第2章 第3节 第2课时 影响化学反应速率的因素(一) 学案（含答案） 高中化学鲁科版选择性必修1

第2课时　影响化学反应速率的因素(一)
[学习目标]　1.理解浓度、压强对化学反应速率的影响，掌握其一般规律。2.知道反应速率常数的含义，能够根据相关规律解决有关问题。
[重点难点]　1.掌握浓度、压强对化学反应速率影响的一般规律。2.反应速率常数的应用。
　　　　　　　浓度对化学反应速率的影响
导学
1．基本规律
对气体或溶液中发生的化学反应，其他条件不变时，增大反应物的浓度可以提高化学反应速率；减小反应物的浓度可以降低化学反应速率。
提醒　由于固体或纯液体的浓度可视为常数，所以改变固体或纯液体的量，对化学反应速率无影响。
2．反应物的浓度与化学反应速率之间的定量关系
(1)反应速率方程
反应速率方程可定量地表示化学反应速率与参与反应的反应物浓度的关系。
如H2＋Cl2===2HCl，反应速率v＝kc(H2)·。其中，k为反应速率常数。
(2)反应速率常数(k)
含义 表示单位浓度下的化学反应速率
意义 通常反应速率常数k越大，反应进行得越快
影响因素 与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响
(3)化学反应的反应速率方程是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，反应速率方程中浓度的方次与化学方程式中各物质化学式前的系数无确定关系。
导思
1．判断正误
(1)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，可以加快反应速率(　　)
(2)100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变(　　)
(3)用相同质量的锌粉和锌片与同浓度的足量盐酸反应，产生氢气的量和速率都相同(　　)
(4)CO＋NO2===CO2＋NO的反应速率v＝kc(CO)·c(NO2)(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
2．在298 K时，实验测得溶液中的反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2在不同浓度时的反应速率如下表所示：
实验编号 1 2 3 4 5
c(HI)/(mol·L－1) 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100
c(H2O2)/(mol·L－1) 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300
v/(mol·L－1·s－1) 0.007 6 0.015 3 0.022 7 0.015 1 0.022 8
分析上表数据，回答下列问题：
(1)当c(H2O2)恒定时，随c(HI)增大，其反应速率v的变化趋势是________，若c(HI)增大1倍，其反应速率v的变化是____________。同理，当c(HI)恒定时，反应速率v与c(H2O2)之间有类似的变化规律。
(2)由以上分析可知，其反应速率与c(HI)·c(H2O2)成________，上述反应在不同浓度时的反应速率的数学表达式是____________________________________________________________，
该温度下k的数值约是____________________。
答案　(1)增大　增大1倍　(2)正比　v＝kc(H2O2)·c(HI)　0.760
解析　(2)由分析得出v＝kc(H2O2)·c(HI)，代入第一组数据得，0.007 6＝k(0.100)×(0.100)，解得k＝0.760。
导练
1．对于反应C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)，其他条件不变时，下列措施不能改变化学反应速率的是(　　)
A．增加C(s)的量
B．增大H2O(g)的浓度
C．增大CO(g)或H2(g)的浓度
D．减小H2O(g)的浓度
答案　A
解析　改变浓度，可能改变化学反应速率，而改变固体物质的物质的量不能改变化学反应速率，因为固体物质的浓度可视为常数。
2．把下列4种X溶液，分别加入4个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与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－1
B．20 mL，2 mol·L－1
C．10 mL，4 mol·L－1
D．10 mL，2 mol·L－1
答案　A
解析　此题主要考查浓度对化学反应速率的影响，X溶液的浓度大小决定了反应速率的快慢。此题很容易错选C选项，实际上应考虑加水稀释后溶液中X的浓度，同一体积的溶液中X的物质的量越大，浓度就越大，A中X的物质的量最大，故反应速率最大。
　　　　　　　压强对化学反应速率的影响
导学
1．基本规律(对于有气体参加或生成的反应)
2．解释：压强的改变导致气体浓度的改变，从而对反应速率产生影响。
压强增大→→化学反应速率增大
反之，压强减小，化学反应速率减小。
3．压强对化学反应速率影响的本质是浓度对化学反应速率的影响。当其他条件不变，若压强变化能引起物质的浓度的变化，则化学反应速率发生变化；若压强变化不能引起物质的浓度的变化，则化学反应速率不变。对于只涉及液体和固体的反应，压强的改变对化学反应速率几乎没有影响。
导思
对于反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
(1)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氮气，反应速率________，原因是______________。
(2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，容器内总压强________，反应速率________，原因是容积不变，充入氦气，____________________________________________________。
(3)恒温恒压条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率________，原因是压强不变，充入氦气，容积______，反应物________________________________________________________。
(4)恒温条件下，增大容器体积，正反应速率减小，逆反应速率________。
答案　(1)增大　容积不变，充入氮气，反应物氮气的浓度增大，反应速率增大
(2)增大　不变　反应物氮气、氢气的浓度均未变，反应速率不变
(3)减小　增大　氮气、氢气的浓度减小，反应速率减小
(4)减小
导练
1．(2022·河北承德高二检测)在一定条件下的密闭容器中存在下列四个化学反应，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是(　　)
A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
B．CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
C．CO2(g)＋H2O(l)??H2CO3(aq)
D．Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq)??Fe(SCN)3(aq)
答案　D
解析　增大容器的体积对于没有气体参加或生成的反应的反应速率无影响，D项正确。
2．在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，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，改变下列条件能加快化学反应速率的是(　　)
A．保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)
B．保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2
C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)
D．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2和1 mol I2(g)
答案　B
解析　保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2，参加反应的物质的浓度不变，则反应速率不变，故A不符合题意；保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2，反应物浓度增大，反应速率增大，故B符合题意；保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2，体积增大，反应物的浓度减小，则反应速率减小，故C不符合题意；保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2和1 mol I2(g)，因体积增大为2倍，物质的量增大为2倍，则浓度不变，反应速率不变，故D不符合题意。
充入惰性气体对化学反应速率的影响
(1)恒温恒容充入“无关气体”容器总压增大，但反应混合物的各组分浓度不变，反应速率不变。
(2)恒温恒压充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小。
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．①②③④⑤ B．⑤
C．①④ D．①②③④
答案　B
解析　决定化学反应速率大小的内因是反应物本身的性质，温度、压强、催化剂和浓度均为影响化学反应速率的外因，B正确。
2．通常反应物浓度越大，反应速率越快，则铁棒与下列溶液反应速率最快的是(　　)
A．1 mol·L－1 HCl溶液
B．4 mol·L－1 H2SO4溶液
C．12 mol·L－1 HCl溶液
D．18 mol·L－1 H2SO4溶液
答案　C
解析　溶液中H＋的浓度越大，铁棒与H＋反应速率越快，但D项18 mol·L－1 H2SO4溶液是浓硫酸，与铁棒发生钝化，A项H＋浓度为1 mol·L－1，B项H＋浓度为8 mol·L－1，C项H＋浓度为12 mol·L－1，故选C。
3．对于溶液中的反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===5Fe2(SO4)3＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O，下列措施一定能使反应速率提高的是(　　)
A．加水
B．加入同浓度的FeSO4溶液
C．向溶液中滴加稀硫酸
D．加入少量的高锰酸钾固体
答案　D
解析　加水，浓度减小，反应速率减慢，故不选A；加入同浓度的FeSO4溶液，溶液体积增大，使KMnO4、H2SO4浓度减小，反应速率减慢，故不选B；向溶液中滴加稀硫酸，反应物KMnO4、FeSO4浓度减小，所以反应速率不一定加快，故不选C；加入少量的高锰酸钾固体，KMnO4的浓度增大，FeSO4、H2SO4的浓度不变，反应速率一定加快，故选D。
4．反应N2(g)＋O2(g)??2NO(g)在一密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是(　　)
A．压缩体积使压强增大
B．保持体积不变，充入N2使压强增大
C．保持体积不变，充入氦气使压强增大
D．保持压强不变，充入氖气
答案　AB
解析　B项，体积不变，充入N2，反应物N2的浓度增大，反应速率增大；C项，体积不变，充入氦气，各物质的浓度并没有改变，反应速率不变；D项，保持压强不变，充入氖气，体积增大，各物质的浓度减小，反应速率减小。