1、第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 第2课时 影响化学反应速率的因素 活化能 这是为什么呢？ 新课导入新课导入 发酵时常用温水 炎炎夏日，食物也怕“热”， 需要及时放到电冰箱 学习目标学习目标 1 了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 2知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 变化变化观念与平衡思想观念与平衡思想： 认识化学反应速率是可以调控的，能从多角度、动态地分析外界条件改变对化学 反应速率的影响，运用化学原理解决简单的化学实际问题。 证据证据推理与模型认知推理与模型认知： 能基于证据分析外部条件对化学反应速率的影响，建立认知模型，
2、并能运用模型 分析说明外界条件改变对化学反应速率的影响。 科学科学探究与创新意识探究与创新意识： 能对影响化学反应速率的多个外界因素进行调控，设计实验探究影响化学反应速 率的因素。 核心素养核心素养 (一一)定性研究影响化学反应速率的因素定性研究影响化学反应速率的因素 实验用品 烧杯、 试管、 量筒、 试管架、 胶头滴管、 温度计、 秒表、 0.1 mol L 1 Na2S2O3 溶液、 0.1 mol L 1 H2SO4 溶液、 0.5 mol L 1 H2SO4 溶液、 5% H2O2溶液、 1 mol L 1 FeCl3 溶液、蒸馏水、热水。 活动探究活动探究 一一、影响化学反应速率的因
3、素影响化学反应速率的因素 实验方案设计 实验 序号 影响 因素 实验步骤 实验现象 浓度 相同温度下，向两支试管中分别加入 4 mL 0.1 mol L 1 Na2S2O3溶液， 然后向试管中加入 2 mL 0.1 mol L 1 H2SO4 溶液，记录出现黄色浑浊的时间；向试管中加入 2 mL 0.5 mol L 1 H2SO4 溶液，记录出现黄色浑浊的时间。实验装置如 下图： 试管中出现黄 色浑浊用的时间 短；试管中出 现黄色浑浊用的 时间长 实验 序号 影响 因素 实验步骤 实验现象 温度 取两支试管各加入 5 mL 0.1 mol L 1 Na2S2O3 溶液，另取两支 试管各加入 5
4、 mL 0.1 mol L 1 H2SO4 溶液； 将四支试管分成两 组(各有一支试管盛有 Na2S2O3溶液和 H2SO4溶液)， 一组放入 盛有冷水的烧杯中，另一组放入盛有热水的烧杯中，经 过一段时间后， 分别混合并搅拌， 记录出现黄色浑浊的时间。 实验装置如下图： 烧杯的试管中 出现黄色浑浊用 的时间短；烧杯 的试管中出现 黄色浑浊用的时 间长 实验 序号 影响 因素 实验步骤 实验现象 催化 剂 在两支试管中各加入 2 mL 5%的 H2O2溶液，再同时 向 H2O2溶液中分别加入 1 mol L 1 FeCl3 溶液和蒸馏 水各 1 mL，观察产生气泡的快慢。实验装置如下图： 试管中
5、快速产生 气泡；试管中缓慢 产生气泡 交流讨论 1实验、的反应原理是什么？(用化学方程式表示) 提示：Na2S2O3与 H2SO4反应的化学方程式为 Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O。 2由实验中实验现象得出的实验结论是什么？ 提示：出现黄色浑浊的时间越短，说明反应物的浓度越大，反应速率越大。 提示：出现黄色浑浊的时间越短，说明温度越高，反应速率越大。 4 实验的反应原理是什么(用化学方程式表示)？FeCl3溶液在反应中的作用是什 么？由实验的实验现象得出的实验结论是什么？ 提示：H2O2分解的化学方程式为 2H2O2= 催化剂 2H 2OO2，FeCl3在反应中的作 用是
6、作催化剂；产生气泡的速率快证明使用催化剂能加快化学反应速率。 3由实验中实验现象得出的实验结论是什么？ (二二)定量研究影响化学反应速率的因素定量研究影响化学反应速率的因素 通过实验测定并比较下列化学反应的速率 按右图所示安装装置，加入锌粒，然后快速加入40 mL 1 molL1稀硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。 按图示再安装一套装置，加入与前一套装置相同的锌粒， 然后再快速加入40 mL 4 molL1稀硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。 实验现象：锌与硫酸反应产生气泡；收集10 mL气体，所用时间比所用时间短。 问题探讨 1由上述实验能得出的实验结论是什么？ 提示：4 m
7、ol L 1 硫酸与锌反应比 1 mol L 1 硫酸与锌反应快。 2实验时，除浓度外，为什么要控制其他条件都相同？你知道的其他条件都有 哪些？ 提示：上述实验是一个对比实验，除浓度外，需要控制其他条件都相同，这样才 能得出不同浓度时反应速率的数据。 需要控制的其他条件有： 控制的条件 锌粒 锌粒的形状、大小、质量等必须相同 装置 装置采用的分液漏斗、锥形瓶规格必须相同； 两套装置的气密性均必须良好 环境 两套装置所处环境温度必须相同 提示：相同时间段内产生 H2体积的多少。 3利用上述实验装置还能根据哪些变化来定量测定锌与硫酸的反应速率？ 1影响因素影响因素 2外界条件对化学反应速率的影响外
8、界条件对化学反应速率的影响 (1)浓度 固体或纯液体的浓度是恒定常数，则有： a增加其用量时，化学反应速率不变。 b增大其表面积或将固体溶于溶剂中，化学反应速率增大。 气体或溶液：增大反应物浓度，反应速率增大。 归纳总结归纳总结 (2)温度 升高温度，吸热反应、放热反应的化学反应速率都增大，但吸热反应增大得多。 降低温度，吸热反应、放热反应的化学反应速率都减小，但吸热反应减小得多。 温度每升高 10 ，化学反应速率通常增大为原来的 24 倍。 (3)催化剂 催化剂同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率。在不加说明时，催化剂一般是 指能使反应速率加快的正催化剂。 (4)压强 改变压强，对化学反应
9、速率的影响的根本原因是引起浓度改变。所以在讨论压强对 反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因。 对于没有气体参与的化学反应，改变压强，对化学反应速率无影响。 对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况 .恒温恒容时： a充入气体反应物 引起 总压强增大 引起 浓度增大 引起 反应速率加快。 b充入“无关气体(如 He、Ne、Ar、N2等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下 同)” 引起 总压强增大，但各反应物浓度不变，则反应速率不变。 .恒温恒压时： a同等程度地充入相应的气体反应物 引起 体积增大，但各反应物浓度不变，则反 应速率不变。 b 充入“无关气体” 引起 体积增大 引起 各反应物
10、浓度减小 引起 反应速率减慢。 名师点拨 (1)固体物质的反应速率与表面积有关，颗粒越小，表面积越大，反应速率就越快，故 块状固体可通过研磨来增大表面积，从而加快化学反应速率。 (2)若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率 的变化(如 Fe 与稀 H2SO4反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁 遇浓 H2SO4钝化)。 (3)温度对反应速率的影响适用于任何反应， 不论是放热反应还是吸热反应， 升高温度， 反应速率都增大。 (4)催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应热的大小。 1探究 Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O 反应
11、的速率影响因素，设计 了以下实验，下列说法正确的是 ( ) 锥形瓶 0.1 mol L 1 Na2S2O3 溶液/mL 蒸馏水 0.2 mol L 1 H2SO4溶液 反应 温度 浑浊出现 时间/s 备注 1 10 0 10 20 10 2 10 x 5 20 16 3 10 0 10 50 5 第 10 秒 时浑浊 不再增多 4 10 6 4 50 8 巩固练习巩固练习 Ax6 B3 号瓶用 Na2S2O3表示的速率为 0.01 mol L 1s1 C由 2 号瓶和 3 号瓶实验结果可得温度越高反应速率越快 D由 1 号瓶和 4 号瓶实验结果可得温度越高反应速率越快 【解析】研究外界条件对反
12、应速率的影响时，需要控制唯一变量，锥形瓶 1、2、3 要保证溶液总体积为 20 mL 才能满足条件，所以由 10 x520，可得 x5，A 错误； 3 号瓶中溶液总体积为 20 mL， 所以 c0.1 mol L 1 10 mL 20 mL 0.05 mol L 1， 第 10 秒开始浑浊不再增多，即 10 s 时完全反应，所以速率为 0.005 mol L 1 s1，B 错误；2 号瓶和 3 号瓶硫酸浓度不同，温度也不同，3 号瓶温度高，硫酸浓度也大， 出现浑浊所需时间短，速率大的原因不仅是温度的影响，C 错误；1 号瓶与 4 号瓶， 4 号瓶硫酸浓度虽然小，但是温度高，出现浑浊所需时间短，
13、所以可以得出温度越 高反应速率越快，D 正确。 2某兴趣小组为探究外界条件对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下： 实验 H2C2O4溶液 酸性 KMnO4溶液 温度/ 编号 浓度/(mol L 1) 体积/mL 浓度/(mol L 1) 体积/mL 0.10 2.0 0.01 3.0 25 0.20 2.0 0.01 3.0 25 0.20 2.0 0.01 3.0 50 (1)实验时发生反应的化学方程式为_； 为了顺利观察到酸性KMnO4溶液紫色褪去， 起始时需要满足n(H2C2O4)n(KMnO4) _。 (2)探究反应物浓度对反应速率影响的是实验_(填编号，下同)，探究反应 温度对反
14、应速率影响的是实验_。 (3)测得实验中溶液褪色的时间为30 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这 段时间内平均反应速率v(KMnO4)_。 (4)实验过程中发现：在开始反应的一段时间内，反应速率较小，溶液褪色不明 显；但不久反应速率明显增大，溶液很快褪色。导致上述现象的原因可能是 _。 【答案】 (1)5H2C2O42KMnO43H2SO4=10CO22MnSO4K2SO48H2O 52 (2) (3)2 10 4 mol L1 s1 (4)该反应中生成的 Mn2 是催化剂 【解析】(1)实验时发生的反应为 2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO4 10CO28H2O
15、；为了顺利观察到酸性 KMnO4溶液紫色褪去，起始时必须满足高 锰酸钾的物质的量小于草酸的物质的量，根据反应方程式可知，n(H2C2O4) n(KMnO4)52； (2)探究反应物浓度对化学反应速率影响，除了浓度不同，其他条件必须完全相同， 满足条件的实验编号是和；探究温度对化学反应速率影响，必须满足除了温 度不同，其他条件完全相同，满足此条件的实验编号是和； (3)草酸的物质的量为： 0.10 mol L 1 0.002 L0.000 2 mol， 高锰酸钾的物质的量为： 0.010 mol L 1 0.003 L0.000 03 mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为 0.000 2 mo
16、l0.000 03 mol203，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高 锰酸钾的浓度为： 0.010 mol L 1 0.003 L 0.002 L0.003 L 0.006 mol L 1，这段时间内平均反应速 率 v(KMnO4)0.006 mol L 1 30 s 2 10 4 mol L1 s1； (4)实验过程中发现：在开始反应的一段时间内，反应速率较小，溶液褪色不明显； 但不久反应速率明显增大，溶液很快褪色。导致上述现象的原因除了温度的影响 外，反应中生成的 Mn2 作催化剂，加快了反应速率，也会出现上述现象。 联想质疑联想质疑 二二、活化能活化能 (一一)有效有效碰撞理
17、论与活化能碰撞理论与活化能 情境素材 1基元反应发生的先决条件是反应物粒子必须发生碰撞。以气体反应为例，任 何气体分子间的碰撞次数都是非常巨大的。通常情况下，当气体的浓度为1 mol L 1时，在每立方厘米、每秒内，反应物分子的碰撞可达到1028次，如果反应物分 子间任何一次碰撞都能发生反应的话，反应只需105秒就可以完成，但为什么有 些气体间的反应却比较慢，不是瞬间完成的呢？以下是HI气体分解反应中分子碰 撞示意图： A B C 图1 A 中分子能量较低，B 中碰撞取向不合适，C 为有效碰撞。 2HI 分解的能量变化如下图所示： 图2 情境探究 1图 1 A 中分子的能量较低，HI 分子之间
18、的碰撞为什么不能发生化学反应？什么 是活化分子？ 提示：图 1A 中分子具有的能量较低，这种分子不是活化分子，它们之间的碰撞 为无效碰撞，不能使 HI 发生反应。发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这 种分子叫做活化分子。 2图 1 B 中 HI 的分子为活化分子，它们之间碰撞后能否使 HI 发生分解反应？其 原因是什么？ 提示：不能；因为活化分子碰撞时还要有合适的取向，而图 1B 中的碰撞取向不 合适；这种碰撞也是无效碰撞，不能使 HI 发生反应。 3图 1 C 中 HI 分子间的碰撞使 HI 发生反应，其原因是什么？什么叫有效碰撞？ 提示：活化分子碰撞时有合适的取向，这样碰撞能使 HI
19、分子内的共价键断裂形 成自由基(I )，然后自由基结合生成分子，从而发生化学反应。能够发生化学反应 的碰撞叫做有效碰撞。 提示：E1表示反应的活化能；E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量(或表 示逆反应的活化能)；活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之 差叫做反应的活化能。 5HI 的分解反应是放热反应还是吸热反应？反应的 H 是多少？(用 E1、E2表示) 提示：HI 的分解反应是吸热反应，HE1E2。 4图 2 中 E1、E2表示的含义是什么？什么叫活化能？ 1基元反应与反应历程基元反应与反应历程 基元反应：一个化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，每一步反应都称为基 元反
20、应。 反应历程：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，反应历 程又称反应机理。 自由基：像上述反应历程中的I一样，带有单电子的原子或原子团叫自由基，如 O自由基。 归纳总结归纳总结 2有效碰撞理论与活化能有效碰撞理论与活化能 如图所示： 图中E1指反应的活化能，E1E2是反应热。 3化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系 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。如图所示： 情境素材 工业合成氨的反应为 N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJmol 1；在无催 化剂时，
21、氨的合成反应的活化能很高，大约 335 kJ mol 1。加入铁触媒催化剂后， 反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应活化能为 126167 kJ mol 1，第二阶段的反应活化能为 13 kJmol1。反应图示如下： ( (二二) )运用有效碰撞理论解释外界因素对反应速率的影响运用有效碰撞理论解释外界因素对反应速率的影响 联想质疑联想质疑 情境探究 1用碰撞理论解释，一定温度下密闭容器中进行合成氨的反应，增大 N2和 H2的浓 度，为什么能加快化学反应速率？ 提示： 增大 N2和 H2的浓度， 即增大单位体积内活化分子的数目、 有效碰撞次数增加， 反应速率加快。 2用碰撞理论
22、解释，密闭容器中进行合成氨的反应，为什么升高温度会使化学反应 速率增大？ 提示：升高温度，反应物分子的能量增加，会使一部分原来能量较低的分子变成活化分 子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，有效碰撞次数增加，反应速率加快。 3 用碰撞理论解释， 一定温度下， 在容积可变的容器中进行合成氨的反应， 缩小容积， 增大压强，为什么能加快化学反应速率？ 提示：一定温度下，缩小容积，增大压强，会使反应物的浓度增大，即增大了单位 体积内活化分子数目，有效碰撞次数增加，反应速率加快。 4从有效碰撞微观角度解释合成氨工业中，铁触媒为什么能提高反应速率？ 提示：从能量变化图上看，使用铁触媒能降低反应的活化
23、能，使更多的反应物分子 成为活化分子，提高了活化分子的百分数，有效碰撞次数增多，反应速率加快。 外界因素影响化学反应速率的原因外界因素影响化学反应速率的原因 影响 外因 单位体积内 有效碰 撞几率 化学反 应速率 分子 总数 活化 分子数 活化分子百 分数 增大反应 物浓度 增加 增加 不变 增加 加快 增大压强 增加 增加 不变 增加 加快 升高温度 不变 增加 增大 增加 加快 催化剂 不变 增加 增大 增加 加快 归纳总结归纳总结 名师点拨 (1)活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应，活化分子需要在合适的取向上碰撞 才能发生化学反应。 (2)改变活化分子百分数的外界因素只有温度和催化剂，
24、改变浓度和压强只改变分 子总数。 (3)使用催化剂能同等程度地降低正、逆反应的活化能，使正、逆反应的反应速率 同等程度地加快。 1下列说法正确的是 ( ) A一定条件下，增大反应物的量会加快化学反应速率 B增大压强，肯定会加快化学反应速率 C升高温度，无论吸热还是放热反应，v正、v逆均增大 D催化剂不影响反应的活化能，但能增大单位体积内活化分子百分数，加快反应速 率 巩固练习巩固练习 C 【解析】一定条件下，增大固体反应物的量不会加快化学反应速率，A 错误；若 反应体系中无气体参与，增大压强，化学反应速率不变，B 错误；升高温度，v正、 v逆均增大，与反应吸热还是放热无关，C 正确；催化剂能降
25、低反应的活化能，能 增大单位体积内活化分子百分数，加快反应速率，D 错误。 2反应 AC 分两步进行：AB BC。反应过程的能量变化曲线如图 所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列说法错误的是 ( ) A三种物质中 B 最不稳定 BAB 反应的活化能为 E1 CBC 反应的 HE4E3 D整个反应的 HE1E2E3E4 C 【解析】由反应过程的能量曲线图可知，A、B、C 三种物质中，物质 B 的能量最高， 能量越高，越不稳定，则三种物质中 B 最不稳定，A 项正确；反应物 A 的分子变成 活化分子需吸收的能量为 E1，所以 AB 反应的活化能为 E1，B 项正确；物质 B 的能量比物质
26、 C 的能量高，故 BC 为放热反应，HE3E4，C 项错误；整个 反应的 HHABHBCE1E2E3E4，D 项正确。 控制变量思想在探究实验中有重要应用， 下列实验对影响化学反应速率的因素进行探 究。 .催化剂对速率的影响 探究Fe3 和Cu2对H2O2 分解的催化效果： 在两支试管中各加入2 mL 5%的H2O2溶液， 再向其中分别滴入 1 mL 浓度均为 0.1 mol L 1 的 FeCl3溶液和 CuSO4溶液。 (1)H2O2分解的化学方程式是 _。 提示：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下发生的化学反应方程式为 2H2O2= MnO2 2H2OO2。 能力提升能力提升 (2)有同学
27、建议将 CuSO4改为 CuCl2溶液，理由是_；还有同 学认为即使改用了 CuCl2溶液，仍不严谨，建议补做对比实验：向 2 mL 5%的 H2O2 溶液中滴入的试剂及其用量是_。 提示：比较不同催化剂的催化效果，应该排除其他因素的干扰，氯化铁和硫酸铜中 阴阳离子均不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用，将硫酸铜改为氯化 铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰；补做对比实验向 2 mL 5%的 H2O2溶液中滴入 1 mL 0.3 mol L 1 或者 0.2 mol L 1 NaCl 或 KCl 溶液。 .浓度对速率的影响 实验方案：混合试剂 1 和试剂 2，记录溶液褪色所需的
28、时间。 实验 1 实验 2 试剂 1 2 mL 0.1 mol L 1 的草酸溶液 2 mL 0.2 mol L 1 的草酸溶液 试剂 2 4 mL 0.01 mol L 1 的酸性高锰酸钾溶液 4 mL 0.01 mol L 1 的酸性高锰酸钾溶液 (3)配平下列化学方程式： KMnO4_H2C2O4_=_K2SO4_MnSO4_CO2_H2O (4)实验 1 中 t min 时溶液褪色，用草酸表示的反应速率 v(H2C2O4)_mol L 1 min1。联系实验 1、2，预期结论是_。 提示：(3)氧化还原反应中，化合价升高的总数等于化合价降低的总数，所以 KMnO4MnSO4锰元素化合价
29、由75 价，1 个 KMnO4分子得 5 个电子， H2C2O4CO2碳元素化合价32 价，1 个 H2C2O4失去 2 个电子，所以得失电 子最小公倍数为 10，所以 KMnO4前系数为 2，H2C2O4前系数为 5，其他元素根据 原子守恒配平化学方程式为 2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO4 10CO28H2O。 (4)由 2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O 可知， 0.01 4 10 3 0.1 2 103 草 酸 过 量 ， 消 耗 草 酸 的 物 质 的 量 为 5 0.01 4 10 3 2 mol， 浓 度
30、变 化 为 5 0.01 4 10 3 2 mol （24） 10 3 L 1 60 mol L 1，所以 v(H2C2O4) 1 60 mol L 1 t min 1 60t mol L 1 min 1， 联系 1、 2 实验可知， 其他条件相同时， H2C2O4 溶液浓度越大， 酸性 KMnO4 溶液褪色越快，反应速率也越快。 (5)n(CO2)随时间的变化如下图 1 所示， 其变化的原因是_ _。 提示：生成的 Mn2 具有催化作用，由图可知，开始阶段 CO2 的生成速率随 Mn2 浓度增大而加快，一段时间后，反应物浓度减小且浓度影响为主，CO2的生成速 率变慢。 (6)研究发现 KMn
31、O4溶液的酸化程度对反应的速率也有较大影响，用不同浓度的硫 酸进行酸化，其余条件均相同时，测得反应溶液的透光率(溶液颜色越浅，透光率越 高)随时间变化如图 2 所示，由此得出的结论是_ _。 提示：由图可知，在其他条件相同时，硫酸的浓度越大，高锰酸钾褪色越快，其反 应速率越快。 归纳总结归纳总结 在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的 影响均需控制其他因素相同或不变，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该 类问题。 实验 浓度 50 mL 4 mol L1 硫酸 50 mL 2 mol L1 硫酸 50 mL 4 mol L1 硫酸 50 mL 4 mol
32、L1 硫酸 温度 20 20 20 40 固体 形状 6.5 g 块状Zn 6.5 g 块状Zn 6.5 g 粉末状Zn 6.5 g 块状Zn 1某同学为了研究外界条件对化学反应速率的影响设计了如下一系列的实验，在 实验过程中收集产生的气体，并记录获得相同体积的气体所需的时间。 (1)中化学反应速率由快到慢的顺序为_(填序号，下同)。 (2)探究浓度对化学反应速率影响的是_；探究温度对化学反应速率影响的 是_；探究_对化学反应速率影响。 举一反三举一反三 固体的表面积(或反应物的接触面积) 【解析】(1)中其他条件相同，影响化学反应速率的主要因素是温度，温度高的反 应速率快，所以反应速率：；中
33、其他条件相同，影响反应速率的主要因素 是浓度，浓度大的速率快，因此反应速率：，则中化学反应速率由快到 慢的顺序为。(2)组中其他条件相同，硫酸溶液的浓度不同，因此探究浓度 对化学反应速率影响的是；组中其他条件相同，温度不同，因此探究温度对 化学反应速率影响的是；组中其他条件相同，锌的表面积不同，因此探究的 是固体的表面积(或反应物的接触面积)对化学反应速率的影响。 2碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用 0.20 mol L 1 KI 溶液、0.4%淀粉溶 液、0.20 mol L 1 K2S2O8 溶液、0.010 molL 1 Na2S2O3 溶液等试剂，探究反应条件 对化学反应速率的
34、影响。 已知：S2O2 8 2I =2SO2 4 I2(慢) I22S2O2 3 =2I S4O2 6 (快) (1)向KI、 Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液， 当溶液中的Na2S2O3 耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2O2 3 与 S2O2 8 初始的 物质的量需满足的关系为 n(S2O2 8 )n(S2O2 3 )_。 (2)如果实验中不使用 Na2S2O3溶液，可能存在的不足是_ _。 12 显色时间太短，不易测量 实验 序号 试剂体积V/mL 显色时 间t/s K2S2O8溶液 KI溶液 水 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 10 1
35、0 0 4 1 26.8 5 10 5 4 1 54.0 2.5 10 V1 4 1 108.2 10 5 5 4 1 53.8 5 7.5 7.5 4 V2 t1 (3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表： 表中V1_mL，理由是_；V2_mL， 理由是_。显色时间t1大约是_。 (4)根据表中数据可以得出的结论是_ _。 7.5 保证每次实验溶液总体积相等 1 保证淀粉溶液的用量相同 72.0 s(54.072.0 s) 反应速率与反应物浓度成正比关系(或反应 物浓度越大，反应速率越快) 【解析】(1)由已知可得，向 KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量
36、的 K2S2O8 溶液，先发生反应 S2O2 8 2I =2SO2 4 I2(慢)，后发生反应 I22S2O2 3 =2I S4O2 6 (快)，当溶液中的 Na2S2O3耗尽后，碘才能与淀粉作用使溶液颜色由无色变 为蓝色， 根据方程式 S2O2 8 2I =2SO2 4 I2可知， 生成 1 mol I2需 1 mol S2O2 8 ， 根据 I22S2O2 3 =2I S4O2 6 可知，I2与 S2O2 3 的物质的量的关系为 12，即 1 mol I2需 2 mol S2O2 3 ，恰好反应时 n(S2O2 8 )n(S2O2 3 )12，为确保能观察到 蓝色，碘需有剩余，则 S2O2
37、 3 应少量，所以 n(S2O2 8 )n(S2O2 3 )12。 (2)如果实验中不使用 Na2S2O3溶液，可能存在的不足是显色时间太短，不易测量。 (3)该实验探究反应物浓度对化学反应速率的影响，实验与实验对照，溶液体积 均是 25 mL，为确保溶液体积不变，所以 V17.5 mL，理由是保证每次实验溶液总体 积相等。V21 mL，理由是保证淀粉溶液的用量相同。对比几组实验数据，显色时间 t1大约是 72.0 s。 (4)根据表中数据可以得出的结论是：反应速率与反应物浓度成正比关系，即反应物 浓度越大，反应速率越快。 1影响化学反应速率的因素有多方面，如浓度、压强、温度、催化剂等。下列有
38、关 说法不正确的是 ( ) A增大体系压强不一定能加快反应速率 B增大浓度能增加反应体系中活化分子的百分数 C催化剂能改变反应的活化能 D升高温度能增加反应物分子之间的有效碰撞次数 当堂当堂检测检测 B 【解析】恒温恒容下，通入不反应的气体，增大压强，反应气体物质的浓度不变， 气体的反应速率不变，因此增大体系压强不一定能加快反应速率，故 A 正确；浓度 增大，活化分子百分数不变，增大单位体积内分子总数，增大了单位体积内活化分 子的数目，有效碰撞增大，反应速率加快，故 B 错误；催化剂改变反应历程，从而 改变反应的活化能，故 C 正确；升高温度，增大活化分子百分数，增大单位体积内 的活化分子数目
39、，有效碰撞增大，反应速率加快，故 D 正确。 2常温下，分别将四块形状相同，质量为 9 g 的铁块同时投入下列四种溶液中，产 生气体速率最快的是 ( ) A200 mL 2 mol L 1 HCl B500 mL 2 mol L 1 H2SO4 C100 mL 3 mol L 1 HCl D500 mL 18.4 mol L 1 H2SO4 B 【解析】200 mL 2 mol L 1 HCl 中 c(H)2 mol L1；500 mL 2 mol L1 H2SO4 中 c(H )2 mol L1 24 mol L1； 100 mL 3 mol L1 HCl 中 c(H)3 mol L1； 5
40、00 mL 18.4 mol L 1H2SO4 为浓硫酸，主要以电解质分子存在，溶液中 c(H )很 小。上述溶液中 c(H )最大值是 4 mol L1，故合理选项是 B。 3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 C 【解析】增大压强，单位体积内活化分子的数目增加，活化分子的百分数不变， 反应速率增大，故 A 正确；升高温度，给分子提供能量，活化分子的百分数增大， 反应速率增大，故 B 正确；加入反应
41、物，反应物的浓度增大，单位体积内活化分 子的数目增加，但活化分子的百分数不变，故 C 错误；催化剂可以降低反应的活 化能，增大活化分子百分数，故 D 正确。 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 工业制硫酸的过程中，在 SO3的吸收阶段，喷洒浓硫酸 吸收 SO3 增大气液接触面积，使 SO3 的吸收速率增大 C 在容积不变的密闭容器中发生反应： 2NH3(g) N2(g)3H2(g)，向其中通入氩气 反应速率减慢 D A、 B 两支试管中分别加入等体积 5%
42、的 H2O2溶液， 在 B 试管中加入 23 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 4下列生产或实验事实引出的结论不正确的是 ( ) C 【解析】只有温度不同，温度高，反应产生沉淀的时间缩短，说明升高反应温度， 化学反应速率加快，A 正确；在 SO3的吸收阶段，当从上向下喷洒浓硫酸时，浓硫 酸与 SO3接触面积增大，吸收 SO3更快，更多，可以说明增大接触面积，化学反应 速率加快，B 正确；在容积不变的密闭容器中再充入氩气，反应混合物的浓度不变， 因此化学反应速率不变， 并不会变小， C 错误； 两个试管中 H2O2的浓度和体积相同， B
43、试管中加入 23 滴 FeCl3溶液，A 中无催化剂，结果 B 中产生气泡快，能说明催 化剂可以改变化学反应速率，D 正确。 5SO2歧化反应的方程式为 3SO22H2O=2H2SO4S，I 可以作为水溶液中 SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将补充完整。 (1).SO24I 4H=S2I22H2O .I22H2O_=_2I (2)探究、反应速率与 SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将 18 mL SO2 饱和溶液加入2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中) 序号 A B C D 试剂 组成 0.4 molL 1 KI a molL 1 KI 0.
44、2 molL 1 H 2SO4 0.2 molL 1 H2SO4 0.2 mol L 1 KI 0.000 2 mol I2 实验 现象 溶液变黄，一段时 间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊 较 A 快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变 成黄色，出现浑浊较 A 快 B 是 A 的对比实验，则 a_。 比较 A、B、C，可得出的结论是_ _。 实验表明，SO2的歧化反应速率 DA。结合、反应速率解释原因： _。 【答案】(1)SO2 SO2 4 4H (2)0.4 I 是 SO2 歧化反应的催化剂，H 单独存在时不具有催化作用，但 H 可以加快歧化反应速率 反应比快；D 中由反应产生的 H 使
45、反应加快 【解析】(1)SO2歧化反应的离子方程式为 3SO22H2O=4H 2SO2 4 S，反应 可由(SO2的歧化反应反应) 2 得到，则反应的离子方程式为 I22H2O SO2=SO2 4 4H 2I。(2)由于 B 是 A 的对比实验，所以两组实验中 KI 的浓 度必须相同，即 a0.4。A 说明 I 能催化 SO2 发生歧化反应。C 中无明显现象， 说明 H 单独存在时不具有催化作用， 不能使 SO2 歧化反应速率加快。 B 中溶液变黄， 出现浑浊较 A 快，结合 C 可知，增强溶液的酸性，可增强 I 的催化效果。由于 I 催化 SO2 的歧化反应是与两个过程分步进行，所以两个反应中任何一个反应 的速率都会影响总反应的速率。D 中直接加入 I2，故反应可立即发生，而由反应 产生的 H 可使反应速率加快，所以 D 的反应速率比 A 快。
