选修四2.2 影响化学反应速率的因素 学案+随堂练习+课后练习（有答案）

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2.2
影响化学反应速率的因素
一、有效碰撞理论
1．有效碰撞
2．活化分子与活化能
(1)活化分子：能够发生_____________的分子。
(2)活化能：活化分子比普通分子多出的那部分能量。
(3)解释化学反应的过程
3．认识“几对关系”
（1）活化分子与有效碰撞的关系
能够发生有效碰撞的一定是活化分子，但是活化分子不一定发生有效碰撞。并不是反应物分子之间的任何一次直接碰撞都能发生反应，只有那些能量相当高的分子之间的直接碰撞才能发生反应。
（2）单位体积内的活化分子数与活化分子百分数
单位体积内的活化分子数就是指单位体积内能量达到一定要求的分子的总数；而活化分子百分数是活化分子数与总分子数的比值，总分子数包含：活化分子数以及普通分子的个数。
（3）活化能与化学反应速率的关系
活化能大小主要是由反应物自身的性质决定的(改变外界条件也可以改变反应的活化能，如加入催化剂)，即反应物自身的性质影响着化学反应所需的活化能，从而影响化学反应速率的大小。
例如：活化能小→普通分子容易变成活化分子→活化分子百分数大→单位体积内活化分子数多→单位时间、单位体积内有效碰撞次数多→化学反应速率大(内因对化学反应速率的影响)。
二、浓度、压强对化学反应速率的影响
（一）浓度对反应速率的影响
1．规律：其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率__________；减小反应物浓度，反应速率___________。
2．实质：其他条件不变时，增大反应物浓度→单位体积内_____________________增多→________________________次数增加→化学反应速率__________。反之，减小反应物浓度，化学反应速率___________。
（二）压强对反应速率的影响
1．规律：
2．实质：对于气体反应，增大压强(减小容器容积)，相当于增大_________________，反应速率____________；反之，减小压强，反应速率___________。
常见的增大压强的形式有以下两种情况：
①恒温时：
增大压强体积缩小反应速率增大。
②恒温恒容时：
充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。
充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同)总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。
三、温度、催化剂对反应速率的影响
（一）温度对反应速率的影响
1．规律
其他条件不变时
2．实质
其他条件不变时，升高温度→____________________增加→有效碰撞概率___________→化学反应速率___________；降低温度→活化分子百分数减小→_____________________减小→化学反应速率__________。
（二）催化剂对反应速率的影响
1．规律
使用合适的催化剂，可以__________反应速率。
2．实质
使用合适的催化剂→降低反应所需的__________→活化分子百分数__________→有效碰撞概率__________→化学反应速率___________。
3．根据有效碰撞理论，外界条件改变化学反应速率的规律如下：
参考答案：
2.2
影响化学反应速率的因素
一、有效碰撞理论
1．发生化学反应
能量
取向
越快
2．有效碰撞
反应的活化能
反应热
活化能
二、浓度、压强对化学反应速率的影响
（一）1．加快
减慢
2．活化分子数
有效碰撞
加快
减慢
（二）1．加快
减慢
2．反应物的浓度
减慢
三、温度、催化剂对反应速率的影响
（一）1．加快
减慢
2．活化分子百分数
增加
加快
有效碰撞概率
减慢
（二）1．加快
2．活化能
增加
增加
加快
2.2
影响化学反应速率的因素
随堂练习
一、有效碰撞理论
1．有效碰撞是指(　　)
A．反应物分子间的碰撞
B．反应物活化分子间的碰撞
C．反应物分子发生合适取向的碰撞
D．活化分子之间发生合适取向的碰撞
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普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应；③反应物活化能越大，反应越快；④化学反应的实质是原子的重新组合；⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程；⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞。
A．①③④⑤
B．②③⑥
C．④⑤⑥
D．②④⑤
3．2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1
mol
SO2(g)氧化为1
mol
SO3(g)的ΔH＝－99
kJ·mol－1。
请回答下列问题：
(1)E1表示________；E2表示________。
(2)E1、E2的大小对该反应的反应热________影响。(填“有”或“无”)。
(3)图中ΔH＝________kJ·mol－1。
二、浓度、压强对化学反应速率的影响
1．将质量相同的锌粉分别投入下列四个烧杯的溶液中，反应速率最快的是(　　)
2．把石灰石浸入盐酸中，下列措施
①加大盐酸用量　②增大盐酸浓度　③粉碎石灰石　④增大石灰石的用量
能使反应速率增大的是(　　)
A．①②
B．②③
C．①②③
D．①④
3．一定温度下，10
mL
0.40
mol·L－1
H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
A.0～6
min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·(L·min)－1
B．6～10
min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol·(L·min)－1
C．反应至6
min时，c(H2O2)＝0.30
mol·L－1
D．反应至6
min时，H2O2分解了50%
4．增大压强(缩小反应容器体积)对下列反应的反应速率几乎无影响的是(　　)
A．2H2O＋O2===2H2O2
B．NH3＋HCl===NH4Cl
C．AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3
D．3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
5．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．增大体积使压强减小
B．体积不变充入N2使压强增大
C．体积不变充入氦气使压强增大
D．使总压强不变，充入氖气
6．在一个容积可变的密闭容器中发生反应：3Fe(s)＋4H2O(g)??Fe3O4(s)＋4H2(g)。
回答下列问题：
(1)增加Fe的量，正反应速率________(填“增大”、“不变”或“减小”，下同)。
(2)将容器容积缩小一半，正反应速率________，逆反应速率________。
(3)保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大，正反应速率________，逆反应速率________。
(4)保持压强不变，充入N2使容器容积增大，正反应速率________，逆反应速率________。
三、温度、催化剂对反应速率的影响
1．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(　　)
组别
对应曲线
c(HCl)/
mol·L－1
反应温度/℃
铁的状态
1
a
30
粉末状
2
b
30
粉末状
3
c
2.5
块状
4
d
2.5
30
块状
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2.5
mol·L－1
C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5
mol·L－1
D．第3组实验的反应温度低于30
℃
2．下列四个试管中发生如下反应：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑，产生H2的反应速率最小的是(　　)
试管
盐酸浓度
温度
锌的状态
A
0.5
mol·L－1
30
℃
块状
B
0.5
mol·L－1
30
℃
粉末状
C
1
mol·L－1
35
℃
块状
D
1
mol·L－1
35
℃
粉末状
3．改变外界条件可以影响化学反应速率，针对H2(g)＋I2(g)?2HI(g)，其中能使活化分子百分数增加的是
(　　)
①增加反应物浓度　
②增大气体的压强　
③升高体系的温度　
④使用催化剂
A．①②
B．②③
C．①④
D．③④
4．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(　　)
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
5．在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是(　　)
c
/mol·L－1v
/mmol·L－1·min－1T/K
0.600
0.500
0.400
0.300
318.2
3.60
3.00
2.40
1.80
328.2
9.00
7.50
a
4.50
b
2.16
1.80
1.44
1.08
A．a＝6.00
B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变
C．b＜318.2
D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
6．臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。
(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质是__________和________。(填分子式)
(2)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。已知：O3的起始浓度为0.021
6
mol·L－1。
pHt
/minT/℃
3.0
4.0
5.0
6.0
20
301
231
169
58
30
158
108
48
15
50
31
26
15
7
①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________。
②在30
℃、pH＝4.0
条件下，O3的分解速率为________mol/(L·min)
③据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________。(填字母代号)
a．40
℃、pH＝3.0
　b．10
℃、pH＝4.0
c．30
℃、pH＝7.0
2.2
影响化学反应速率的因素
随堂练习
一、有效碰撞理论
1．D
2．C
3．(1)正反应活化能　逆反应活化能　(2)无　(3)－198
二、浓度、压强对化学反应速率的影响
1．D
2．B
3．C
4．C
5．B
6．(1)不变　(2)增大　增大　(3)不变　不变　(4)减小　减小
三、温度、催化剂对反应速率的影响
1．D
2．A
3．D
4．D
5．D
6．(1)I2　O2　(2)①OH－　②1.00×10－4　③b、a、c
2.2
影响化学反应速率的因素
练习题
1．下列说法不正确的是(　　)
A．增大压强，活化分子百分数不变，化学反应速率增大
B．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
C．加入反应物，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
D．使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
2．增大压强对下列反应的速率无影响的是(　　)
A．CO2(g)＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
B．H2(g)＋I2(g)===2HI(g)
C．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
D．N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)
3．有气体参加的反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法是(　　)
①增大反应物浓度　②增大压强　③升高温度
④加入催化剂
A．①②③
B．②③④
C．①③④
D．③④
4．在恒容条件下，能使NO2(g)＋CO(g)?CO2(g)＋NO(g)正反应速率增大且活化分子百分数也增加的措施是(　　)
A．增大NO2或CO的浓度
B．减小CO2或NO的浓度
C．通入Ne使气体的压强增大
D．升高反应的温度
5．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验②的反应物应为(　　)
实验编号
反应物
催化剂
①
10
mL
2%
H2O2溶液
无
②
无
③
10
mL
5%
H2O2溶液
MnO2固体
A．5
mL
2%
H2O2溶液　
B．10
mL
5%
H2O2溶液
C．10
mL
2%
H2O2溶液
D．5
mL
10%
H2O2溶液
6．在一定条件下，某分解反应X(g)===Y(g)＋Z(g)的部分实验数据如下：
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
c(X)/(mol·L－1)
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
反应时间/min
60
70
80
90
100
c(X)/(mol·L－1)
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
下列有关说法正确的是(　　)
A．X的浓度越大，反应速率越快
B．X的浓度越大，分解一半时所用的时间越短
C．X的分解速率与其浓度无关
D．X的分解速率先快后慢
7．某温度下，体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．将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
8．下列生产或实验事实得出的相应结论不正确的是(　　)
选项
事实
结论
A
其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4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
A、B两支试管，各加入4
mL
0.01
mol·L－1的酸性KMnO4溶液，在A试管中加入2
mL
0.01
mol·L－1
H2C2O4溶液，在B试管中加入4
mL
0.02
mol·L－1的H2C2O4溶液，记录溶液褪色所需时间，B试管褪色时间短
当其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快
C
在容积可变的密闭容器中发生反应：2NH3(g)?N2H4(l)＋H2(g)，把容器的容积缩小一半
正逆反应速率均加快
D
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
9．反应2SO2＋O2?2SO3的ΔH＜0，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成SO3的反应速率的变化填入空格里(填写“增大”“减小”或“不变”)。
编号
改变的条件
生成SO3的速率
①
升高温度
②
降低温度
③
增大氧气的浓度
④
使用V2O5作催化剂
⑤
压缩体积
⑥
保持压强不变，充入N2
⑦
保持气体总体积不变，充入N2
10．(1)Zn粒和稀盐酸反应一段时间后，反应速率会减慢，当加热或加入浓盐酸后，反应速率明显加快。由此判断，影响化学反应速率的因素有________和________。
(2)锌与盐酸的反应速率可以通过观察____________进行判断，也可通过实验测定。通过实验测定锌与盐酸反应速率，除测量反应时间外，还需要测量的物理量是____________或____________。
(3)为探究锌与盐酸反应过程的速率变化，某同学的实验测定方法：在100
mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(氢气体积已换算为标准状况下)：
时间/min
1
2
3
4
5
体积/mL
50
120
232
290
310
①反应速率最快的时间段是__________(填“0～1
min”“1～2
min”“2～3
min”“3～4
min”或“4～5
min”)。
②2～3
min时间段，以盐酸的浓度变化来表示的反应速率(假设溶液体积不变)为____________________。
③试分析1～3
min时间段里，反应速率变快的主要原因是_____________________。
11．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－1的盐酸跟锌片反应时，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．汽车尾气中的NO和CO反应转化为无害的N2和CO2，减小压强，反应速率减慢
12．把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率随时间变化如图所示。在下列因素中，影响反应速率的因素是(　　)
①盐酸的浓度；②镁条的表面积；③溶液的温度；④Cl－的浓度
A．①④
B．③④
C．①②③
D．②③
13．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)?2NOBr(g)　ΔH＝－a
kJ·mol－1(a>0)，其反应机理如下
①NO(g)＋Br2(g)?NOBr2(g)　快
②NO(g)＋NOBr2(g)?2NOBr(g)　慢
下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A．该反应的速率主要取决于①的快慢
B．NOBr2是该反应的催化剂
C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a
kJ·mol－1
D．增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率
14．下表中是各组反应的反应物和反应温度，反应刚开始时，放出H2速率最快的是(　　)
选项
金属(粉末状)/mol
酸的浓度及体积
反应温度/℃
A
Mg,0.1
6
mol·L－1硝酸10
mL
60
B
Mg,0.1
3
mol·L－1盐酸10
mL
60
C
Fe,0.1
3
mol·L－1盐酸10
mL
60
D
Mg,0.1
3
mol·L－1硫酸10
mL
60
15．为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是(　　)
A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度下的盐酸反应时，两者快慢相同
B．盛有相同浓度双氧水的两支试管，一支加入MnO2放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快
D．升高温度，H2O2的分解速率加快，原因是反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
16．H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70
℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快
C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大
17．某探究小组用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应中溶液紫色消失快慢的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定：所用酸性KMnO4溶液的浓度可选择0.010
mol·L－1、0.001
0
mol·L－1，催化剂的用量可选择0.5
g、0
g，实验温度可选择298
K、323
K。每次实验酸性KMnO4溶液的用量和H2C2O4溶液(0.10
mol·L－1)的用量均为4
mL。
(1)写出反应的离子方程式：__________________________________________。
(2)请完成以下实验设计表：完成④的实验条件，并将实验目的补充完整。
实验编号
T/K
催化剂的用量/g
酸性KMnO4溶液的浓度/(mol·L－1)
实验目的
①
298
0.5
0.010
a.实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响；b.实验①和③探究________对反应速率的影响；c.实验①和④探究催化剂对反应速率的影响
②
298
0.5
0.001
③
323
0.5
0.010
④
____
_______
__________
(3)该反应的催化剂应选择MnCl2还是MnSO4：______，简述选择的理由：_______________________________________________________________________。
(4)某同学对实验①和②分别进行了三次实验，测得以下数据(从混合振荡均匀开始计时)：
实验编号
溶液褪色所需时间t/min
第1次
第2次
第3次
①
12.8
13.0
11.0
②
4.9
5.1
5.0
a．实验②中用KMnO4的浓度变化来表示的平均反应速率为__________(忽略混合前后溶液的体积变化)。
b．该同学分析上述数据后得出“当其他条件相同时，酸性KMnO4溶液浓度越小，所需时间就越短，即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确：______(填“是”或“否”)。
c．某同学认为不用经过计算，直接根据褪色时间的长短就可以判断浓度大小与反应速率的关系，你认为应该如何设计实验：________________________________________。
2.2
影响化学反应速率的因素
练习题
答案
1．C　
2．C　
3．D　4．D　
5．B　
6．C　
7．A　
8．B　
9．①增大　②减小　③增大　④增大　⑤增大　⑥减小　⑦不变
10．(1)温度　浓度
(2)反应放出H2的快慢　锌的质量变化　生成氢气的体积
(3)①2～3
min　②0.1
mol·L－1·min－1
③反应放热
11．D　
12．C　
13．C　
14．D　
15．A　
16．D　
17．(1)2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
(2)298　0　0.010　温度
(3)MnSO4　如果选择MnCl2，则酸性高锰酸钾溶液会和Cl－反应，而且引入Cl－无法证明是Mn2＋起了催化作用
(4)a.1×10－4
mol·L－1·min－1
b．否　
c．取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液，分别与体积相同、浓度相同的酸性高锰酸钾溶液反应
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精品试卷·第
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