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高中化学|影响化学反应速率的因素完整总结,四大外界因素一次搞懂

高中化学|影响化学反应速率的因素完整总结,四大外界因素一次搞懂

上一篇我们讲了化学反应速率怎么算,这篇讲它到底受什么影响。浓度、温度、催化剂、压强——这四个外界条件,几乎每年高考选择题都要考一道,而且经常和实验现象绑在一起出。

这篇文章把 Na2S2O3+H2SO4 浑浊实验、H2O2 分解实验、硫酸与锌定量实验全部梳理清楚,最后附方法总结和课后习题(含答案解析),建议收藏打印。

01 定性实验:三大外界因素怎么影响速率

【实验原理】用两个经典反应做载体:

① Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O(生成淡黄色硫沉淀,溶液变浑浊,可用"出现浑浊的快慢"判断速率);

② 2H2O2催化剂2H2O+O2↑(可用"产生气泡的快慢"判断速率)。

【因素一:浓度】其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大。

实验现象:两组 Na2S2O3和H2SO4混合,均出现浑浊,但浓度大的一组出现浑浊更快。

【因素二:温度】其他条件相同时,升高温度,反应速率增大;降低温度,反应速率减小。

实验现象:两组 Na2S2O3和H2SO4混合,均出现浑浊,但70 ℃热水浴那一组首先出现浑浊。

【因素三:催化剂】催化剂能改变化学反应速率(中学阶段一般指加快)。

实验现象:两组 H2O2 溶液,一组不加催化剂无明显现象,另一组加入催化剂后出现大量气泡。

02 定量实验:浓度对速率的影响

【实验设计】取 40 mL 1 mol·L-1 硫酸和 40 mL 4 mol·L-1 硫酸,分别加入相同大小、相同质量的锌粒,测定反应时间。

加入试剂

反应时间

反应速率

实验结论

40 mL 1 mol·L-1 硫酸

长

慢

4 mol·L-1 硫酸与锌反应比 1 mol·L-1 硫酸与锌反应的速率快。

40 mL 4 mol·L-1 硫酸

短

快

记住这一点:其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越快;这和 01 节浑浊实验的结论一致,只是这一组用锌粒和硫酸做了定量对比。

03 压强:只对气体反应"开刀"

【适用范围】压强只对有气体参加的反应有影响;对于只有固体、液体的反应,压强改变对速率几乎没有影响。

【影响逻辑】对于气体来说,在一定温度下,一定质量的气体所占体积与压强成反比。

① 其他条件不变时,增大压强 → 气体体积缩小 → 气体浓度增大 → 反应速率增大;

② 减小压强 → 气体体积增大 → 气体浓度减小 → 反应速率减小。

一句话总结:压强改变速率,本质还是通过改变气体浓度实现的;恒温恒容下充入惰性气体、各反应物浓度不变,速率也不变。

04 方法总结与易错点

【四大因素对比记忆】

  1. 浓度:其他条件不变,增大反应物浓度,速率增大。
  2. 温度:升温速率增大,降温速率减小(适用所有反应)。
  3. 催化剂:改变化学反应速率,中学阶段一般指加快;不同催化剂效果不同。
  4. 压强:只影响有气体参加的反应;加压→体积缩小→浓度增大→速率增大。

【易错点提醒】

  1. 压强对速率的影响,本质是改变气体浓度;恒温恒容下充入不反应气体,速率不变。
  2. 催化剂能同等程度改变正、逆反应速率,但不改变反应的始态终态,不改变反应热。
  3. 升高温度,不管是吸热反应还是放热反应,速率都增大(只是增大的倍数不同)。
  4. 实验题里要控制变量:探究浓度就保持温度相同、催化剂相同、锌粒大小相同。

05 课后习题

一、选择题(5道)

1. 下列措施肯定能使化学反应速率增大的是( )

A. 增大反应物的量  B. 增大压强  C. 升高温度  D. 使用催化剂

答案:C

解析:增大反应物的量如果是固体或纯液体,浓度不变速率不变,A 错;增大压强只对有气体参加的反应有影响,B 错;催化剂也可能减慢反应(负催化剂),D 错;升高温度对任何反应都加快,C 对。

2. 用 Zn 与稀硫酸反应制取 H2 时,下列措施不能加快 H2 生成速率的是( )

A. 适当升高反应温度  B. 将锌粒改为锌粉  C. 用浓硫酸代替稀硫酸  D. 滴加少量 CuSO4 溶液

答案:C

解析:浓硫酸与 Zn 反应生成 SO2 而不是 H2,且会钝化,不能加快 H2 生成;升温、增大接触面积、形成原电池都能加快。

3. 下列各组反应(表内物质均为反应物),反应刚开始时,放出 H2 速率最快的是( )

A. 锌粒+10 mL 3 mol·L-1 盐酸(20 ℃)

B. 锌粉+10 mL 3 mol·L-1 盐酸(20 ℃)

C. 锌粒+10 mL 3 mol·L-1 盐酸(40 ℃)

D. 锌粉+10 mL 3 mol·L-1 盐酸(40 ℃)

答案:D

解析:温度越高(40 ℃>20 ℃)、接触面积越大(锌粉>锌粒),反应速率越快,D 组两个条件都最优。

4. 对于在密闭容器中进行的反应 N2(g)+3H2(g)===2NH3(g),下列条件不能加快反应速率的是( )

A. 缩小容器体积  B. 充入更多 N2  C. 保持容器体积不变,充入 He  D. 升高温度

答案:C

解析:恒温恒容充入 He,反应物 N2、H2 的浓度不变,速率不变;缩小体积、充入 N2、升温都能加快。

5. 下列说法正确的是( )

A. 增大反应物浓度,可增大活化分子百分数,从而使反应速率增大

B. 升高温度能使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能量

C. 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

D. 有气体参加的反应,若增大压强(即缩小反应容器体积),可增大活化分子百分数,从而使反应速率增大

答案:C

解析:增大浓度、增大压强是增大单位体积内活化分子数目,不是百分数,A、D 错;升温是增大活化分子百分数,B 错;催化剂降低活化能、增大活化分子百分数,C 对。

二、填空题(3道)

1. 影响化学反应速率的外界因素主要有____、____、____、____。

答案:浓度;温度;催化剂;压强

解析:四大外界因素。

2. 在一定温度下,一定质量的气体所占体积与压强成____比;增大压强,气体体积____,浓度____,反应速率____。

答案:反;缩小;增大;增大

解析:压强影响速率的逻辑链。

3. Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O   实验中,可通过观察____出现的快慢来判断反应速率,70 ℃热水浴组比室温组出现浑浊更____(填"快"或"慢")。

答案:溶液浑浊(或硫沉淀);快

解析:升温加快反应速率。

三、简答题(1道)

1. 某同学做 Na2S2O3 与稀 H2SO4 反应实验,探究温度对反应速率的影响。请回答:

(1) 该实验中如何比较反应速率的快慢?

(2) 实验时为什么要把 Na2S2O3 溶液和稀 H2SO4 溶液分别水浴加热到指定温度后再混合?

(3) 写出该反应的化学方程式。

答案:

(1) 观察溶液出现浑浊(生成淡黄色硫沉淀)的快慢,先出现浑浊的一组反应速率快。

(2) 保证混合时两组溶液温度都已达到预设温度,避免混合过程中温度变化干扰实验结果,这是控制变量法的要求。

(3) Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。

解析:探究温度影响时,除温度外其他条件(浓度、体积、是否搅拌)都要保持相同,这是实验题的核心考点。

06 写在最后

影响反应速率的四大因素,本质上都是通过改变"单位体积内活化分子数"或"活化分子百分数"起作用的。做题时先看反应有没有气体,再判断压强能不能用;探究某一因素时,其他条件必须保持相同。

最后再提醒一句:恒温恒容下充入惰性气体,速率不变——这是选择题里最爱挖的坑,务必记牢。

|(注:部分内容由豆包工作 AI 生成)

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