，于是设计了下面的实验方案并进行实验探究。[查阅资料] 过氧化氢(H2O214\n)，其水溶液俗称双氧水，常温下是一种无色液体，性质比较稳定。在加热的条件下，它能分解生成氧气。研究表明，将新制的5%的H2O2溶液加热到65℃时就有氧气放出，加热到80℃时就有较多氧气产生。(1)上述实验发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)实验甲和实验乙的实验目的是________________________________________________________________________；实验丙、实验丁和实验戊的实验目的是________________________________________________________________________。(3)请根据该同学查阅的资料分析H2O2的性质，解释实验甲和实验乙能否达到实验目的？________________________________________________________________________。(4)实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集，并在2分钟内6个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如下表。①对实验戊，0～20s的反应速率v1＝________mL·s－1,100～120s的反应速率v2＝________mL·s－1。不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是________________________________________________________________________。②如图是根据实验收集到最大体积的气体时所用时间绘制的图象。曲线c表示的是实验______(填“丙”“丁”或“戊”)。解析：(1)双氧水分解生成氧气和水，反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O214\n↑。(2)根据表中数据可知，实验甲和实验乙中不同点在于双氧水的浓度，实验目的是探究反应物的不同浓度对反应速率的影响；实验丙、实验丁和实验戊中不同点在于溶液的酸碱性，实验目的是探究在不同酸碱性条件下，催化剂对反应速率的影响。(3)由于H2O2在常温且无催化剂作用的条件下比较稳定，不能分解，因此实验甲和实验乙不能达到实验目的。(4)①根据表中数据可得实验戊0～20s的反应速率v1＝15.5mL÷20s＝0.775mL·s－1,100～120s的反应速率v2＝(83.0－71.5)mL÷20s＝0.575mL·s－1。由于随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小，因此反应速率相差较大；②根据图象可知c曲线的斜率最小，反应速率最慢，根据表中数据可知c曲线对应的是实验丁。答案：(1)2H2O22H2O＋O2↑(2)探究反应物的不同浓度对反应速率的影响 探究在不同酸碱性条件下，催化剂对反应速率的影响(3)实验甲和实验乙不能达到实验目的，因为H2O2在常温且无催化剂作用的条件下较稳定(4)①0.775 0.575 随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小 ②丁14
