第二章 第一节 化学反应速率-2024-2025学年高二化学上学期期末复习专项 （人教版2024选择性必修1）

第2章 第一节 化学反应速率 考点精编 考点一：化学反应速率的表示方法及计算 考点二：定性研究化学反应速率的影响因素 考点三、活化能 考点四、化学反应的速率常数与速率方程 题型突破 题型1 化学反应速率的定义、计算、测量 题型2 外因对化学反应速率影响的判断与实验探究 题型3 多因素影响下的化学反应速率变化 题型4 化学反应机理（历程）及分析 题型5 化学反应的速率常数与速率方程 考点精编 考点一：化学反应速率的表示方法及计算 1. 化学反应速率的表式方法：若反应体系的体积是恒定的，通常用单位时间内 或 来表示。 2.化学反应速率的定义式及单位： 定义式 单位 单位换算：1 mol·L－1·s－1 = mol·L－1·min－1 3.应用化学反应速率需注意的问题： （1） 化学反应速率是一段时间内的 平均 速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的； （2） 一般 不能 （填“能”或“不能”）用固体、纯液体表示化学反应速率； （3） 对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能 不 同，但其意义相同，化学反应速率之比等于 化学计量 之比。 4.化学反应速率大小比较： “一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 “二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 5. 拓展：由PV=nRT推得 P=n/V RT P=cRT，可知对于一定温度下，恒容条件下的气体的分压与浓度成正比. 因此对气相反应来说反应速率有时用单位时间内反应物分压的减少量或生成物分压的增加量来表示，单为: 。 例题： 1.正误判断：(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。 （ ） (2)化学方程式中，任何一种物质均可用v ＝ 求出用该物质表示的化学反应速率。（ ） (3)测定某化学反应从开始到8秒末的反应速率，指的是8秒末的瞬时速率。（ ） (4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大。（ ） 2.已知某温度下，在0.2L恒容密闭容器中进行充入一定量的氨气，N2、H2、NH3三种气体的物质的量随时间变化如图所示。 （1）计算反应在0-10min内的化学反应速率 。 （2）10min末氨气的转化率 。 （3）10min末N2的物质的量分数 。 （4）10min末容器内压强与起始时容器内压强的比值 。 （5）假设10min末时，容器内气体压强为P，求此时各气 体的分压 （提示：某气体分压=该气体的物质的量分数*体系总压强） 0~10 min内用N2的分压表示的平均反应速率v(N2)为 kPa·min-1。 3.对于反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，在四种不同情况下测得的反应速率由快到慢的顺序为_____________(填序号)。 ①v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1 ②v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1 ③v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1 ④v(NO)＝9 mol·L－1·min－1 考点二：定性研究化学反应速率的影响因素 （一）Na2S2O3和稀H2SO4反应 化学方程式（用双线桥表示电子转移情况）： 1. 探究 对化学反应速率的影响 【实验仪器】试管、量筒、 【限选试剂】0.1mol/L Na2S2O3溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、蒸馏水 【实验操作】 改变影响因素的操作 实验编号 0.1mol/L Na2S2O3溶液体积/ mL 0.1mol/L硫酸的体积/ mL 的体积/ mL 1 2 2 0 2 2 1 观察反应快慢的指标 溶液混合瞬间，c(Na2S2O3)= mol/L 用碰撞理论解释浓度增大速率增大的原因 2. 探究温度对反应速率的影响 实验编号 0.1mol/L Na2S2O3溶液体积/ mL 0.1mol/L硫酸的体积/ mL 水浴 操作 1 2 2 热水 取4支试管，两支试管盛装Na2S2O3溶液，另两支试管盛装硫酸， 。 2 冷水 用碰撞理论解释温度升高速率增大的原因 （二）H2O2分解 FeCl3催化H2O2分解的化学方程式： FeCl3的加入，改变了  (填字母序号) A．反应速率        B．反应限度     C．反应焓变       D．反应路径     E.反应活化能 F.活化分子百分数 【实验目的】探究 对化学反应速率的影响 【实验仪器】试管、量筒 【限选试剂】5% H2O2溶液、0.1mol/L CuSO4溶液、0.1mol/L FeCl3溶液 【实验操作】 改变影响因素的操作 实验1 实验2 2 mL 5% H2O2溶液 + 1 mL 0.1mol/L CuSO4 2 mL 5% H2O2溶液 + 观察反应快慢的指标 用碰撞理论解释催化剂加快反应速率的的原因 例题： 1.判断下列实验方法能否达成相应的实验目的 实验目的 实验方法 判断正误，错的指出错误 探究浓度对化学反应速率的影响 向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5% H2O2溶液，观察实验现象 探究温度对化学反应速率的影响 向2支试管中分别加入2 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，然后分别加入2 mL 0.1mol/L 稀硫酸，再分别至于冰水和热水中水浴，观察现象 2.正误判断： (1)恒容体系发生反应：2SO2＋O2 2SO3，升高温度，正、逆反应速率均增大。 （ ） (2)100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变。（ ） (3)无论任何反应，若增大压强，反应速率一定增大。（ ） (4)恒温恒容密闭容器中发生的全为气体的反应，若容器内总压强增大，则反应速率一定增大。（ ） (5)用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率。（ ） (6)CuCl(s)＋2Cl－(aq) [CuCl3]2－(aq)，其他条件相同，增大CuCl的量可加快生成[CuCl3]2－的速率。（ ） 3.H2C2O4与KMnO4（ 酸化）的离子方程式： （1）甲表中实验 是为了探究草酸浓度对化学反应速率的影响；实验 是为了探究温度对化学反应速率的影响；若实验①中测得KMnO4溶液完全褪色时间为40 s，则这段时间内的平均反应速率v(H2C2O4)= 。 （2）判断正误，指出错误 （ ）乙图：根据溶液褪色所需时间探究浓度对反应速率的影响 （ ）丙图，根据溶液褪色所需时间探究浓度对反应速率的影响 （ ）丁图，用KMnO4标准溶液测定草酸浓度 ；滴定终点的现象为 （3）某同学通过数字传感技术测得H2C2O4与KMnO4溶液反应过程中n(Mn2+)随时间的变化如图一。 ①比较反应速率比较：t1~t2 t2~t3 ②该同学猜想出现图示结果的原因：a. 反应放热，b. Mn2+对反应有催化作用，c. K+的催化作用 未提出浓度使反应速率加快假设，原因是 。 考点三、定量研究化学反应速率的影响因素——以锌粒和稀硫酸的反应为例 例题：如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(Zn的相对原子质量为65)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5mol·L-1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10s时收集到标准状况下的H2 44.8mL。 回答下列问题 (1)实验应选择装置 （填a或b），还缺少的实验用品为________。 (2)已知实验条件下的气体摩尔体积为Vm mol/L，计算实验过程中的平均反应速率： v(H2)= ___mol·s－1；v(H＋)= ______mol·L－1·s－1；v(Zn)= _______g·s－1。 (3)实验测得的化学反应速率比实际偏大，其原因是什么，怎样改正。 考点三、活化能 1．有效碰撞理论 （1）基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 （2）反应机理：先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 （3）基元反应发生的先决条件 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。 （4）有效碰撞 概念：能够发生化学反应的碰撞。条件：具有足够的能量；具有合适的取向。 与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率越快。 （5）活化能和活化分子 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 ②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。 2.用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 例题：1.正误判断：(1)当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时才能发生化学反应。 （ ） (2)减小反应物的浓度，使活化分子百分数减小，化学反应速率减小。（ ） (3)温度不变，减小气体的压强，单位体积内活化分子数减小，化学反应速率一定减小。（ ） (4)降低放热反应体系的温度，活化分子百分数减小，化学反应速率一定减小。（ ） (5)催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，使用催化剂可增大化学反应速率。（ ） (6)在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快。（ ） (7)使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH)。（ ） 2.某反应过程的能量变化如右图所示。 （1）反应过程 有催化剂参加。（填“a”或“b”） （2）该反应为 反应，反应热为 。 （3）加入催化剂 活化能，使得活化分子 增大，ΔH （变/不变）。 若升高温度，使得活化分子 增大；压缩体积，使得活化分子 增大 （4）过程b，决速步为第 步。 考点四、化学反应的速率常数与速率方程 1.表示反应速率和反应物浓度之间定量关系的方程形式。 对于一般反应：aA＋bB===cC＋dD 速率方程：v＝kcx(A)·cy(B) 通常设计对照实验，用改变物质数量的比例法的对照实验来确定x、y。 2.k称为反应速率常数。k的大小与反应物的自身性质、温度、催化剂等有关，但不随反应物浓度的变化而改变。一般来说，对同一反应，温度升高，k值增大，反应速率加快。 例题：一氧化氮的氢化还原反应为    ，其正反应速率方程为，T℃时，实验得到的一组数据如下表所示： 实验组别 NO起始浓度/mol•L-1 H2起始浓度/ mol•L-1 起始时的正反应速率/ mol•L-1 •s-1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 下列说法正确的是（ ） A．正反应一定为吸热反应 B．， C．k的数值为 D．升高温度，k的值减小 题型突破 题型1 化学反应速率的定义、计算、测量 1.下列关于化学反应速率的说法，不正确的是 A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质 C．若一段时间内某化学反应的反应速率为0.5mol•L-1•s-1，就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol•L-1•s-1 D．化学反应速率常用单位有mol•L-1•s-1和mol•L-1•min-1 2.将1molX和3molY在2L的恒容密闭容器中混合，一定条件下发生反应时测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是 A．10min内，X的平均反应速率为 B．第10min时，Z的浓度为 C．10min时，X的转化率为 D．10min后，Z的物质的量为0.9mol 3．近年，我国大力加强对温室气体催化氢化合成甲醚()技术的工业化量产研究。在不同情况下测得反应速率如下，反应速率最快的是 A． B． C． D． 4．化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是 A．酸性溶液和溶液反应，可以通过记录溶液褪色时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下反应：，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 5．室温下按如图所示的装置进行实验(实验过程中反应体系的温度保持不变)，5s内消耗0.01 mol锌。下列说法正确的是 A．5 s内：v(H2SO4)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．5 s内：v(Zn)＝0.002 mol·L－1·s－1 C．若药品足量，再消耗0.65 g Zn的时间超过5s D．可用长颈漏斗替换分液漏斗 6.用甲、乙两装置分别定量测定锌与一定浓度稀硫酸的反应速率。下列说法正确的是 A．实验前，甲需检查装置的气密性，乙装置无需检查装置的气密性 B．甲、乙两实验均可通过收集一定体积的氢气所需的时间来测定反应速率的大小 C．甲、乙两实验测得生成氢气的速率一定相等 D．乙装置中玻璃燃烧匙不可用铜质燃烧匙替代 题型2 外因对化学反应速率影响的判断与实验探究 7.反应3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其化学反应速率几乎无影响的是 A.保持容积不变，增加H2O(g)的物质的量 B.将容器的容积缩小一半 C.保持容积不变，充入Ar使压强增大 D.保持压强不变，充入Ar使容积增大 8.活性炭与NO在一定条件下发生如下化学反应：C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)，其他条件不变，只改变一种条件： (1)再加入一定量的活性炭，反应速率_____(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入NO气体，反应速率______，充入氮气，逆反应速率______。 (3)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，反应体系的压强______，NO、N2、CO2的浓度______，反应速率______。 9.设计实验探究影响化学反应速率的因素。下列实验步骤、现象及结论中存在错误的是 选项 实验步骤 实验现象 结论 A 向盛有等量0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液的a、b两支试管中，分别滴加1 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液、1 mL 0.5 mol·L－1 H2SO4溶液 两支试管中均有淡黄色沉淀出现，其中b试管中出现的时间更短 初始浓度越大反应速率越快 B 取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管滴加2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液，向另一支试管滴加2滴蒸馏水 滴加FeCl3溶液的试管中迅速产生气泡 使用催化剂可加快反应速率 C 取两支试管分别加入5 mL 5%H2O2溶液，将其中一支试管放入热水中 热水中试管内有气泡产生，另一支试管无明显现象 升高温度可加快反应速率 D 取两支试管加入等量0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，将其中一支试管放入热水中，同时向两支试管中分别滴加0.5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液 两支试管中均有淡黄色沉淀出现，其中热水中试管出现的时间更短 升高温度可加快反应速率 10.变量控制法是化学实验的常用方法之一。某化学兴趣小组为探究外界条件对化学反应速率的影响，设计以下四组实验。 回答下列问题： (1)V1＝____，V2＝____。 (2)设计实验方案①和②的目的是________________________________。 (3)设计实验方案②和④的目的是____________________________。 (4)各实验方案中均需加入一定体积的水的原因：__________________。 题型3 多因素影响下的化学反应速率变化 11.用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 A.EF段，用HCl表示该反应的平均反应速率为0.3 mol·L－1·min－1 B.EF段表示的平均反应速率最大，主要原因是反应放热 C.F点收集到的CO2的量最多 D.OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7 12.酸性条件下，KMnO4与H2C2O4可发生氧化还原反应，用0.1 mol·L－1KMnO4溶液与过量的H2C2O4反应，测得Mn2＋的生成速率v与时间t的关系如图所示，下列说法正确的是 A.该反应中每生成1 mol CO2转移10 mol电子 B.方程式配平后，H2O的系数为6 C.反应开始很短一段时间内v减小是因为反应物浓度减小，后来突然增大是因为生成的Mn2＋对该反应有催化作用 D.t0时，Mn2＋的浓度最大 题型4 化学反应机理（历程）及分析 13.对于反应2NO+2H2N2+2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程： 第一步：2NON2O2   快反应；第二步：N2O2+H2→N2O+H2O   慢反应； 第三步：N2O+H2→N2+H2O  快反应。 上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述不正确的是 A．该反应的速率由第二步反应决定 B．反应的中间产物有N2O2、N2O C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞不一定是有效碰撞 D．若第一步反应的，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 14.活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)  A．该反应为吸热反应 B．产物的稳定性：P1>P2 C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol－1 D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2) 题型5 化学反应的速率常数与速率方程 15.已知正丁烷和异丁烷可以相互转化：CH3CH2CH2CH3(g，正丁烷) CH3CH(CH3)CH3(g，异丁烷)。在恒容密闭容器中充入正丁烷发生异构化反应，正丁烷浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。已知：速率方程式为v＝kc(k为速率常数，与温度、催化剂等有关，与浓度无关)，a、b点反应速率相等，即v(a)＝v(b)。 (1)bf段平均反应速率v＝___________mol·L－1·min－1。 (2)T1____(填“>”“<”或“＝”)T2，判断依据是___________________。 (3)活化分子总数：n(a)____(填“>”“<”或“＝”)n(d)，判断依据是_____________ 。 16.氧化剂与相互转化的反应为  ，若正反应速率v正=k正c2(NO2)，逆反应速率v逆=k逆c(N2O4)，k正、k逆为速率常数，则该反应的平衡常数K= (用表示)。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 第一节 化学反应速率 考点精编 考点一：化学反应速率的表示方法及计算 考点二：定性研究化学反应速率的影响因素 考点三、活化能 考点四、化学反应的速率常数与速率方程 题型突破 题型1 化学反应速率的定义、计算、测量 题型2 外因对化学反应速率影响的判断与实验探究 题型3 多因素影响下的化学反应速率变化 题型4 化学反应机理（历程）及分析 题型5 化学反应的速率常数与速率方程 考点精编 考点一：化学反应速率的表示方法及计算 1. 化学反应速率的表式方法：若反应体系的体积是恒定的，通常用单位时间内 反应物浓度的减少 或 生成物浓度的增加 来表示。 2.化学反应速率的定义式及单位： 定义式v＝△C/△t 单位 mol·L－1·s－1 或mol·L－1·min－1 单位换算：1 mol·L－1·s－1 = 60 mol·L－1·min－1 3.应用化学反应速率需注意的问题： （1） 化学反应速率是一段时间内的 平均 速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的； （2） 一般 不不能 （填“能”或“不能”）用固体、纯液体表示化学反应速率； （3） 对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能 不 同，但其意义相同，化学反应速率之比等于 化学计量数 之比。 4.化学反应速率大小比较： “一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同相同单位。 “二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同同种物质质的化学反应速率。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 5. 拓展：由PV=nRT推得 P=n/V RT P=cRT，可知对于一定温度下，恒容条件下的气体的分压与浓度成正比. 因此对气相反应来说反应速率有时用单位时间内反应物分压的减少量或生成物分压的增加量来表示，单为: kPa·min-1 。 例题： 1.正误判断：(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。 （× ） (2)化学方程式中，任何一种物质均可用v ＝ 求出用该物质表示的化学反应速率。（ × ） (3)测定某化学反应从开始到8秒末的反应速率，指的是8秒末的瞬时速率。（× ） (4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大。（ × ） 2.已知某温度下，在0.2L恒容密闭容器中进行充入一定量的氨气，N2、H2、NH3三种气体的物质的量随时间变化如图所示。 （1）计算反应在0-10min内的化学反应速率 。 V（NH3）=3.2×10-3 mol·L－1·min－1 V（N2）=1.6×10-3 mol·L－1·min－1 V（H2）=4.8×10-3 mol·L－1·min－1 （2）10min末氨气的转化率 80% 。 （3）10min末N2的物质的量分数 22.2% 。 （4）10min末容器内压强与起始时容器内压强的比值 9:5 。 （5）假设10min末时，容器内气体压强为P，求此时各气体的分压 （提示：某气体分压=该气体的物质的量分数*体系总压强） P(NH3)=P/9 P(N2)=2P/9 P(H2)=6P/9 0~10 min内用N2的分压表示的平均反应速率v(N2)为 P/45 kPa·min-1。 2. 对于反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，在四种不同情况下测得的反应速率由快到慢的顺序为 ②③①④___(填序号)。 ①v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1 ②v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1 ③v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1 ④v(NO)＝9 mol·L－1·min－1 考点二：定性研究化学反应速率的影响因素 （一）Na2S2O3和稀H2SO4反应 化学方程式（用双线桥表示电子转移情况）： Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S↓ + H2O 1. 探究 浓度 对化学反应速率的影响 【实验仪器】试管、量筒、 胶头滴管 【限选试剂】0.1mol/L Na2S2O3溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、蒸馏水 【实验操作】 改变影响因素的操作 实验编号 0.1mol/L Na2S2O3溶液体积/ mL 0.1mol/L硫酸的体积/ mL 水 的体积/ mL 1 2 2 0 2 2 1 1 观察反应快慢的指标 溶液变浑浊的快慢 溶液混合瞬间，c(Na2S2O3)= 0.05 mol/L 用碰撞理论解释浓度增大速率增大的原因 浓度增大，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增加，化学反应速率加快 。 2. 探究温度对反应速率的影响 实验编号 0.1mol/L Na2S2O3溶液体积/ mL 0.1mol/L硫酸的体积/ mL 水浴 操作 1 2 2 热水 取4支试管，两支试管盛装Na2S2O3溶液，另两支试管盛装硫酸， 一组放入热水中，一组放入冷水中，一段时间后混合，观察实验现象 。 2 2 2 冷水 用碰撞理论解释温度升高速率增大的原因 温度升高，分子运动加快，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增加，化学反应速率加快 。 （二）H2O2分解  FeCl3催化H2O2分解的化学方程式：2H2O2=2H2O+O2↑ FeCl3的加入，改变了 ADEF  (填字母序号) A．反应速率        B．反应限度     C．反应焓变       D．反应路径     E.反应活化能 F.活化分子百分数 【实验目的】探究 催化剂 对化学反应速率的影响 【实验仪器】试管、量筒 【限选试剂】5% H2O2溶液、0.1mol/L CuSO4溶液、0.1mol/L FeCl3溶液 【实验操作】 改变影响因素的操作 实验1 实验2 2 mL 5% H2O2溶液 + 1 mL 0.1mol/L CuSO4 2 mL 5% H2O2溶液 + 1 mL0.1mol/L FeCl3 观察反应快慢的指标 产生气泡的快慢 用碰撞理论解释催化剂加快反应速率的的原因 使用催化剂，降低反应活化能，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增加，化学反应速率加快 。 例题： 1.判断下列实验方法能否达成相应的实验目的 实验目的 实验方法 判断正误，错的指出错误 探究浓度对化学反应速率的影响 向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5% H2O2溶液，观察实验现象 错误，反应无明显现象 探究温度对化学反应速率的影响 向2支试管中分别加入2 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，然后分别加入2 mL 0.1mol/L 稀硫酸，再分别至于冰水和热水中水浴，观察现象 错误，向热水中的试管滴加的H2SO4溶液需要提前放在热水中预热，确保滴加前后反应体系的温度不变，控制单一变量。 2.正误判断： (1)恒容体系发生反应：2SO2＋O2 2SO3，升高温度，正、逆反应速率均增大。 （ √ ） (2)100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变。（× ） (3)无论任何反应，若增大压强，反应速率一定增大。（× ） (4)恒温恒容密闭容器中发生的全为气体的反应，若容器内总压强增大，则反应速率一定增大。（× ） (5)用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率。（× ） (6)CuCl(s)＋2Cl－(aq) [CuCl3]2－(aq)，其他条件相同，增大CuCl的量可加快生成[CuCl3]2－的速率。（× ） 3.H2C2O4与KMnO4（ H2SO4 酸化）的离子方程式：2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O （1）甲表中实验 ①② 是为了探究草酸浓度对化学反应速率的影响；实验 ②③ 是为了探究温度对化学反应速率的影响；若实验①中测得KMnO4溶液完全褪色时间为40 s，则这段时间内的平均反应速率v(H2C2O4)= 1.7×10-4 mol·L－1·min－1 。 （2）判断正误，指出错误 （×）乙图：根据溶液褪色所需时间探究浓度对反应速率的影响 KMnO4溶液的起始浓度不同 （×）丙图，根据溶液褪色所需时间探究浓度对反应速率的影响 KMnO4溶液的起始浓度不同 （× ）丁图，用KMnO4标准溶液测定草酸浓度 KMnO4溶液应装在酸式滴定管中 ；滴定终点的现象为 当滴入最后半滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不再恢复原来的颜色 （3）某同学通过数字传感技术测得H2C2O4与KMnO4溶液反应过程中n(Mn2+)随时间的变化如图一。 ①比较反应速率比较：t1~t2 < t2~t3 ②该同学猜想出现图示结果的原因：a. 反应放热，b. Mn2+对反应有催化作用，c. K+的催化作用 未提出浓度使反应速率加快假设，原因是 随着反应进行，反应物浓度减小 。 考点三、定量研究化学反应速率的影响因素——以锌粒和稀硫酸的反应为例 例题：如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(Zn的相对原子质量为65)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5mol·L-1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10s时收集到标准状况下的H2 44.8mL。 回答下列问题 (1)实验应选择装置 b （填a或b），还缺少的实验用品为___秒表_____。 (2)已知实验条件下的气体摩尔体积为Vm mol/L，计算实验过程中的平均反应速率： v(H2)= _0.0002__mol·s－1；v(H＋)= __0.01______mol·L－1·s－1；v(Zn)= ___0.013_____g·s－1。 (3)实验测得的化学反应速率比实际偏大，其原因是什么，怎样改正。___由于滴入的稀硫酸占体积，造成进入注射器内的气体体积增大，H2的体积偏大；可以把分液漏斗换成恒压滴液漏斗__。 考点三、活化能 1．有效碰撞理论 （1）基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中能够一步完成的反应称为基元反应。如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 （2）反应机理：先后进行的基基元反应应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 （3）基元反应发生的先决条件 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。 （4）有效碰撞 概念：能够发生化学反应的碰撞。条件：具有足够的能量；具有合适的取向。 与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率越快。 （5）活化能和活化分子 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 ②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。 2.用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 例题：1.正误判断：(1)当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时才能发生化学反应。 （√ ） (2)减小反应物的浓度，使活化分子百分数减小，化学反应速率减小。（× ） (3)温度不变，减小气体的压强，单位体积内活化分子数减小，化学反应速率一定减小。（× ） (4)降低放热反应体系的温度，活化分子百分数减小，化学反应速率一定减小。（ × ） (5)催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，使用催化剂可增大化学反应速率。（√ ） (6)在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快。（ √ ） (7)使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH)。（ × ） 2.某反应过程的能量变化如右图所示。 （1）反应过程 a 有催化剂参加。（填“a”或“b”） （2）该反应为 放热 反应，反应热为 △H 。 （3）加入催化剂 降低 活化能，使得活化分子 百分数 增大，ΔH 不变 （变/不变）。 若升高温度，使得活化分子 百分数 增大；压缩体积，使得活化分子 数目 增大 （4）过程b，决速步为第 一 步。 考点四、化学反应的速率常数与速率方程 1.表示反应速率和反应物浓度之间定量关系的方程形式。 对于一般反应：aA＋bB===cC＋dD 速率方程：v＝kcx(A)·cy(B) 通常设计对照实验，用改变物质数量的比例法的对照实验来确定x、y。 2.k称为反应速率常数。k的大小与反应物的自身性质、温度、催化剂等有关，但不随反应物浓度的变化而改变。一般来说，对同一反应，温度升高，k值增大，反应速率加快。 例题：一氧化氮的氢化还原反应为    ，其正反应速率方程为，T℃时，实验得到的一组数据如下表所示： 实验组别 NO起始浓度/mol•L-1 H2起始浓度/ mol•L-1 起始时的正反应速率/ mol•L-1 •s-1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 下列说法正确的是（ ） A．正反应一定为吸热反应 B．， C．k的数值为 D．升高温度，k的值减小 答案:C 【详解】正反应属于系数减小的熵减反应，故只有正反应为放热反应时该反应才能自发进行，A项错误；对比Ⅰ、Ⅱ数据可知a=2，对比Ⅰ、Ⅲ数据可知b=1，B项错误；将Ⅰ组数据代入速率方程可求得，C项正确；温度升高，速率常数增大，D项错误；故选C。 题型突破 题型1 化学反应速率的定义、计算、测量 1.下列关于化学反应速率的说法，不正确的是 A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质 C．若一段时间内某化学反应的反应速率为0.5mol•L-1•s-1，就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol•L-1•s-1 D．化学反应速率常用单位有mol•L-1•s-1和mol•L-1•min-1 【答案】C 【详解】A．化学反应有的快，有的慢，则使用化学反应速率来定量表示化学反应进行的快慢，故A正确； B．反应物本身的性质是决定反应速率的主要因素，如火药爆炸、食物腐败，故B正确； C．若某化学反应的反应速率为0.5mol•(L•s)-1是指用某一物质表示的平均速率，与用其它物质表示的速率不一定相等，故C错误； D．公式中，浓度的单位是mol/L，时间单位常用s、min，所以化学反应速率常用单位有：mol•L-1•s-1和mol•L-1•min-1，故D正确； 故选：C。 2.将1molX和3molY在2L的恒容密闭容器中混合，一定条件下发生反应时测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是 A．10min内，X的平均反应速率为 B．第10min时，Z的浓度为 C．10min时，X的转化率为 D．10min后，Z的物质的量为0.9mol 【答案】C 【分析】将1mol X和3mol Y在2L的恒容密闭容器中混合，发生反应的方程式为，时测得Y的物质的量为，由此可列三段式，其中X物质为固体，由此解答。 3．近年，我国大力加强对温室气体催化氢化合成甲醚()技术的工业化量产研究。在不同情况下测得反应速率如下，反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】用各物质表示的化学反应速率与其对应的化学计量数之比越大，则表示的反应速率越快。A项中；B项中；C项中；D项中，故选A。 4．化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是 A．酸性溶液和溶液反应，可以通过记录溶液褪色时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下反应：，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 【答案】D 【详解】A．高锰酸钾具有强氧化性，能将草酸氧化为二氧化碳，本身被还原为锰离子而褪色，可以通过记录溶液褪色时间来测定反应速率，故A正确； B．锌与稀硫酸反应生成氢气，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率，故B正确； C．化学反应过程中，参与反应物质的有些性质如光的吸收、光的发射、导电能力等发生改变，可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率，故C正确； D．反应前后气体总压不变，所以不能通过测量压强来测定反应速率，故D错误； 故选D。 5．室温下按如图所示的装置进行实验(实验过程中反应体系的温度保持不变)，5s内消耗0.01 mol锌。下列说法正确的是 A．5 s内：v(H2SO4)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．5 s内：v(Zn)＝0.002 mol·L－1·s－1 C．若药品足量，再消耗0.65 g Zn的时间超过5s D．可用长颈漏斗替换分液漏斗 【答案】C 【详解】A．溶液体积未知，不能计算硫酸的反应速率，A错误； B．锌为纯固体，浓度为定值，不能用单位时间内浓度的变化量来表示其反应速率，B错误； C．随着反应进行，硫酸浓度减小，反应速率减慢，则再消耗0.65 gZn(即0.01 mol)所用时间将变长，即超过5s，C正确； D．若用长颈漏斗替换分液漏斗，不方便控制反应进程，不能准确测量生成H2的体积，且若长颈漏斗下端未能形成液封，生成的H2会从漏斗上端逸出，所以不能用长颈漏斗替换分液漏斗，D错误； 故选C。 6.用甲、乙两装置分别定量测定锌与一定浓度稀硫酸的反应速率。下列说法正确的是 A．实验前，甲需检查装置的气密性，乙装置无需检查装置的气密性 B．甲、乙两实验均可通过收集一定体积的氢气所需的时间来测定反应速率的大小 C．甲、乙两实验测得生成氢气的速率一定相等 D．乙装置中玻璃燃烧匙不可用铜质燃烧匙替代 【答案】B 【详解】A．甲、乙两装置均为制取并测定气体体积的装置，实验前都必须检查装置的气密性，以保证气体体积测定的准确性，A不正确； B．甲、乙两实验均可测定收集一定体积气体所需的时间，从而测定反应速率的大小，B正确； C．甲装置中，往锥形瓶内加入稀硫酸时，会排出空气，从而导致收集气体体积的增大，所以甲、乙两实验测得生成氢气的体积不同，速率不相等，C不正确； D．乙装置中，若将玻璃燃烧匙换成铜质燃烧匙，由于铜与稀硫酸不反应，对生成氢气量不产生影响，所以玻璃燃烧匙可用铜质燃烧匙替代，D不正确； 故选B。 题型2 外因对化学反应速率影响的判断与实验探究 7.反应3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其化学反应速率几乎无影响的是 A.保持容积不变，增加H2O(g)的物质的量 B.将容器的容积缩小一半 C.保持容积不变，充入Ar使压强增大 D.保持压强不变，充入Ar使容积增大 【答案】A 【详解】A．增加块状Fe的量，Fe的浓度不变，因此对化学反应速率无影响，A符合题意； B．将容器的体积缩小一半，各种气体物质浓度增大，反应速率加快，B不符合题意； C．保持容器体积不变，充入H2使体系压强增大，c(H2)增大，反应速率加快，C不符合题意； D．保持压强不变，充入He使容器体积增大，各种气体物质的浓度减小，化学反应速率减慢，D不符合题意； 故合理选项是A。 8.活性炭与NO在一定条件下发生如下化学反应：C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)，其他条件不变，只改变一种条件： (1)再加入一定量的活性炭，反应速率_不变____(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入NO气体，反应速率___增大___，充入氮气，逆反应速率_增大_____。 (3)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，反应体系的压强_增大_____，NO、N2、CO2的浓度_不变_____，反应速率_不变_____。 9.设计实验探究影响化学反应速率的因素。下列实验步骤、现象及结论中存在错误的是 选项 实验步骤 实验现象 结论 A 向盛有等量0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液的a、b两支试管中，分别滴加1 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液、1 mL 0.5 mol·L－1 H2SO4溶液 两支试管中均有淡黄色沉淀出现，其中b试管中出现的时间更短 初始浓度越大反应速率越快 B 取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管滴加2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液，向另一支试管滴加2滴蒸馏水 滴加FeCl3溶液的试管中迅速产生气泡 使用催化剂可加快反应速率 C 取两支试管分别加入5 mL 5%H2O2溶液，将其中一支试管放入热水中 热水中试管内有气泡产生，另一支试管无明显现象 升高温度可加快反应速率 D 取两支试管加入等量0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，将其中一支试管放入热水中，同时向两支试管中分别滴加0.5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液 两支试管中均有淡黄色沉淀出现，其中热水中试管出现的时间更短 升高温度可加快反应速率 【答案】D 【详解】向热水中的试管滴加的H2SO4溶液需要提前放在热水中预热，确保滴加前后反应体系的温度不变，控制单一变量。 10.变量控制法是化学实验的常用方法之一。某化学兴趣小组为探究外界条件对化学反应速率的影响，设计以下四组实验。 回答下列问题： (1)V1＝_5___，V2＝1O____。 (2)设计实验方案①和②的目的是_探究Na2S2O3的浓度对化学反应速率的影响。 (3)设计实验方案②和④的目的是_探究温度对化学反应速率的影响__。 (4)各实验方案中均需加入一定体积的水的原因：_使混合液的体积均相等____。 题型3 多因素影响下的化学反应速率变化 11.用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 A.EF段，用HCl表示该反应的平均反应速率为0.3 mol·L－1·min－1 B.EF段表示的平均反应速率最大，主要原因是反应放热 C.F点收集到的CO2的量最多 D.OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7 【答案】B 【详解】A．EF段，n(CO2)= ，则n(HCl)=0.04mol，用盐酸表示该反应的平均反应速率为mol/(L•min)，故A错误； B．根据图像可知，EF段表示的1min内收集的二氧化碳量最多，平均速率最快，主要原因是反应放热，加快了反应速率，故B正确； C．根据图像可知，G点收集到的CO2的量最多，为784mL，故C错误； D．OE、EF、FG三段中，时间相同，气体体积比等于反应速率之比，则用CO2表示的平均反应速率之比为2：4：1，故D错误； 故选B。 12.酸性条件下，KMnO4与H2C2O4可发生氧化还原反应，用0.1 mol·L－1KMnO4溶液与过量的H2C2O4反应，测得Mn2＋的生成速率v与时间t的关系如图所示，下列说法正确的是 A.该反应中每生成1 mol CO2转移10 mol电子 B.方程式配平后，H2O的系数为6 C.反应开始很短一段时间内v减小是因为反应物浓度减小，后来突然增大是因为生成的Mn2＋对该反应有催化作用 D.t0时，Mn2＋的浓度最大 【答案】C 【分析】酸性条件下，KMnO4与H2C2O4发生氧化还原反应，离子方程式为2+5 H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，生成锰离子，则n(Mn2+)随时间的变化而增大，起催化作用，一段时间内增加的更快，后来浓度变化成为影响速率的主要因素，反应物浓度减小，速率减慢，由此分析。 【详解】A．酸性条件下，KMnO4与H2C2O4反应，生成Mn2+和CO2，离子方程式为2+5 H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，锰的化合价从+7价降低到+2价，反应中每生成10molCO2转移电子为10mol，故A不符合题意； B．根据离子方程式：2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，方程式配平后，H2O的系数为8，故B不符合题意； C．n(Mn2+)随时间的变化而增大，起催化作用，一段时间内增加的更快，后来浓度变化成为影响速率的主要因素，反应物浓度减小，速率减慢，故C符合题意； D．n(Mn2+)随时间的变化而增大，起催化作用，一段时间内增加的更快，t0时，反应速率最快是催化剂的催化作用的结果，故D不符合题意； 题型4 化学反应机理（历程）及分析 13.对于反应2NO+2H2N2+2H2O，科学家根据光谱研究提出如下反应历程： 第一步：2NON2O2   快反应；第二步：N2O2+H2→N2O+H2O   慢反应； 第三步：N2O+H2→N2+H2O  快反应。 上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列叙述不正确的是 A．该反应的速率由第二步反应决定 B．反应的中间产物有N2O2、N2O C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞不一定是有效碰撞 D．若第一步反应的，则升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 【答案】A 【详解】A．活化能越大，反应速率越慢，第二步反应是慢反应，第三步是快反应，故第二步活化能大于第三步的活化能，故A正确； B．该反应中，NO、H2是反应物，反应的中间产物有N2O2、N2O，故B错误； C．只有符合能量和角度要求的碰撞才能发生化学反应，能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞，第三步反应中N2O与H2的碰撞不都是有效碰撞，故C错误； D．升高温度，正逆反应速率均增大，故D错误； 选A。 14.活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)  A．该反应为吸热反应 B．产物的稳定性：P1>P2 C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol－1 D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2) 【答案】D 【详解】A．由图示可知，反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高，即该反应为放热反应，A错误； B．产物P2所具有的能量比产物P1所具有的能量低118.4kJ，所以产物P2比产物P1要稳定，B错误； C．由图示可知，由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能，则由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)>v(P2)，C错误； D．由图示可知中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大，E正= -18.92kJ·mol−1-(-205.11 kJ·mol−1)=186.19kJ·mol−1，D正确； 综答案为D。 题型5 化学反应的速率常数与速率方程 15.已知正丁烷和异丁烷可以相互转化：CH3CH2CH2CH3(g，正丁烷) CH3CH(CH3)CH3(g，异丁烷)。在恒容密闭容器中充入正丁烷发生异构化反应，正丁烷浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。已知：速率方程式为v＝kc(k为速率常数，与温度、催化剂等有关，与浓度无关)，a、b点反应速率相等，即v(a)＝v(b)。 (1)bf段平均反应速率v＝___________mol·L－1·min－1。 (2)T1____(填“>”“<”或“＝”)T2，判断依据是___________________。 (3)活化分子总数：n(a)____(填“>”“<”或“＝”)n(d)，判断依据是_____________ 。 (1) (2) < ，由及知，，故 (3) > 温度相同，活化分子百分数相等，浓度越大，活化分子总数越大 16.氧化剂与相互转化的反应为  ，若正反应速率v正=k正c2(NO2)，逆反应速率v逆=k逆c(N2O4)，k正、k逆为速率常数，则该反应的平衡常数K= k正/k逆 (用表示)。 学科网（北京）股份有限公司 $$