第01讲 化学反应速率及其影响因素（复习讲义）（天津专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第01讲 化学反应速率及其影响因素 目 录 01 考情解码·命题预警 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 化学反应速率 知识点1 化学反应速率 知识点2 化学反应速率的测定 考向1 化学反应速率的表示方法及计算 考向2 实验探究化学反应速率的测定 考向3 化学反应速率大小比较 考点二 影响化学反应速率的因素 知识点1 影响化学反应速率的因素 知识点2 基元反应 过渡态理论 考向1 影响化学反应速率的因素 考向2 基元反应与化学反应历程 考向3 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 04 真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 2022年 化学反应速率及其影响因素 选择题 非选择题 天津卷T15,2分 天津卷T16,10分 天津卷T12,3分 天津卷T13,4分 天津卷T16，6分 天津卷T6,3分 天津卷T15,2分 基元反应与化学反应历程 选择题 非选择题 天津卷T16,2分 —— 天津卷T16,2分 考情分析： 近几年高考对化学反应速率的考查，主要考查影响化学反应速率的因素、催化剂、活化能与反应历程等相关知识。 从题型上看，选择题主要考查影响化学反应速率的因素，非选择题主要在化学工艺流程题和实验综合题中出现，一般以文字叙述和图像的性质呈现，考查有关化学反应速率的影响因素、反应条件与速率变化的关系，其中催化剂的考查是热门。 复习目标： 1．知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。 2．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 3．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。 考点一 化学反应速率 知识点1 化学反应速率 1．化学反应速率及表示方法 (1)含义：化学反应速率是衡量化学反应_______的物理量。 (2)表示方法： ①可以用单位时间内______________的减少或______________的增加来表示化学反应速率。 ②数学表达式：v＝_______＝_______。 ③常用单位：______________或______________。 (3)对化学反应速率的理解 ①化学反应速率一般指_______速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 ②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义_______。 ③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的_______变化计算化学反应速率。 2．化学反应速率与化学计量数的关系 同一化学反应中，用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率（v）之比_______物质的量浓度变化（Δc）之比_______物质的量变化（Δn）之比_______化学计量数之比。 对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，v(A)：v(B)：v(C)：v(D)= ______________。 3．化学反应速率的计算方法 (1)用定义公式计算 利用公式v＝_______＝_______计算化学反应速率，也可以利用公式计算物质的量或物质的量浓度变化或时间等。 (2)关系式法： 同一反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量(Δc)之比＝物质的量变化量(Δn)之比＝化学计量数之比。 如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，v(A)：v(B)：v(C)：v(D)= ______________。或＝＝＝。 (3)“三段式”计算化学反应速率 ①求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比_______化学计量数之比； c．根据已知条件列方程计算。 ②应用举例 mA(g) + nB(g) pC(g) 起始浓度（mol/L） a b c 转化浓度（mol/L） mx nx px 某时刻浓度（mol/L） a-mx b-nx c+px 再利用化学反应速率的定义求算 v(A)＝_______ mol·L－1·s－1；v(B)＝_______ mol·L－1·s－1；v(C)＝_______ mol·L－1·s－1。 得分速记 (1)一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。 (2)由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。 (3)化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 (4)同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 知识点2 化学反应速率的测定 1．测定原理 利用化学反应中任何一种与物质_______有关的可观测量进行测定。 2．测定方法 (1)直接观察测定：如释放出气体的_______和体系的_______等。 (2)科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化和浓度变化间的_______关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 ①对于有气体生成的反应，可测定相同_______内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗_______的多少。 ②对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体_______的多少。 ③对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中_______或_______的变化。 ④对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗_______的多少。 考向1 化学反应速率的表示方法及计算 例1 在25 ℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸里放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则： (1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是___________________。 (2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是_________________________。 (3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是___________。 思维建模 化学反应速率的表示方法和计算方法 (1)化学反应速率的表示方法 ①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 ②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 ③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 (2)由图像确定化学方程式需要解决的问题 ①确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。 ②确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。 ③反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。 【变式训练1·变考法】某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析： (1)该反应的化学方程式为____________________________。 (2)反应开始至2 min末， X的反应速率为_______________。 (3)该反应是由_________(填序号)开始的。 A．正反应 B．逆反应 C．正、逆反应同时 【变式训练2·变题型】一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( ) A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1 B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1 C．反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 mol·L－1·s－1 D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g) 考向2 实验探究化学反应速率的测定 例2 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，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是( ) A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1 思维建模 定量测定化学反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 【变式训练1·变考法】在图装置(注射器活塞位于底部)中盛装2g锌粒与40mL1mol/L行实验测定生成10mLH2时的平均反应速率。下列说法错误的是( ) A．除用到图中仪器外，还需要使用秒表 B．当注射器活塞在刻度10mL时，记录数据、计算 C．反应放出热量会影响实验结果测定的准确性 D．若改用4mol/LH2SO4溶液，所用时间减少 【变式训练2·变考法】实验室测盐酸与亚氯酸钠制备二氧化氯气体的速率，装置如图所示。4mL0.2%NaClO2溶液预先装入二氧化氯发生器，37.5%HCl装入加料漏斗。开启真空泵抽气，反应开始后，每隔2min用注射器取样1mL，测定NaClO2溶液浓度。已知ClO2浓度过高时易爆炸。下列说法错误的是( ) A．碘化钾吸收瓶中发生的反应为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2 +4H2O B．做实验时整套装置要先抽真空，再加入37.5%HCl防止ClO2聚集 C．分液漏斗作为空气入口，起到搅拌作用 D．实验过程中分液漏斗活塞保持关闭，防止ClO2逸出 考向3 化学反应速率大小比较 例3 在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是( ) A．v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1 C．v(NH3)＝0.15 mol·L－1·min－1 D．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1 思维建模 化学反应速率大小比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。 (2)定量比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①归一法：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法：可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如aA(g)＋bB(g)===cC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 【变式训练1·变载体】已知反应：4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。 ①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 ③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 ⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 请比较上述5种情况反应的快慢：__________________________(由大到小的顺序)。 考点二 影响化学反应速率的因素 知识点1 影响化学反应速率的因素 1．主要因素 反应物______________是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为_______。 2．外界条件对化学反应速率的影响规律 (1)浓度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以______化学反应速率；减小反应物的浓度，可以______化学反应速率。 (2) 压强对化学反应速率的影响 对于气体反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积_______，浓度_______，化学反应速率_______；减小压强，气体体积_______，浓度_______，化学反应速率_______。 对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解如下： 压强改变→ (3) 温度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，升高温度，可以_______化学反应速率；降低温度，可以_______化学反应速率。 (4) 催化剂对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率_______。 (5) 其他因素对化学反应速率的影响 ①固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积_______，与其他反应物的接触面积_______，化学反应速率_______。 ②反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于_______反应速率。 ③形成原电池：可以_______氧化还原反应的反应速率。 ④其它方法：光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨，均是行之有效的改变化学反应速率的方法(块状)。 3．有效碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响 (1)有效碰撞 ①能够发生_________的碰撞为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。 ②有效碰撞必须具备两个条件： 一是发生碰撞的分子具有______________，二是碰撞时要有______________。 (2)活化分子和活化能 ①活化分子：能够发生_________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_______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_______，叫做反应的活化能。 (3)反应物、生成物的能量与活化能的关系 E1：_______的活化能 E2：活化分子变成生成物分子_______的能量，也可认为是_______的活化能 E1-E2：反应热，即ΔH=_______ (4)浓度、压强、温度、催化剂与活化分子的关系 影响 外因 单位体积内分子总数 活化分子百分数 单位体积内活化分子数 有效碰撞次数 化学反应速率 增大反应物浓度 增大压强 升高温度 使用催化剂 得分速记 (1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 (2)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。 (3)改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。 (4)其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。 (5)稀有气体对有气体参与的反应速率的影响 ①恒温恒压 ②恒温恒容 知识点2 基元反应 过渡态理论 1．基元反应 (1)大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，其中_______反应都称为基元反应。 (2)基元反应速率方程 对于基元反应aA＋bB===gG＋hH，其速率方程可写为v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k称为速率常数，恒温下，k不因反应物浓度的改变而变化)，这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。 2．反应机理 基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)，基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。 例如H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应： ①I2I·＋I·(快) ②H2＋2I·===2HI(慢) 其中慢反应为整个反应的_______步骤。 3．过渡态理论 (1)理论要点： ①化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个_______的过渡态，处于过渡态的分子叫做活化络合物。 ②活化络合物是一种_______的_______的反应物原子组合体，它能较快地分解为新的能量较低的较稳定的生成物。如 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　　过渡态　　 　生成物 (2)活化能(Ea)是处在_______态的活化络合物分子平均能量与_______分子平均能量的差值。 (3)应用举例： 对于反应NO2＋CO===NO＋CO2，CO和NO2先形成活化络合物[O—N…O…C—O]，原有的N…O键部分地破裂，新的C…O键部分地形成，最后旧键完全破裂，新键形成，转变为生成物分子。 (ⅰ)反应过程可表示为 O—N—O＋C—OO—N…O…C—O―→N—O＋O—C—O (ⅱ)反应过程能量图 图示释义 ①Ea1表示_______的活化能； ②Ea2表示_______的活化能； ③反应的焓变ΔH＝______________ ④一般来说，Ea越_____，反应速率越快，反应越易进行。 4．催化剂与反应历程 (1)催化剂对反应速率的影响 催化剂是通过降低化学反应所需的_______来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Ea1) _______，反应速率_______；没有催化剂参与的反应，活化能(Ea1’) _______，反应速率_______。 使用催化剂_______降低了正反应和逆反应的活化能，但反应的ΔH_______。 (2)加入催化剂后的反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为_______（_____反应） ②AK+B→AB+K       活化能为_______(_____反应) 总反应：A+BAB 活化能为_______ 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均_______原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是______反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“_______步骤”或“_______步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。因此对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 考向1 影响化学反应速率的因素 例1 (1)下列措施可以增大化学反应速率的是________(填序号)。 ①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉 ②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸 ③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强 ④2SO2＋O22SO3　ΔH<0，升高温度 ⑤Na与水反应时，增大水的用量 ⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2 ⑦H2与Cl2混合后光照 (2)一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。 ①缩小体积使压强增大：__________，原因是_____________________________。 ②恒容充入N2：__________。 ③恒容充入He：__________，原因是___________________________。 ④恒压充入He：__________。 思维建模 外界因素对化学反应速率的影响的思维模型 (1)浓度对化学反应速率的影响的理解 ①固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。 ②浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。 (2)压强对反应速率的影响情况 压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。 ①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。 ②恒温时，对于恒容密闭容器 a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。 b．充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时 充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。 (3)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。 (4)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。 (5)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 【变式训练1·变题型】温度为T时，在恒容密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋R(s)　ΔH>0，下列有关叙述正确的是( A ) A．向容器中充入少量氦气，化学反应速率不变 B．加入少量R(s)，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．压缩容器的容积，单位体积内活化分子的百分数增大，化学反应速率增大 【变式训练2·变考法】不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测得的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是( ) A．Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大 B．由②和③可知，pH越大，Fe2＋氧化速率越快 C．由①和③可知，温度越高，Fe2＋氧化速率越快 D．氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 考向2 基元反应与化学反应历程 例2 如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(　　) A．a与b相比，b的活化能更高 B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高 D．a与b相比，a的反应速率更快 思维建模 化学反应历程能类图的分析方法 (1)催化剂与化学反应 ①在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。 ②有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。 ③催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小 (2)能垒与决速步骤 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。 例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 注意： ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 【变式训练1·变考法】对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，某科研人员提出如下反应过程： 第一步　N2O5NO3＋NO2(快速平衡) 第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2(慢反应) 第三步　NO＋NO3―→2NO2(快反应) 其中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列表述正确的是( C ) A．v(第一步的逆反应)<v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3 C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应的活化能较高 【变式训练2·变载体】（2025•天津市·二模）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，一定条件下该反应的反应历程如图所示（TS表示过渡态）。下列说法正确的是( ) A．加入催化剂可以改变反应的速率和焓变ΔH B．总反应的速率主要由反应②决定 C．该反应经历三个基元反应 D．该反应过程可以实现氮的固定 考向3 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 例3 某实验小组用0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L－1硫酸溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如表所示。已知：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 序号 温度/℃ Na2S2O3溶液/mL 硫酸溶液/mL H2O/mL 出现沉淀所需的时间/s Ⅰ 0 5 5 10 12 Ⅱ 0 5 10 5 t Ⅲ 0 5 7 a 10 Ⅳ 30 5 5 10 4 下列说法不正确的是( ) A．实验Ⅱ中10<t<12 B．实验Ⅲ中a＝8 C．对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可得：温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大 D．对比实验Ⅰ、Ⅳ可得：浓度保持不变时，升高温度，化学反应速率增大 思维建模 关于“控制变量法”题目的解题策略 (1)确定变量：明确影响实验探究结构的因素可能有哪些，即变量。 (2)定多变一：根据实验目的确定需要控制的变量。在探究时，先确定其他因素不变，只变化一种因素，研究这种因素的影响结果，再确定另一种因素的影响结果。通过分析每种因素与所研究问题之间的关系，得出所有影响因素与探究问题之间的关系。 (3)数据有效：注意选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 【变式训练1·变题型】下表是某学习兴趣小组，一定条件下测定O3在水溶液中分解浓度减少一半所需时间。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol·L－1。 pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 (1)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为________________。 (2)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________。 (3)根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母)。 a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0 1. （天津卷2023,T12）明代《武备志》中记载了提纯硫黄的油煎法：“先将硫打豆粒样碎块，每斤硫黄用麻油二斤，入锅烧滚。再下青柏叶半斤在油内，看柏枯黑色，捞去柏叶，然后入硫黄在滚油内，待油面上黄沫起至半锅，随取起，安在冷水盆内，倒去硫上黄油，净硫凝一并在锅底内者是”，下列叙述错误的是 A. “先将硫打豆粒样碎块”是为了增大硫的表面积 B. “青柏叶”变“枯黑色”起到指示油温的作用 C. “倒去硫上黄油”实现固液分离 D. 提纯硫磺的油煎法利用了蒸馏原理 2. （天津卷2022,T6）向恒温恒容密闭容器中通入2molSO2和1molO2，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列有关判断错误的是 A. SO3的平衡浓度增大 B. 反应平衡常数增大 C. 正向反应速率增大 D. SO2的转化总量增大 3．（天津卷2024,T15，节选）柠檬酸钙微溶于水、难溶于乙醇，是一种安全的食品补钙剂。某学习小组以蛋壳为主要原料，开展制备柠檬酸钙的如下实验。 Ⅰ．实验流程 （1）实验中，需将蛋壳研磨成粉，其目的是__________________。 4．（天津卷2024,T16，节选）NaBH4是常用的还原剂，可选择合适的催化剂实现其可控水解制H₂。 Ⅱ．NaBH₄的水解 NaBH₄的水解反应方程式为：BH+4H2O===[B(OH)4]-+4H2↑，该反应放热。 (2)无催化剂时，NaBH₄在酸性溶液中水解迅速，在碱性溶液中水解缓慢，在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降。在纯水中反应速率快速下降的原因是 。 (3)相同条件下，三种试制的催化剂X、Y和Z在碱性溶液中催化NaBH₄水解产H2的体积随反应时间的变化如图。下列相关结论正确的是 (填序号)。 a．反应至3min时，使用X产H₂的体积是使用Y的2倍 b．与Y 相比，X降低反应的活化能更多 c．Z无催化活性 (4)在起始温度不同、其他条件相同的情况下进行NaBH₄水解反应的对比实验。H2的生成速率与NaBH₄浓度的关系如图所示。在反应过程中，体系温度随反应进行逐渐升高，催化剂活性保持不变。 ①图中起始温度较高的实验对应的曲线是 (填“M”或“N”)： ②曲线M中，p点之前H2的生成速率提高，主要原因是 ：p点之后H2的生成速率降低，主要原因是 。 5. （天津卷2023,T13，节选）（3）在H2O2作用下，铜与浓盐酸的反应可用于制备CuCl2，写出该反应化学方程式：____________________。反应中，H2O2实际消耗量大于理论用量的原因是______________。 6. （天津卷2023,T16，节选）工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下，其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。 Ⅰ.硫液化后与空气中的氧反应生成SO2。 （4）从能量角度分析，钒催化剂在反应中的作用为______________。 Ⅱ.一定条件下，钒催化剂的活性温度范围是450～600℃。为了兼顾转化率和反应速率，可采用四段转化工艺：预热后的SO2和O2通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化，气体温度会迅速接近600℃，此时立即将气体通过热交换器，将热量传递给需要预热的SO2和O2，完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，总转化率逐段提高，接近平衡转化率。最终反应在450℃左右时，SO2转化率达到97％。 （5）气体经过每段的钒催化剂层，温度都会升高，其原因是______。升高温度后的气体都需要降温，其目的是______。 （6）采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。 a．控制适宜的温度，尽量加快反应速率，尽可能提高SO2转化率 b．使反应达到平衡状态 c．节约能源 7. （天津卷2022,T15，节选）氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： （1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为___________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为___________。 8. （天津卷2022,T16，节选）天津地处环渤海湾，海水资源丰富。科研人员把铁的配合物(L为配体)溶于弱碱性的海水中，制成吸收液，将气体转化为单质硫，改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段：①的吸收氧化；②的再生。反应原理如下： ① ② （1）在总反应中的作用是___________。 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第01讲 化学反应速率及其影响因素 01 考情解码·命题预警 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 化学反应速率 知识点1 化学反应速率 知识点2 化学反应速率的测定 考向1 化学反应速率的表示方法及计算 考向2 实验探究化学反应速率的测定 考向3 化学反应速率大小比较 考点二 影响化学反应速率的因素 知识点1 影响化学反应速率的因素 知识点2 基元反应 过渡态理论 考向1 影响化学反应速率的因素 考向2 基元反应与化学反应历程 考向3 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 04 真题溯源·考向感知 目 录 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 2022年 化学反应速率及其影响因素 选择题 非选择题 天津卷T15,2分 天津卷T16,10分 天津卷T12,3分 天津卷T13,4分 天津卷T16，6分 天津卷T6,3分 天津卷T15,2分 基元反应与化学反应历程 选择题 非选择题 天津卷T16,2分 —— 天津卷T16,2分 考情分析： 近几年高考对化学反应速率的考查，主要考查影响化学反应速率的因素、催化剂、活化能与反应历程等相关知识。 从题型上看，选择题主要考查影响化学反应速率的因素，非选择题主要在化学工艺流程题和实验综合题中出现，一般以文字叙述和图像的性质呈现，考查有关化学反应速率的影响因素、反应条件与速率变化的关系，其中催化剂的考查是热门。 复习目标： 1．知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。 2．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 3．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。 考点一 化学反应速率 知识点1 化学反应速率 1．化学反应速率及表示方法 (1)含义：化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量。 (2)表示方法： ①可以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化学反应速率。 ②数学表达式：v＝＝。 ③常用单位：mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。 (3)对化学反应速率的理解 ①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 ②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 ③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 2．化学反应速率与化学计量数的关系 同一化学反应中，用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率（v）之比=物质的量浓度变化（Δc）之比＝物质的量变化（Δn）之比＝化学计量数之比。 对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=a：b：c：d。 3．化学反应速率的计算方法 (1)用定义公式计算 利用公式v＝＝计算化学反应速率，也可以利用公式计算物质的量或物质的量浓度变化或时间等。 (2)关系式法： 同一反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量(Δc)之比＝物质的量变化量(Δn)之比＝化学计量数之比。 如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=a：b：c：d。或＝＝＝。 (3)“三段式”计算化学反应速率 ①求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比； c．根据已知条件列方程计算。 ②应用举例 mA(g) + nB(g) pC(g) 起始浓度（mol/L） a b c 转化浓度（mol/L） mx nx px 某时刻浓度（mol/L） a-mx b-nx c+px 再利用化学反应速率的定义求算 v(A)＝ mol·L－1·s－1；v(B)＝ mol·L－1·s－1；v(C)＝ mol·L－1·s－1。 得分速记 (1)一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。 (2)由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。 (3)化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 (4)同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 知识点2 化学反应速率的测定 1．测定原理 利用化学反应中任何一种与物质浓度有关的可观测量进行测定。 2．测定方法 (1)直接观察测定：如释放出气体的体积和体系的压强等。 (2)科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化和浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 ①对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 ②对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 ③对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 ④对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 考向1 化学反应速率的表示方法及计算 例1 在25 ℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸里放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则： (1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是___________________。 (2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是_________________________。 (3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是___________。 答案 (1)0.25 mol·L－1· min－1 (2)0.25 mol·L－1· min－1 (3)前2 min 解析　(1)由题目信息“又经4 min铁粉完全溶解”知，盐酸是过量的，n(Fe)＝＝0.1 mol，n(H2)＝＝0.05 mol。由反应方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑知，前2 min内消耗的铁、HCl及生成的FeCl2的物质的量分别为0.05 mol、0.1 mol、0.05 mol，故(1)v(FeCl2)＝＝0.25 mol·L－1· min－1。 (2)后4 min消耗的盐酸由铁的量来求，消耗的n(Fe)＝0.1 mol－0.05 mol＝0.05 mol，故消耗的n(HCl)＝2n(Fe)＝0.1 mol，v(HCl)＝＝0.25 mol·L－1· min－1。 (3)因在同一个反应里，v(HCl)＝2v(FeCl2)，可见前2 min较快。 思维建模 化学反应速率的表示方法和计算方法 (1)化学反应速率的表示方法 ①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 ②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 ③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 (2)由图像确定化学方程式需要解决的问题 ①确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。 ②确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。 ③反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。 【变式训练1·变考法】某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析： (1)该反应的化学方程式为____________________________。 (2)反应开始至2 min末， X的反应速率为_______________。 (3)该反应是由_________(填序号)开始的。 A．正反应 B．逆反应 C．正、逆反应同时 答案 (1) 2Z＋Y3X (2) 0.067 mol·L－1·min－1 (3)C 解析　(1)由图知Z、Y为反应物，X为生成物，且为可逆反应，Z、Y、X三种物质的化学计量数之比为(2.0－1.6)∶(1.2－1.0)∶(1.0－0.4)＝2∶1∶3。 (2)v(X)＝≈0.067 mol·L－1·min－1。 【变式训练2·变题型】一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( ) A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1 B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1 C．反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 mol·L－1·s－1 D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g) 答案 D 解析　由图可知，由0～10 s，n(X)由1.20 mol减少到0.41 mol，n(Y)由1.00 mol减少到0.21 mol，n(Z)由0增加到1.58 mol，故v(Z)＝1.58 mol÷2 L÷10 s＝0.079 mol·L－1·s－1，A项错误；反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少＝0．395 mol·L－1，B项错误；10 s时c(Y)＝＝0.105 mol·L－1，单位有误，C项错误；相同时间内X、Y、Z的物质的量的变化值之比为0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，故反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，D项正确。 考向2 实验探究化学反应速率的测定 例2 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，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是( ) A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1 答案 B 解析 Zn　　＋　　2H＋===　Zn2＋　＋　H2↑ 65 g 2 mol 1 mol 22.4 L 0.13 g 0.004 mol 0.002 mol 0.044 8 L v(H＋)＝＝0.01 mol·L－1·s－1，A正确；v(Zn2＋)＝v(H＋)＝0.005 mol·L－1·s－1，B错误；用锌粒表示10 s内该反应的速率为＝0.013 g·s－1，C正确；用H2表示10 s内该反应的速率为＝0.000 2 mol·s－1，D正确。 思维建模 定量测定化学反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 【变式训练1·变考法】在图装置(注射器活塞位于底部)中盛装2g锌粒与40mL1mol/L行实验测定生成10mLH2时的平均反应速率。下列说法错误的是( ) A．除用到图中仪器外，还需要使用秒表 B．当注射器活塞在刻度10mL时，记录数据、计算 C．反应放出热量会影响实验结果测定的准确性 D．若改用4mol/LH2SO4溶液，所用时间减少 答案B 解析 A．硫酸与锌反应生成H2，通过测量一定时间内产生H2气体的体积，可测定该反应的速率，故还需要使用到的用品是计时器(或秒表)，A正确；B．实验过程中放热，应待实验完毕待冷却后，记录数据、计算，B错误；C．反应放出热量，气体体积会增大，会影响实验结果测定的准确性，C正确；D．若改用4mol/L H2SO4溶液，氢离子浓度增加，化学反应速率增加，所用时间减少，D正确；故选D。 【变式训练2·变考法】实验室测盐酸与亚氯酸钠制备二氧化氯气体的速率，装置如图所示。4mL0.2%NaClO2溶液预先装入二氧化氯发生器，37.5%HCl装入加料漏斗。开启真空泵抽气，反应开始后，每隔2min用注射器取样1mL，测定NaClO2溶液浓度。已知ClO2浓度过高时易爆炸。下列说法错误的是( ) A．碘化钾吸收瓶中发生的反应为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2 +4H2O B．做实验时整套装置要先抽真空，再加入37.5%HCl防止ClO2聚集 C．分液漏斗作为空气入口，起到搅拌作用 D．实验过程中分液漏斗活塞保持关闭，防止ClO2逸出 答案 D 解析 A．ClO2污染空气，用酸性KI溶液吸收，A项正确；B．实验前先打开真空泵，再打开分液漏斗活塞，让盐酸一次性加入发生装置，产生的ClO2快速被抽走，防止聚集爆炸，B项正确；C．实验过程中，为使真空泵工作顺畅，分液漏斗活塞应保持打开状态，空气从分液漏斗快速进入发生装置，起到搅拌和曝气作用，C项正确，D．由C知，分液漏斗活塞应保持打开状态，D项错误；答案选D。 考向3 化学反应速率大小比较 例3 在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是( ) A．v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1 C．v(NH3)＝0.15 mol·L－1·min－1 D．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1 答案 B 解析　在速率单位相同时，把速率除以其相应物质的化学计量数，数值大者反应速率快。A项，v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1＝0.6 mol·L－1·min－1，v(H2)＝0.2 mol·L－1·min－1；B项，v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1；C项，v(NH3)＝0.075 mol·L－1·min－1；D项，v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。由此可知，B项中表示的反应速率最快。 思维建模 化学反应速率大小比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。 (2)定量比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①归一法：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法：可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如aA(g)＋bB(g)===cC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 【变式训练1·变载体】已知反应：4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。 ①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 ③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 ⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 请比较上述5种情况反应的快慢：__________________________(由大到小的顺序)。 答案　③>①>②>⑤>④ 解析　在不同条件下，用CO表示的反应速率：②v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 mol·L－1·min－1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1·min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1；⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1，故反应的快慢为③>①>②>⑤>④。 考点二 影响化学反应速率的因素 知识点1 影响化学反应速率的因素 1．主要因素 反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg＞Al。 2．外界条件对化学反应速率的影响规律 (1)浓度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。 (2) 压强对化学反应速率的影响 对于气体反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，化学反应速率加快；减小压强，气体体积增大，浓度减小，化学反应速率减慢。 对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解如下： 压强改变→ (3) 温度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。 (4) 催化剂对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率增大。 (5) 其他因素对化学反应速率的影响 ①固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。 ②反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。 ③形成原电池：可以增大氧化还原反应的反应速率。 ④其它方法：光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨，均是行之有效的改变化学反应速率的方法(块状)。 3．有效碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响 (1)有效碰撞 ①能够发生化学反应的碰撞为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。 ②有效碰撞必须具备两个条件： 一是发生碰撞的分子具有足够的能量，二是碰撞时要有合适的取向。 (2)活化分子和活化能 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。 (3)反应物、生成物的能量与活化能的关系 E1：正反应的活化能 E2：活化分子变成生成物分子放出的能量，也可认为是逆反应的活化能 E1-E2：反应热，即ΔH= E1-E2 (4)浓度、压强、温度、催化剂与活化分子的关系 影响 外因 单位体积内分子总数 活化分子百分数 单位体积内活化分子数 有效碰撞次数 化学反应速率 增大反应物浓度 增加 不变 增加 增加 加快 增大压强 增加 不变 增加 增加 加快 升高温度 不变 增加 增加 增加 加快 使用催化剂 不变 增加 增加 增加 加快 得分速记 (1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 (2)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。 (3)改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。 (4)其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。 (5)稀有气体对有气体参与的反应速率的影响 ①恒温恒压 ②恒温恒容 知识点2 基元反应 过渡态理论 1．基元反应 (1)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。 (2)基元反应速率方程 对于基元反应aA＋bB===gG＋hH，其速率方程可写为v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k称为速率常数，恒温下，k不因反应物浓度的改变而变化)，这种关系可以表述为基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。 2．反应机理 基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)，基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。 例如H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应： ①I2I·＋I·(快) ②H2＋2I·===2HI(慢) 其中慢反应为整个反应的决速步骤。 3．过渡态理论 (1)理论要点： ①化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能的过渡态，处于过渡态的分子叫做活化络合物。 ②活化络合物是一种高能量的不稳定的反应物原子组合体，它能较快地分解为新的能量较低的较稳定的生成物。如 AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC 反应物　　　过渡态　　 　生成物 (2)活化能(Ea)是处在过渡态的活化络合物分子平均能量与反应物分子平均能量的差值。 (3)应用举例： 对于反应NO2＋CO===NO＋CO2，CO和NO2先形成活化络合物[O—N…O…C—O]，原有的N…O键部分地破裂，新的C…O键部分地形成，最后旧键完全破裂，新键形成，转变为生成物分子。 (ⅰ)反应过程可表示为 O—N—O＋C—OO—N…O…C—O―→N—O＋O—C—O (ⅱ)反应过程能量图 图示释义 ①Ea1表示正反应的活化能； ②Ea2表示逆反应的活化能； ③反应的焓变ΔH＝Ea1－Ea2； ④一般来说，Ea越小，反应速率越快，反应越易进行。 4．催化剂与反应历程 (1)催化剂对反应速率的影响 催化剂是通过降低化学反应所需的活化能来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Ea1)较小，反应速率较大；没有催化剂参与的反应，活化能(Ea1’)较大，反应速率较小。 使用催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但反应的ΔH不变。 (2)加入催化剂后的反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为Ea1（慢反应） ②AK+B→AB+K       活化能为Ea2(快反应) 总反应：A+BAB 活化能为Ea1 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。因此对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 考向1 影响化学反应速率的因素 例1 (1)下列措施可以增大化学反应速率的是________(填序号)。 ①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉 ②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸 ③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强 ④2SO2＋O22SO3　ΔH<0，升高温度 ⑤Na与水反应时，增大水的用量 ⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2 ⑦H2与Cl2混合后光照 (2)一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。 ①缩小体积使压强增大：__________，原因是_____________________________。 ②恒容充入N2：__________。 ③恒容充入He：__________，原因是___________________________。 ④恒压充入He：__________。 答案　(1)①④⑥⑦ (2)①增大　单位体积内，活化分子数目增加，有效碰撞的次数增多 ②增大　③不变　单位体积内活化分子数不变　④减小 思维建模 外界因素对化学反应速率的影响的思维模型 (1)浓度对化学反应速率的影响的理解 ①固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。 ②浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。 (2)压强对反应速率的影响情况 压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。 ①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。 ②恒温时，对于恒容密闭容器 a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。 b．充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时 充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。 (3)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。 (4)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。 (5)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 【变式训练1·变题型】温度为T时，在恒容密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋R(s)　ΔH>0，下列有关叙述正确的是( A ) A．向容器中充入少量氦气，化学反应速率不变 B．加入少量R(s)，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．压缩容器的容积，单位体积内活化分子的百分数增大，化学反应速率增大 答案 A 解析　恒容密闭容器中进行反应，充入少量氦气，原反应混合物的浓度不变，化学反应速率不变，A正确；R是固体，加入少量R(s)，逆反应速率不变，B错误；升高温度，反应物和生成物中活化分子百分数均增加，故正、逆反应速率均增大，C错误；压缩容器的容积，原反应混合气体的浓度增大，单位体积内活化分子的数目增加，化学反应速率增大，但活化分子的百分数不变，D错误。 【变式训练2·变考法】不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测得的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是( ) A．Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大 B．由②和③可知，pH越大，Fe2＋氧化速率越快 C．由①和③可知，温度越高，Fe2＋氧化速率越快 D．氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 答案 B 解析　由图像可知，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大，故A合理；由图像可知，②和③的反应温度相同，溶液的pH不相同，pH越大，Fe2＋氧化速率越慢，故B不合理；由图像可知，①和③的溶液的pH相同，温度越高，Fe2＋氧化速率越快，故C合理；氧化过程发生的反应为酸性条件下，亚铁离子与氧气反应生成铁离子和水，反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故D合理。 考向2 基元反应与化学反应历程 例2 如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(　　) A．a与b相比，b的活化能更高 B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高 D．a与b相比，a的反应速率更快 答案　B 解析　a的活化能更高，A错误；该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B正确；a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，C错误；a与b相比，b的活化能更小，b的反应速率更快，D错误。 思维建模 化学反应历程能类图的分析方法 (1)催化剂与化学反应 ①在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。 ②有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。 ③催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小 (2)能垒与决速步骤 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。 例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 注意： ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 【变式训练1·变考法】对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，某科研人员提出如下反应过程： 第一步　N2O5NO3＋NO2(快速平衡) 第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2(慢反应) 第三步　NO＋NO3―→2NO2(快反应) 其中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列表述正确的是( C ) A．v(第一步的逆反应)<v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3 C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应的活化能较高 答案 C 解析　第一步是快速平衡，第二步是慢反应，则反应速率：v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)，A错误；由总反应及分步反应可知，NO和NO3都是中间产物，B错误；第二步反应是慢反应，说明该步中NO2和NO3的碰撞仅部分是有效的，C正确；第三步是快反应，活化能越高，反应速率越慢，故该步反应的活化能较低，D错误。 【变式训练2·变载体】（2025•天津市·二模）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，一定条件下该反应的反应历程如图所示（TS表示过渡态）。下列说法正确的是( ) A．加入催化剂可以改变反应的速率和焓变ΔH B．总反应的速率主要由反应②决定 C．该反应经历三个基元反应 D．该反应过程可以实现氮的固定 答案 B 解析 A．使用催化剂可以降低反应的活化能，加快化学反应速率，但不能改变反应的焓变，故A错误； B．活化能越大反应速率越慢，整个反应由最慢的一步决定，正反应活化能最大的是反应③，则该化学反应的速率主要由反应③决定，故B错误；C．由图可知，该反应经历三个基元反应，对呀的反应热分别是ΔH1＝+199.2kJ/mol，ΔH2＝﹣513.5kJ/mol，ΔH3＝﹣306.6kJ/mol，故C正确；D．由始态和终态可知，该过程的总反应为2CO+2NON2+2CO2，该反应过程没有实现氮的固定，故D错误；故选：C。 考向3 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 例3 某实验小组用0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L－1硫酸溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如表所示。已知：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 序号 温度/℃ Na2S2O3溶液/mL 硫酸溶液/mL H2O/mL 出现沉淀所需的时间/s Ⅰ 0 5 5 10 12 Ⅱ 0 5 10 5 t Ⅲ 0 5 7 a 10 Ⅳ 30 5 5 10 4 下列说法不正确的是( ) A．实验Ⅱ中10<t<12 B．实验Ⅲ中a＝8 C．对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可得：温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大 D．对比实验Ⅰ、Ⅳ可得：浓度保持不变时，升高温度，化学反应速率增大 答案 A 解析　实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是在相同温度下进行，且实验Ⅱ的硫酸浓度比实验Ⅰ、Ⅲ的浓度大，反应速率快，所需时间短，则t<10，A错误；对比表格中数据可知0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液体积不变，只有硫酸溶液和水的体积在变，为了保证实验的准确性，硫酸和水的体积之和都是15 mL，所以a＝15－7＝8，B正确；从表格中的数据可知，温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大，C正确；对比实验Ⅰ、Ⅳ可知，三种溶液的体积都相同，只有温度不同，实验Ⅳ的温度高于实验Ⅰ的温度，而且实验Ⅳ所用时间远小于实验Ⅰ的，故保持浓度不变时，升高温度，化学反应速率增大，D正确。 思维建模 关于“控制变量法”题目的解题策略 (1)确定变量：明确影响实验探究结构的因素可能有哪些，即变量。 (2)定多变一：根据实验目的确定需要控制的变量。在探究时，先确定其他因素不变，只变化一种因素，研究这种因素的影响结果，再确定另一种因素的影响结果。通过分析每种因素与所研究问题之间的关系，得出所有影响因素与探究问题之间的关系。 (3)数据有效：注意选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 【变式训练1·变题型】下表是某学习兴趣小组，一定条件下测定O3在水溶液中分解浓度减少一半所需时间。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol·L－1。 pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 (1)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为________________。 (2)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________。 (3)根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母)。 a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0 答案 (1)1.00×10－4 mol·L－1·min－1　(2)OH－　(3)b、a、c 解析 (1)v＝＝＝1.00×10－4mol·L－1·min－1。(2)pH增大，则OH－浓度增大，pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是OH－。(3)由表中数据可知，40 ℃、pH＝3.0时，所需时间在31 min～158 min之间；10 ℃、pH＝4.0时，所需时间＞231 min；30 ℃、pH＝7.0时，所需时间＜15 min，则分解速率依次增大的顺序是b、a、c。 1. （天津卷2023,T12）明代《武备志》中记载了提纯硫黄的油煎法：“先将硫打豆粒样碎块，每斤硫黄用麻油二斤，入锅烧滚。再下青柏叶半斤在油内，看柏枯黑色，捞去柏叶，然后入硫黄在滚油内，待油面上黄沫起至半锅，随取起，安在冷水盆内，倒去硫上黄油，净硫凝一并在锅底内者是”，下列叙述错误的是 A. “先将硫打豆粒样碎块”是为了增大硫的表面积 B. “青柏叶”变“枯黑色”起到指示油温的作用 C. “倒去硫上黄油”实现固液分离 D. 提纯硫磺的油煎法利用了蒸馏原理 【答案】D 【解析】A．“先将硫打豆粒样碎块”增大了硫的表面积，有利于硫与麻油充分接触，故A正确；B．油温较高时，柏叶由青色变为黑色，“青柏叶”变“枯黑色”可以起到指示油温的作用，故B正确；C．“安在冷水盆内”后，硫经冷却凝固后沉在容器底部，麻油浮于上层，因此“倒去硫上黄油”可实现固液分离，故C正确；D．蒸馏原理是利用被提纯物质和杂质的沸点差异，用于分离和提纯液态物质，该流程没有用到蒸馏原理，故D错误；故选D。 2. （天津卷2022,T6）向恒温恒容密闭容器中通入2molSO2和1molO2，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列有关判断错误的是 A. SO3的平衡浓度增大 B. 反应平衡常数增大 C. 正向反应速率增大 D. SO2的转化总量增大 【答案】B 【解析】A．平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，A正确；B．平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误；C．通入一定量O2，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C正确；D．通入一定量O2，促进二氧化硫的转化，SO2的转化总量增大，D正确； 故选B。 3．（天津卷2024,T15，节选）柠檬酸钙微溶于水、难溶于乙醇，是一种安全的食品补钙剂。某学习小组以蛋壳为主要原料，开展制备柠檬酸钙的如下实验。 Ⅰ．实验流程 （1）实验中，需将蛋壳研磨成粉，其目的是__________________。 【答案】（1）增大反应物接触面积，使反应更加充分，提高反应速率 4．（天津卷2024,T16，节选）NaBH4是常用的还原剂，可选择合适的催化剂实现其可控水解制H₂。 Ⅱ．NaBH₄的水解 NaBH₄的水解反应方程式为：BH+4H2O===[B(OH)4]-+4H2↑，该反应放热。 (2)无催化剂时，NaBH₄在酸性溶液中水解迅速，在碱性溶液中水解缓慢，在纯水中水解反应速率会随反应进行快速下降。在纯水中反应速率快速下降的原因是 。 (3)相同条件下，三种试制的催化剂X、Y和Z在碱性溶液中催化NaBH₄水解产H2的体积随反应时间的变化如图。下列相关结论正确的是 (填序号)。 a．反应至3min时，使用X产H₂的体积是使用Y的2倍 b．与Y 相比，X降低反应的活化能更多 c．Z无催化活性 (4)在起始温度不同、其他条件相同的情况下进行NaBH₄水解反应的对比实验。H2的生成速率与NaBH₄浓度的关系如图所示。在反应过程中，体系温度随反应进行逐渐升高，催化剂活性保持不变。 ①图中起始温度较高的实验对应的曲线是 (填“M”或“N”)： ②曲线M中，p点之前H2的生成速率提高，主要原因是 ：p点之后H2的生成速率降低，主要原因是 。 【答案】(2)[B(OH)4]-水解呈碱性，随着水解的进行，[B(OH)4]-浓度增大，且NaBH₄水解放热，溶液碱性增强，NaBH₄水解速率下降。 (3)bc 解析 (3)a选项，由图可知，反应至3min时，使用X产生H2约为1200mL，使用Y产生H2约800mL，错误；b选项，相同时间，使用X产生氢气的体积大于使用Y产生氢气的体积，说明使用X催化NaBH₄水解反应速率更快，活化能降低的更多，正确；c选项，使用Z，氢气的体积为0，说明Z对NaBH₄水解无催化活性，正确。 (4)①M ②NaBH₄水解反应是放热反应，p点前，随着反应的进行，温度升高，反应速率加快 p点之后，由于NaBH₄浓度下降，反应速率减小。 解析 ①NaBH₄浓度相同时，使用M时H2的生成速率大于使用N时H2的生成速率，温度越高，反应速率越快，因此M温度较高。 5. （天津卷2023,T13，节选）（3）在H2O2作用下，铜与浓盐酸的反应可用于制备CuCl2，写出该反应化学方程式：____________________。反应中，H2O2实际消耗量大于理论用量的原因是______________。 答案 Cu+H2O2+2HCl===CuCl2+2H2O 反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2 解析 在H2O2作用下，铜与浓盐酸的反应可用于制备CuCl2，根据氧化还原反应配平可得，该反应化学方程式为：Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O，由于反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2，导致反应中，H2O2实际消耗量总是大于理论。 6. （天津卷2023,T16，节选）工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下，其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。 Ⅰ.硫液化后与空气中的氧反应生成SO2。 （4）从能量角度分析，钒催化剂在反应中的作用为______________。 Ⅱ.一定条件下，钒催化剂的活性温度范围是450～600℃。为了兼顾转化率和反应速率，可采用四段转化工艺：预热后的SO2和O2通过第一段的钒催化剂层进行催化氧化，气体温度会迅速接近600℃，此时立即将气体通过热交换器，将热量传递给需要预热的SO2和O2，完成第一段转化。降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，总转化率逐段提高，接近平衡转化率。最终反应在450℃左右时，SO2转化率达到97％。 （5）气体经过每段的钒催化剂层，温度都会升高，其原因是______。升高温度后的气体都需要降温，其目的是______。 （6）采用四段转化工艺可以实现______(填序号)。 a．控制适宜的温度，尽量加快反应速率，尽可能提高SO2转化率 b．使反应达到平衡状态 c．节约能源 【答案】（4）降低反应活化能 （5）①反应放热 ②保持钒催化剂活性温度，提高SO2转化率，保证反应速率 （6）ac 【分析】先将硫黄在空气中燃烧或焙烧，和氧气反应生成二氧化硫，生成的SO2和氧气发生反应转化为三氧化硫，生成的SO3用浓硫酸吸收得到硫酸； 【解析】（4）催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率； （5）通入催化剂层后，体系(剩余反应物与生成物)温度升高的原因在于：二氧化硫和氧气的反应是放热反应，反应释放能量使得温度升高；每轮反应后进行热交换降温的目的是：保持钒催化剂活性温度，提高SO2转化率，保证反应速率； （6）a．由题目信息可知，在每段SO2向SO3转化的过程中，各段控制适宜的温度，温度逐段降低，可以保持钒催化剂的活性温度，保证SO2的转化率和反应速率均保持较高水平，故a正确；b．由题目信息可知，反应转化率接近平衡转化率，也就是使得反应接近平衡状态，故b错误；c．降温后的气体依次进行后三段转化，温度逐段降低，节约了能源，故c正确；故选ac。 7. （天津卷2022,T15，节选）氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： （1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为___________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为___________。 【答案】不再有气泡产生 Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 8. （天津卷2022,T16，节选）天津地处环渤海湾，海水资源丰富。科研人员把铁的配合物(L为配体)溶于弱碱性的海水中，制成吸收液，将气体转化为单质硫，改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段：①的吸收氧化；②的再生。反应原理如下： ① ② （1）在总反应中的作用是___________。 【答案】（1）作催化剂或降低反应活化能 【解析】参与了化学反应，但反应前后量没有改变，因此在总反应中的作用是作催化剂或降低反应活化能。 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $$