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影响化学反应速率的因素【学习目标】1初步运用有效碰撞理论和活化分子等知识解释外界条件对化学反应速率的影响。2理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响。【学习过程】一、有效碰撞理论1.化学反应发生的条件：反应物微粒间的碰撞是发生反应的先决条件。2.有效碰撞：反应物微粒间能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。有效碰撞的条件是：反应物微粒要有足够的能量；反应物微粒间的碰撞有合适的取向。3.活化分子：发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有较高的能量。活化分子比普通分子所高出的能量称为活化能。（1）活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。如图所示：反应的活化能是E1，反应热是E1E2。（2）在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。二、影响化学反应速率的因素1.浓度对化学反应速率的影响(1)实验：草酸与酸性高锰酸钾的反应加入试剂2mL 0.1mol/L H2C2O42mL 0.2mol/L H2C2O4化学方程式2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2+ 8H2O实验现象KMnO4溶液（H+）褪色褪色时间褪色所需时间短褪色所需时间长实验结论在其它条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大。（2）规律：其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小反应物浓度，化学反应速率减慢。注意固体或纯液浓度为常数，增加反应物的量，化学反应速率不变(固体物质的表面积影响化学反应速率)。（3）实质：其他条件不变时，增大反应物浓度单位体积内活化分子数增多有效碰撞次数增加化学反应速率加快。反之，减小反应物浓度，化学反应速率减慢。2.压强对化学反应速率的影响（1）规律：在其他条件不变时，有气体物质参加的反应，增大压强，化学反应速率增大，减小压强，化学反应速率减慢。（2）实质：对于气体反应，增大压强(减小容器容积)，相当于增大反应物的浓度，化学反应速率加快；反之，减小压强，化学反应速率减慢。（3）推论：对于压强的改变，只有引起反应体系中物质浓度的变化才对反应速率产生影响。容器若为恒定容器,在容器内充入惰性气体,反应体系中物质浓度不变，则化学反应速率不变；容器若为恒压容器,在容器内充入惰性气体,反应体系中物质浓度减小，化学反应速率减慢。3.温度对反应速率的影响(1)实验：硫代硫酸钠与硫酸的反应试剂种类及用量5mL0.1mol/L的Na2S2O3，5mL0.1mol/L的H2SO4化学方程式Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2+ S+ H2O实验温度热水冷水出现浑浊的时间短长实验结论放入热水的一组，出现浑浊所需时间短（2）规律：其他条件不变时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。经过实验测定，温度每升高10，反应速率通常要增大到原来的24倍。（3）实质：升高温度活化分子百分数增加有效碰撞次数增多化学反应速率加快。反之，降低温度，化学反应速率减慢。4.催化剂对化学反应速率的影响（1）实验：双氧水分解实验加入试剂10mL10% H2O210mL10% H2O2 加入少量MnO2化学方程式2H2O2 2H2O + O2实验现象 带余烬的木条没有明显变化产生大量气泡，带余烬的木条实验结论MnO2对H2O2的分解起催化作用，加速反应速率（2）实验：探究不同催化剂对化学反应速率的影响不同（3）规律：选择适当的催化剂是改变反应速率常用的有效方法之一。理想的催化剂可以大幅度加快化学反应速率，提高目标产物在最终产物中的比率。实验设计实验现象实验结论在两支试管中分别加入2 mL 5% H2O2溶液，再向H2O2溶液中分别滴入0.1 mol/L FeCl3和CuSO4 溶液各1 mL ，摇匀，比较H2O2的分解速率两支试管中均有细小的气泡产生，滴入FeCl3溶液产生的气泡更快些Fe3+和Cu2+对反应都有催化作用，Fe3+的催化作用强在两支试管中各加入4mL 0.01mol/L的KMnO4溶液（H+）；2mL 0.01mol/L的H2C2O4溶液，再向其中一支试管中加入一粒黄豆大小的MnSO4固体，摇匀。记录溶液褪色所需的时间加入一粒黄豆大小的MnSO4固体的试管褪色所需的时间少Mn2+是反应的催化剂，加快反应速率取两支试管，各加入5mL 淀粉溶液和2滴碘水，然后向其中一支试管中加入1 mL2mol/L的H2SO4溶液，向另一支试管中加入1 mL唾液，震荡，观察、比较催化效果两支试管中蓝色均褪去，加入1 mL唾液的试管褪色快H2SO4溶液和唾液对反应都有催化作用，唾液的催化作用强（4）实质：使用合适的催化剂，能降低反应的活化能，使更多的分子变成活化分子，从而增大了活化分子的百分数，有效碰撞次数增多，反应速率加快。【当堂检测】1. 下列说法正确的是 ()A增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，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(即缩小反应容器的体积)，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减小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2. 已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I的溶液中，H2O2分解的机理为：H2O2IH2OIO慢，H2O2IOH2OO2I快，下列有关该反应的说法正确的是()A反应速率与I浓度有关 BIO也是该反应的催化剂C反应活化能等于98 kJmol1 Dv(H2O2)v(H2O)v(O2)3. 在一密闭容器中充入1 mol I2和1 mol H2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)(1)保持容器容积不变，向其中充入1 mol H2，反应速率_。(2)升高温度，反应速率_。(3)扩大容器体积，反应速率 _。(4)保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率_。4. 恒温恒容时，NO2和N2O4之间发生反应N2O4(g)2NO2(g)，如图所示。(1)曲线_(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间变化的曲线。(2)若升高温度，则v(正)_，v(逆)_(填“加快”或“减慢”)。(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中v(NO2)0.3 mol(Lmin)1，乙中v(N2O4)0.2 mol(Lmin)1，则_容器中反应更快。5.为比较Fe3和Cu2对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学们分别设计了如图甲、乙所示的实验装置。请回答相关问题： 甲乙(1)定性分析：如图甲可通过观察_定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_。写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式 。(2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为_，检查该装置气密性的方法是 。实验中需要测量的数据是 。答案与解析题号答案解析1D浓度和压强的变化是改变单位体积内分子的总数，活化分子的百分数不变，而单位体积内活化分子的数目与单位体积内分子总数成正比，也发生变化；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2AA将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2=2H2OO2，该反应中I作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率。B该反应中IO是中间产物，不是该反应的催化剂。C反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1 mol H2O2放出98 kJ热量，不能据此判断该反应的活化能。D由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)v(H2O)2v(O2)3(1)增大(2)增大(3)减小(4)不变4(1)Y(2)加快加快(3)乙(1)由题图可见，反应至t1时刻X的变化量为0.3 mol，Y变化量为0.6 mol，根据反应方程式N2O4(g)2NO2(g)和X、Y的变化量之比为12判断，Y表示NO2。(2)升高温度，正、逆反应速率均加快。(3)乙中v(NO2)2v(N2O4)0.4 mol(Lmin)1，大于甲容器中v(NO2)，所以乙容器中反应更快5(1)产生气泡的快慢可以排除阴离子不同对实验的干扰2H2O22H2OO2(2)分液漏斗关闭分液漏斗活塞将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位产生40 mL气体所需的时间比较化学反应速率的方法常用的有观察法和定量测定法，即可通过观察气泡产生的快慢来比较反应速率。比较阳离子的催化效果需排除阴离子干扰，应该用阴离子相同的盐作催化剂，这样可以避免因阴离子不同对实验可能产生的影响。检查装置气密性的常用方法有微热法、液差法等，另外还要结合具体情况使用合理的简单方法，如本题中可利用向外拉注射器活塞，然后观察活塞是否回到原位来判断是否漏气
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