人教版高中化学选择性必修1第二章化学反应速率与化学平衡第一节第2课时影响化学反应速率的因素课件

(共49张PPT)
[学习目标]
1.了解反应条件对化学反应速率影响的一般规律，能运用规律解释生产、生活和科学实验中的实际问题。
2.通过实验探究，学习运用变量控制的方法研究影响化学反应速率的因素。
1.定性研究影响化学反应速率的因素
(1)探究浓度对化学反应速率的影响
0.5 mol·L-1
实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
实验
步骤
实验
现象 两支试管中的溶液均变浑浊，滴加 H2SO4溶液的试管先变浑浊
实验结论 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率
增大
(2)探究温度对化学反应速率的影响
实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
实验
步骤
实验现象 两支试管中的溶液均变浑浊，放入 中的试管先变浑浊
实验结论 其他条件相同时，升高温度，化学反应速率
热水
增大
(3)探究催化剂对化学反应速率的影响
实验原理
实验步骤
实验现象 木条 木条
实验结论 催化剂可以 化学反应速率
没有复燃
复燃
增大
2.定量研究影响化学反应速率的因素
(1)实验装置及操作

实验装置 实验操作
①在锥形瓶内放入2 g锌粒，通过分液漏斗加入40 mL 1 mol·L-1 H2SO4溶液，测量并记录收集10 mL H2所用时间
②用4 mol·L-1 H2SO4溶液代替1 mol·L-1 H2SO4溶液重复上述实验
(2)实验记录
增大
试剂 所用时间 反应速率 结论
1 mol·L-1H2SO4溶液 长 小 其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率
4 mol·L-1 H2SO4溶液 短 大
[自我思考]
1.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某实验小组的
同学设计了如图所示的实验装置。
有同学认为上述实验设计不合理，不能得出相应的结论。
请简述理由并提出改进措施。
提示　二者的阴离子不同，对实验会造成干扰。为消除阴离子不同造成的干扰，可将 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液改为0.05 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液，或将0.1 mol·L-1的 CuSO4溶液改为0.1 mol·L-1的CuCl2溶液。
2.实验测定锌与H2SO4溶液反应的速率时，为确保测定的准确性，应注意哪些事项？
提示　①锌的颗粒(即表面积)大小基本相同；②40 mL的H2SO4溶液要迅速加入；③装置气密性良好，且计时要迅速准确。
1.下列四个试管中，过氧化氢分解产生氧气的反应速率最大的是(　　)`
D
试管 温度 过氧化氢溶液浓度 催化剂
A 常温 3% —
B 常温 6% —
C 水浴加热 3% —
D 水浴加热 6% MnO2
解析　温度越高，反应物的浓度越大，反应速率越大，且使用MnO2作为催化剂能增大化学反应速率。
2.测定锌与稀硫酸反应的速率采用如图所示的实验装置，取1 g锌粒与 20 mL 0.5 mol·L-1的稀硫酸进行反应，测得不同时刻反应生成的H2的体积(已折算为标准状况)如表。下列说法正确的是(　　)
B
A.反应结束时锌粒无剩余
B.锌与稀硫酸反应初期速率逐渐加快，后又变慢
C.应用锌粉代替锌粒进行实验，以节约实验时间
D.假设溶液的体积不变，10～25 s内的平均反应速率
v(H2SO4)＝0.02 mol·L-1·min-1
t/s 0 5 10 15 20 25
V(H2)/mL 0.0 14.6 34.5 44.8 52.2 56.9
3.控制变量法是化学实验的常用方法之一。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H2SO4 H2O
V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL
① 25 5 0.1 10 0.1 5
② 25 V1 0.2 5 0.2 10
③ 35 5 0.1 10 0.1 5
④ 35 5 0.2 5 0.2 V2
回答下列问题：
(1)V1＝________，V2＝________。
(2)设计实验方案①和②的目的是_______________________________________。
(3)设计实验方案②和④的目的是_____________________________。
(4)各实验方案中均需加入一定体积的水的原因：___________________________
________。
5
10
探究Na2S2O3的浓度对化学反应速率的影响
探究温度对化学反应速率的影响
使各实验方案中混合液的体积
均相等
解答“控制变量法”实验题的思维模型
[名师点睛]
影响因素 影响结果(其他条件不变)
浓度 固体或纯液体 浓度为常数，增加反应物的量，反应速率不变(固体物质的表面积影响反应速率)
气体或溶液 增大反应物的浓度，反应速率增大
升高温度 反应速率增大
增大压强(缩小体积) 对于有气体参加的反应，反应速率增大
使用正催化剂 反应速率增大
[自我思考]
在常温避光下，亚氯酸钠(NaClO2)可长久保存，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O，分解时刚加入硫酸反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是为什么？请简述其原因。
提示　由题给信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后突然反应加快，这说明分解生成某种物质起了催化剂的作用且该物质反应前不存在。
[正误判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)。
×
(1)无论任何反应，若增大压强，反应速率一定增大( )
(2)增加少量固体反应物的质量，化学反应速率增大( )
(3)块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率( )
(4)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( )
√
×
×
×
1.反应3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其化学反应速率几乎无影响的是(　　)
A.保持容积不变，增加H2O(g)的物质的量
B.将容器的容积缩小一半
C.保持容积不变，充入Ar使压强增大
D.保持压强不变，充入Ar使容积增大
解析　容积不变，增加H2O(g)的物质的量，反应物浓度增大，化学反应速率加快，A不符合题意；将容器的容积缩小一半，气体物质的浓度增大，化学反应速率加快，B不符合题意；保持容积不变，充入Ar，Ar不参与反应，反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，C符合题意；保持压强不变，充入Ar，容器的容积变大，气体物质的浓度减小，化学反应速率减小，D不符合题意。
C
2.活性炭与NO在一定条件下发生如下化学反应：C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)，其他条件不变，只改变一种条件：
(1)再加入一定量的活性炭，反应速率______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入NO气体，反应速率________；充入氮气，逆反应速率________。
(3)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，反应体系的压强________，NO、N2、CO2的浓度________，反应速率________。
(4)恒温恒压条件下，向反应体系中充入氦气，NO、N2、CO2的浓度______，反应速率______。
不变
增大
增大
增大
不变
不变
减小
减小
充入稀有气体对化学反应速率的影响
[名师点睛]
1.(2025·广东茂名高二期中)在社会生活生产中，下列有利于增大反应速率的措施是
(　　)
A.用冰箱冷藏食物
B.在糕点包装盒内放置脱氧剂
C.炼铁时将矿石粉碎
D.橡胶制品中添加抑制剂
解析　冰箱中温度较低，食物放在冰箱中，可减小食物腐败的速率，故A错误；在糕点包装盒内放置脱氧剂，可抑制糕点的氧化，防止变质，反应速率减小，故B错误；将矿石粉碎，增大反应物接触面积，可增大反应速率，故C正确；橡胶制品中添加抑制剂，可减小橡胶老化的速率，故D错误。
C
2.(2025·辽宁大连高二月考)对于反应COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g)　ΔH＞0。改变下列条件一定不能使反应速率增大的是(　　)
A.压缩体积
B.增加CO浓度
C.加入适当催化剂
D.恒容下通入惰性气体
解析　压缩体积，物质的量浓度增大，能增大反应速率，故A不符合题意；增加CO浓度，能增大反应速率，故B不符合题意；加入适当催化剂，能增大反应速率，故C不符合题意；恒容下通入惰性气体，反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，故D符合题意。
D
3.在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。如图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是(　　)
A
解析　由图像知，横坐标为时间，纵坐标为V(O2)，由题意可知H2O2的量相同，两种情况下最终产生O2的体积应相同，①中加入MnO2作催化剂，加快了H2O2的分解速率，在相同时间内产生O2的体积比②大，反应结束时所用时间短，故选A。
4.利用催化技术可将汽车尾气中的NO和CO转化成CO2和N2。为研究如何增大该化学反应的速率，某课题组进行了以下实验探究。
[提出问题]在其他条件不变的情况下，温度或催化剂的比表面积(单位质量的物质所具有的总面积)如何影响汽车尾气的转化速率？
[查阅资料]使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。
[实验设计]
(1)请填写下表中的空白。
编号 T/℃ c(NO)/(mol·L-1) c(CO)/(mol·L-1) 催化剂的比表面积/(m2·g-1)
Ⅰ 280 6.50×10-3 4.00×10-3 80.0
Ⅱ 120.0
Ⅲ 360 80.0
6.50×10-3
280
4.00×10-3
6.50×10-3
4.00×10-3
[图像分析与结论]三组实验中CO的浓度随时间的变化如图所示。
(2)第Ⅰ组实验中，达到平衡时NO的浓度为________________。
(3)由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂的比表面积，该化学反
应的速率将________(填“增大”“减小”或“无影响”)。
(4)由实验Ⅰ和Ⅲ可得出的结论是__________________________________。
3.50×10-3 mol·L-1
增大
温度越高，汽车尾气的转化速率越大
1.采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是(　　)
A.铁与稀硫酸反应，滴入几滴硫酸铜溶液
B.Na与无水乙醇反应时增大无水乙醇的用量
C.K2SO4与Ba(OH)2两溶液反应时，增大压强
D.Zn与稀盐酸反应，加入少量醋酸钠粉末
解析　铁和硫酸铜溶液发生置换反应，被置换出来的铜附着在铁上，和稀硫酸共同构成原电池，可以加快反应速率，A正确；增大无水乙醇的用量，反应物的浓度不变，反应速率不变，B错误；K2SO4与Ba(OH)2两溶液的反应没有气体参与，增大该反应的压强，反应速率不变，C错误；加入少量醋酸钠粉末，与HCl反应生成CH3COOH，CH3COOH是弱酸，H＋浓度减小反应速率减小，D错误。
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2.下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是(　　)
A.Cu能与浓硝酸反应，但不能与浓盐酸反应
B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
C.N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应
D.Fe与浓盐酸反应比与稀盐酸反应快
解析　Cu能与浓硝酸反应，但不能与浓盐酸反应，是浓硝酸与浓盐酸本身性质不同所致，A符合题意；Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快，是酸的浓度不同所致，B不符合题意；N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应，是反应条件不同所致，C不符合题意；Fe与浓盐酸反应比与稀盐酸反应快，是酸的浓度不同所致，D不符合题意。
A
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2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3.下列产生氢气速率最大的是(　　)
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
选项 温度 物质 酸(足量)
A 25 ℃ 1 g锌粒 1 mol·L-1 HCl
B 60 ℃ 1 g锌粉 2.5 mol·L-1 HNO3
C 60 ℃ 1 g锌粒 2 mol·L-1 HCl
D 60 ℃ 1 g锌粉 1 mol·L-1 H2SO4
解析　反应物浓度越大，温度越高，反应物接触面积越大，反应速率越大；硝酸和锌反应生成的是氮氧化物。
4.(2025·福建龙岩高二月考)三氟化氮是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，是制备光刻胶的重要前驱体。对于在密闭容器中进行的反应N2(g)＋3F2(g) 2NF3(g)，下列操作中不能加快该反应的反应速率的是(　　)
A.恒温条件下压缩容器体积
B.恒温恒容条件下充入更多的N2
C.恒容条件下升高温度
D.恒温恒压条件下充入一定量氦气
解析　恒温条件下压缩容器体积，增大反应混合物的浓度，反应速率加快，故A不选；恒温恒容条件下充入更多的N2，增大反应物的浓度，反应速率加快，故B不选；恒容条件下升高温度，反应速率加快，故C不选；恒温恒压条件下充入一定量氦气，相当于扩大容器的体积，减小反应混合物的浓度，反应速率减慢，故D选。
D
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2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5.在一密闭容器中通入1 mol H2和1 mol I2，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，反应速率一定增大的是(　　)
A.保持容器容积不变，通入1 mol H2(g)
B.保持容器容积不变，通入1 mol N2(N2不参加反应)
C.保持容器内压强不变，通入1 mol N2(N2不参加反应)
D.保持容器内压强不变，通入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)
解析　增大反应物的浓度，反应速率增大，A项正确；通入氮气，因为容器容积不变，反应体系中各气体的浓度不变，故反应速率不变，B项错误；保持容器内压强不变，通入氮气，容器容积增大，反应体系中各气体的浓度减小，反应速率减小，C项错误；保持容器内压强不变，再次通入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，则容器容积增大为原来的2倍，反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D项错误。
A
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2
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9
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6.对于100 mL 1 mol·L-1盐酸与铁片的反应，采取的下列措施中不能使反应速率增大的是(　　)
A.升高温度
B.改用100 mL 3 mol·L-1盐酸
C.改用300 mL 1 mol·L-1盐酸
D.用等量铁粉代替铁片
解析　盐酸与铁片反应的实质是Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑。A.升高温度，化学反应速率增大；B.改用100 mL 3 mol·L-1盐酸，c(H＋)增大，化学反应速率增大；C.改用300 mL 1 mol·L-1盐酸，由于c(H＋)不变，因此化学反应速率不变；D.用等量铁粉代替铁片，固体表面积增大，反应物接触面积增大，化学反应速率增大。
1
2
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C
7.某小组用如图装置测定100 mL 4.5 mol·L-1的H2SO4与稍过量的锌粒反应的速率，当针筒活塞到达刻度10.0 mL时，用时为 20 s。下列说法正确的是(　　)
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A.固定针筒活塞，用分液漏斗向锥形瓶中注入50.0 mL水，
可检验装置的气密性
B.可将图中“分液漏斗”换为“长颈漏斗”，也不影响实验测定
C.用气体体积表示产生H2速率，v(H2)＝0.5 mL·s-1
D.若改用25 mL 18 mol·L-1的H2SO4，则产生H2速率更快，且不影响最终得到H2总量
1
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解析　根据检查装置气密性的方法可知，检查该装置气密性的正确方法是将注射器活塞固定，向分液漏斗中注入适量蒸馏水，打开分液漏斗活塞，如果分液漏斗颈部能形成稳定的水柱，则气密性良好，反之气密性差，A正确；将图中“分液漏斗”换为“长颈漏斗”，容易造成气体损失，且不易控制液体流量，会影响实验测定，B错误；反应前注射器活塞的刻度未知，因此无法计算反应速率，C错误；浓硫酸和锌反应生成的是二氧化硫，得不到氢气，D错误。
8.(2025·宁夏银川高二期中)用等浓度和等体积的盐酸与足量的石灰石反应，测量反应过程中产生的CO2 体积。实验Ⅰ用的是块状的石灰石，实验Ⅱ用的是粉末状石灰石。下列能正确表示实验结果的图像是(　　)
1
2
3
4
5
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12
B
解析　盐酸的浓度和体积相等，石灰石是足量的，故生成的二氧化碳的体积相等，但是粉末状石灰石接触面积更大，反应速率更快，故B正确。
9.某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，探究影响反应速率的因素，所用HNO3的浓度分别为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度分别为298 K、308 K。
请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
1
2
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11
12
实验编号 T/K 大理石规格 硝酸浓度/(mol·L-1) 实验目的
① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响
(Ⅱ)实验①和________探究温度对该反应速率的影响
(Ⅲ)实验①和________探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响
②
③ 粗颗粒
④
298
粗颗粒
1.00
308
2.00
298
细颗粒
2.00
③
④
1
2
3
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12
解析　实验①和②探究HNO3浓度对反应速率的影响，故大理石规格和反应温度应相同，而HNO3浓度不同；同理，实验①和③应选择不同的温度，实验①和④应选择不同的大理石规格，另外2个条件相同。
10.从下列实验事实所得出的相应实验结论正确的是(　　)
A
1
2
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5
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12
选项 实验事实 实验结论
A 其他条件相同，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫单质所需时间越短 当其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率增大
B 在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变 催化剂一定不参与化学反应
C H＋浓度相同的盐酸和硫酸分别与形状相同的等质量的锌粒反应 反应开始时速率不同
D 在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，把容积缩小一半 化学反应速率不变
1
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4
5
6
7
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9
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12
解析　反应物浓度越大，化学反应速率越大，A正确；催化剂参与化学反应，能增大反应速率，但反应前后催化剂的质量和化学性质都不变，B错误；H＋浓度相同，则二者开始时产生氢气的速率相同，C错误；把容积缩小一半，反应物浓度增大，化学反应速率增大，D错误。
11.O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
　　　　　　pH
t/min
T/℃　　　　 3.0 4.0 5.0 6.0
20 301 231 169 58
30 158 108 48 15
50 31 26 15 7
根据表中的递变规律，推测O3分别在条件 ①40 ℃、pH＝3.0，②10 ℃、pH＝5.0，③30 ℃、pH＝7.0下的分解速率的大小关系为(　　)
A.①＜②＜③ B.③＜②＜①
C.②＜①＜③ D.③＜①＜②
C
1
2
3
4
5
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7
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10
11
12
解析　通过分析表中数据可知，O3的浓度减少一半所需的时间(t)随pH的增大、温度的升高而减少。根据50 ℃、pH＝3.0时，O3的浓度减少一半所需的时间为31 min，30 ℃、pH＝3.0时，O3的浓度减少一半所需的时间为158 min，可知40 ℃、pH＝3.0时，O3的浓度减少一半所需的时间大于31 min且小于158 min；根据20 ℃、pH＝5.0时，O3的浓度减少一半所需的时间为169 min，可知10 ℃、pH＝5.0时，O3的浓度减少一半所需的时间大于169 min；根据30 ℃、pH＝6.0时，O3的浓度减少一半所需的时间为 15 min，可知30 ℃、pH＝7.0时，O3的浓度减少一半所需的时间小于15 min，故O3的分解速率依次增大的顺序为②<①<③，C项正确。
12.(2025·湖北孝感高二期中)某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：
1
2
3
4
5
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10
11
12
实验序号 实验
温度/K 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 溶液颜色褪至无色所需时间/s
V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL
A 293 2 0.02 4 0.1 0 t1
B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8
C 313 2 0.02 V2 0.1 1 t2
(1)通过实验A、B，可探究出________(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响，其中V1＝________、T1＝__________，通过实验_________(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响，其中V2＝________。
浓度
1
293
B和C
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
当其他条件不变时，浓度越大，反应速
(2)若t1<8，则由此实验可以得出的结论是____________________________________
________。
忽略溶液体积的变化，利用实验B中数据计算，0～8 s内，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝__________________。
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2+)
随时间的变化情况如图所示，并认为造成这种变化的原因是反应
体系中的某种粒子对KMnO4 与草酸之间的反应有某种特殊作用，
则该作用是_________。设计实验证明，分别取等体积等浓度的
KMnO4 和H2C2O4 混合，平均分成两份，一份中不加任何试剂，一份加入少量MnSO4 固体，观察到两溶液都没有褪色，原因是__________________________。
率越快
8.3×10-4 mol·L-1·s-1
催化作用
KMnO4 过量(或H2C2O4 不足)
1
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1
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