如图 (E a 表示活化能 ) 是 CH 4 与 Cl 2 生成 CH 3 Cl 的部分反应过程中各物质物质的能量变化关系图,下列说法正确的是( )
A . Cl· 可由 Cl 2 在高温条件下生成,是 CH 4 与 Cl 2 反应的催化剂
B . 升高温度, E a1 、 E a2 均减小,反应速率加快
C . 增大 Cl 2 的浓度,可提高反应速率,但不影响 △ H 的大小
D . 第一步反应的速率大于第二步反应
C
【分析】
CH 4 与 Cl 2 生成 CH 3 Cl 的反应方程式为: CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl+HCl 。
【详解】
A . Cl· 由 Cl 2 在光照条件下生成,是 CH 4 与 Cl 2 反应的 “中间体”,而不是反应的催化剂, A 错误;
B . E a1 、 E a2 分别为第一步反应、第二步反应所需活化能,升高温度,反应所需活化能不变,即 E a1 、 E a2 不变, B 错误;
C . Cl 2 是该反应的反应物,增大反应物的浓度,反应速率增大,而反应的 △ H 和反应的途径无关,只与反应的始态和终态有关,即增大氯气的浓度不影响 △ H 的大小, C 正确;
D .第一步反应所需活化能 E a1 大于第二步反应所需活化能 E a2 ,第一步反应单位体积内活化分子百分数低于第二步反应,故第二步反应速率更大, D 错误。
答案选 C 。
【点睛】
反应热 △ H 和反应途径无关,只与反应的始态和终态有关。
影响化学反应速率的因素:
1.内因:参加反应的物质的结构及性质。
2.外因:主要是指浓度、温度、压强和催化剂,另外还有光、超声波、激光、搅拌、固体表面积、形成原电池等。
(1)浓度:其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大;减小反应物浓度,化学反应速率减小。在一定温度下,同体、纯液体的浓度视为定值,如C与CO2的反应、Na与H2O的反应中,C的量和Na、H2O 的量减少并不意味着其“浓度”减小,即不冈其量的增减而影响反应速率,但会因固体表面积的变化而改变反应速率。
(2)温度:其他条件相同时,升高温度,可以加快反应速率,实验测得,温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。
经验公式为
(3)压强:对于气体反应,当温度不变时,增大压强可以加快反应速率。对于气体反应体系,压强改变时有以下几种情况:
(4)催化剂:催化剂是能改变化学反应速率但在反应前后本身的质量和化学性质都不变的物质。对于某些化学反应,使用正催化剂能显著加快化学反应速率。
(5)其他因素:增大同体的表面积(如将块状改为粉末状),可增大反应速率;光照一般也可增大某些反应的速率;形成原电池可以加快反应速率;此外,超声波、放射线、电磁波等因素也能影响反应速率。
3.外因对化学反应速率影响的微观解释
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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( )
编号 | 金属(粉末状) | 物质的量(mol) | 酸的浓度及体积 | 反应温度(℃) |
A | Al | 0.1 | 2mol.L-1盐酸10mL | 60 |
B | Fe | 0.1 | 1mol.L-1盐酸10mL | 50 |
C | Mg | 0.1 | 1mol.L-1盐酸10mL | 60 |
D | Mg | 0.1 | 1mol.L-1硫酸10mL | 60 |
A.A B.B C.C D.D