摘要:(二) 影响化学反应速率的因素 1. 内因:物质本身结构及性质是反应速率的主要决定因素. 例如:石油.煤的形成需要极其漫长的历史.而爆炸性的反应却在瞬间完成. 分子要起反应.必须相互接触碰撞.但并不是每一次都能发生化学反应.能发生化学反应的只是少数能量较高的“活化 分子.“活化 分子所进行的碰撞叫有效碰撞.活化能是活化分子的平均能量与反应物平均能量之差. 如图所示.图中E表示活化分子的平均 能量,Ea.Ea’分别表示正.逆反应的活化能, E1.E2分别表示反应物分子和生成物分子的 平均能量.由图可以看出: 正反应的活化能:Ea = E – E1 逆反应的活化能:Ea’ = E – E2 若Ea < Ea’.表示正反应放热.逆反应吸热. 图 活化能的概念 2. 外因:外界条件在一定范围内影响反应速率.如浓度.温度.压强.催化剂及其它. (1) 温度:升高温度不论对放热反应还是吸热反应.反应速率总是增大的. 一般每升高10℃,反应速率增大到原来的2-4倍. 在浓度一定时.温度升高.反应物分子的平均能量增加.反应物分子中活化分子百 分数增加.有效碰撞次数增多.从而加大了反应速率. 注意: 温度对反应速率的影响实际上是比较复杂的.有的反应随温度的升高.反应速率不一定加快.例如用酶催化的反应.酶只有在适宜的温度下活性最大.反应速率才达到最大.故在许多工业生产中温度的选择不许考虑催化剂的活性温度范围. (2) 浓度: ① 若增加一种物质的浓度(不论是反应物还是生成物)后.活化分子百分数增加.单位体积内活化分子数目增多.有效碰撞次数增多.反应速率总是加快,反之.则减小. ② 固体或纯液体浓度视为常数.它们物质的量的变化不会引起反应速率的变化.故不能用它表示反应速率.但固体颗粒的大小导致接触面的大小.故影响反应速率. (3) 压强:有气体物质参与.其它条件不变. ① 增大压强.容器体积减小反应速率总是增大.反之减小. ② 恒容条件.增加与反应无关的气体.容器总压增加.但与反应有关的气体物质各自的分压不变.各自浓度不变.故反应速率不变. ③ 恒压条件.增加与反应无关的气体.容器体积增加.对于反应有关的气体物质相当于减压.故反应速率减小. 总之.有气体参加的反应.压强的影响.实质上是指容器容积的改变.导致各气体的浓度同等程度的改变.从而影响反应速率. 4.催化剂对反应速率的影响 催化剂是通过降低反应的活化能.使活化分子百分数增大.活化分子增多来加快反应速率的.催化剂虽然在反应前后的质量和化学性质没有发生变化.但它却参与了化学变化过程.改变了原来的反应历程. 需要注意的是: (1)对于可逆反应.催化剂能同等程度地改变正.逆反应速率.在一定条件下.正反应的优良催化剂必定是逆反应的优良催化剂. (2)使用催化剂只能改变反应途径.不能改变反应的始态和终态.故催化剂只能加快反应达到平衡时的时间.而不能改变平衡状态.反应的热效应也和催化剂的存在与否无关. (3)催化剂只能加速热力学上认为可以实现的反应.对于热力学计算不能发生的反应.任何催化剂都不能改变反应发生的方向. (4)催化剂可以加快化学反应速率.也可以减慢化学反应速率.前者称之为正催化剂.后者称之为负催化剂.通常情况下.正催化剂用得较多.因此.若无特殊说明.都是指正催化剂而言. 5. 其它:如光.射线.超声波.反应溶剂.反应物的颗粒大小.形成原电池等因素等均可能引起化学反应速率的变化.

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影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。

实验一:甲同学利用Al、Fe、Mg和2 mol·L-1的稀硫酸,设计实验方案研究影响反应速率的因素。

研究的实验报告如下表:

实验步骤

现象

结论

①分别取等体积的2 mol·L-1硫酸于试管中;②分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg

反应快慢:Mg>Al>Fe

反应物的性质越活泼,反应速率越快

(1)该同学的实验目的是________________________;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是________________________。

(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用下图装置同温下进行定量实验。用大小形状相同的Fe分别和0.5 mol·L-1及2 mol·L-1的足量稀硫酸反应。通过______________可以说明浓度对化学反应速率的影响。

实验二:已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在开始一段时间内,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。

(1)针对上述现象,某同学认为该反应放热,导致溶液温度上升,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是________________的影响。

(2)若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,可以在反应一开始时加入____________。

A.硫酸钾          B.硫酸锰           C.氯化锰           D.水

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本题分两个题目.
Ⅰ、影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题.

(1)现设计如下实验方案探究温度和c(H2SO4)对锌与稀硫酸反应速率的影响.
①请在表格空白处填写适当的反应条件.
编号 实验目的 锌粒 温度 c(H2SO4 需测量的数据
为以下实验作参照 3粒 25℃ c1 a
探究温度对反应速率的影响 3粒 50℃
c1
c1
b
探究浓度对反应速率的影响 3粒
25℃
25℃
c2 d
(注:在实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,锌粒表面积相同)
②“需测量的数据”是
一定时间内收集到的气体体积或收集一定体积的气体所需要的时间
一定时间内收集到的气体体积或收集一定体积的气体所需要的时间

(2)对于实验Ⅰ,锌粒与H2SO4反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示.请在图3中画出上述反应的速率(mL/min)与时间(min)的关系曲线图.
Ⅱ、在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸.在不同情况下可能有以下关系:
A.b>a>c   B.b>a=c   C.c>a>b     D.c>a=b   E.a=b>c
请从上述选项中选择合适的答案.
(3)当三种酸溶液pH相同时,三者物质的量浓度关系顺序是
C
C

(4)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是
B
B

(5)当三者c(H+)相同、体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),反应所需时间的长短关系是
D
D
(认为H2SO4第二步电离完全,并忽略阴离子对反应速率的影响).
(6)将pH相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是
D
D
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(12分)(一)、下列各项分别与哪个影响化学反应速率的因素的关系最为密切?
(1)硫在氧气中比在空气中燃烧剧烈         
(2)MnO2加入双氧水中反应更剧烈         
(3)同质量的铁片和铁粉与足量的同浓度的盐酸反应,后者先反应完         
(4)镁粉在冷水中反应仅有微量气泡逸出,但加热时则有大量气泡产生         
(二)、氮化硅是一种新型陶瓷材料,它可由石英晶体与焦炭颗粒在高温的氮气流中,通过如下反应制得:3SiO2 + 6C + 2N2Si3N4 + 6CO,该反应过程中的能量变化如图所示;回答下列问题:

(1)上述反应中的还原剂是         ,还原产物是       
(2)若反应中测得生成4.48 L CO气体(标准状况下),则转移的电子数为        
(3)该反应是         (填“吸热”或“放热”)反应。
(三)、在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示:

(1)写出该反应的化学方程式为                  
(2)比较t2时刻,正逆反应速率大小(正)     (逆)。(填“>”、“=”、“<”)。.
(3)若t2=2min,计算反应开始至t2时刻,M的平均化学反应速率为             
(4)t3时刻化学反应达到平衡时反应物的转化率为         

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(12分)(一)、下列各项分别与哪个影响化学反应速率的因素的关系最为密切?
(1)硫在氧气中比在空气中燃烧剧烈         
(2)MnO2加入双氧水中反应更剧烈         
(3)同质量的铁片和铁粉与足量的同浓度的盐酸反应,后者先反应完         
(4)镁粉在冷水中反应仅有微量气泡逸出,但加热时则有大量气泡产生         
(二)、氮化硅是一种新型陶瓷材料,它可由石英晶体与焦炭颗粒在高温的氮气流中,通过如下反应制得:3SiO2 + 6C + 2N2Si3N4 + 6CO,该反应过程中的能量变化如图所示;回答下列问题:

(1)上述反应中的还原剂是         ,还原产物是       
(2)若反应中测得生成4.48 L CO气体(标准状况下),则转移的电子数为        
(3)该反应是         (填“吸热”或“放热”)反应。
(三)、在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示:

(1)写出该反应的化学方程式为                  
(2)比较t2时刻,正逆反应速率大小(正)     (逆)。(填“>”、“=”、“<”)。.
(3)若t2=2min,计算反应开始至t2时刻,M的平均化学反应速率为             
(4)t3时刻化学反应达到平衡时反应物的转化率为         
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