2.3 化学反应的速率（7大题型专项训练） 化学沪科版2020选择性必修1

2.3 化学反应的速率 题型01 化学反应速率的理解 题型02 反应速率的计算与比较 题型03 化学反应速率的测定 题型04 化学反应速率影响因素 题型05 探究影响化学反应速率的外界因素 题型06 碰撞理论、过渡态理论和活化能 题型07 化学反应速率的图像分析 题型01 化学反应速率的理解 1．化学反应速率的概念及表示 （1）概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量 （2）表示方法：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。 （3）数学表达式及单位：v＝，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。 （4）同一反应中各物质化学反应速率的关系 mA（g）+nB（g）pY（g）+qZ（g） ①同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同，且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 ②在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 2. 【注意】应用化学反应速率需注意以下问题： （1）化学反应速率是标量，只有 数值 而没有 方向 ； （2）一般计算出来的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； （3）对于纯液体或固体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度” 是 不 变的，因此一般 不能 用固体、纯液体表示化学反应速率； （4）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 化学计量系数 之比。 【典例1】 下列关于化学反应速率的说法，正确的是（    ） A．化学反应速率是衡量化学反应进行程度的物理量 B．化学反应速率为1.8mol·L-1·min-1，是指1min时，物质的量浓度为1.8mol·L-1 C．各物质表示的速率的数值之比等于方程式中各物质的计量数之比 D．某可逆反应速率越快，该反应平衡时反应物转化率越大 【答案】C 【解析】A. 化学反应速率是来定量表示化学反应进行的快慢，A错误； B. 化学反应速率为1.8mol·L-1·min-1，不是是指1min时物质的量浓度为1.8mol·L-1，而是指1min内该物质的浓度变化量为1.8mol·L-1，B错误； C. 化学反应中，各物质表示的速率的数值之比等于方程式中各物质的计量数之比，C正确； D. 转化率等于某反应中、达到平衡后的某反应物的物质的量与达到平衡前该反应物的物质的量的比值，但转化率大小与反应速率无关，D错误； 故选C。 【变式1-1】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 【解析】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，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，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，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。 【变式1-2】恒容、绝热体系中，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，测定单位时间内如下物理量不能表示其化学反应速率的是 A．体系颜色的深浅的变化 B．体系压强的变化 C．体系对光的吸收能力的改变 D．体系密度的改变 【答案】D 【解析】A. 该反应是气体颜色变浅的反应，所以测定单位时间内体系颜色的深浅的变化能表示反应的化学反应速率，不符合题意； B. 该反应是气体体积不变的放热反应，恒容、绝热体系中反应放出的热量会使体系压强增大，则所以测定单位时间内体系压强的变化能表示反应的化学反应速率，不符合题意； C. 该反应是气体颜色变浅的反应，体系对光的吸收能力会发生改变，所以测定单位时间内体系对光的吸收能力的改变能表示反应的化学反应速率，不符合题意； D. 由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则测定单位时间内体系密度的改变不能表示反应的化学反应速率，符合题意。 故选D。 【变式1-3】对反应来说，同一段时间内，用不同物质表示的化学反应速率（单位相同）的关系正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】在同一个反应中，用不同物质表示的反应速率满足以下关系：。 【解析】A．由分析可知：，即，A错误； B．，即，B正确； C．，即，C错误； D．由A项解析可知，，D错误。 故选B。 题型02 反应速率的计算与比较 1．化学反应速率的计算 （1）公式法： v＝＝ ①常用单位：mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1或mol·L-1·h-1 ②适用范围：表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率，不表示固体或纯液体物质的速率 【特别提醒】 ①如果题目中给出的是物质的量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 ②浓度的变化量Δc＝c(某时刻)－c(初始) 所以一般Δc(反应物)为负值，Δc(生成物)为正值，而v是标量，只有正值，所以在计算反应速率时， v(反应物)＝；v(生成物)＝ （2）运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。 对于一个化学反应：mA ＋ nB=== pC ＋ qD， v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝，v(D)＝， 且有：＝＝＝。 （3）“三段式”法 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。 反应： mA(g)＋nB(g)pC(g) 起始浓度/mol·L－1 a b c 转化浓度/mol·L－1 x 某时刻(t s)浓度/mol·L－1 a－x b－ c＋ 再利用化学反应速率的定义式求算 v(A)＝ mol·L-1·s-1； v(B)＝ mol·L-1·s-1； v(C)＝ mol·L-1·s-1。 ②计算中注意以下量的关系。 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 转化率＝×100%。 （4）从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤 ①从图像中获取计算的数据 纵坐标可以是物质的量，也可以是物质的量浓度，横坐标是时间。 例如：某温度时，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算： A.求某物质的平均速率、转化率，如：v（X）＝ mol·L-1·s-1，Y的转化率＝×100%。 B. 确定化学方程式中的化学计量数之比，如：X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为（n1－n3）∶（n2－n3）∶n2。 ②依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 2．化学反应速率的比较方法 （1）定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 （2）定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： ①归一法 “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。 ②比值法: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。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3．由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 【典例2】汽车尾气里含有的气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：，已知该反应在时，平衡常数。请回答： （1）某温度下，向的密闭容器中充入和各后的物质的量为，则内的反应速率 。 （2）下列为4种不同情况下测得的反应速率中，表明该反应进行最快的是___________。 A． B． C． D． 【答案】（1）7.2 （2）C 【解析】（1）5s后的物质的量为，反应，则生成，则内的反应速率为=7.2； （2）统一单位，统一为表示的反应速率，再进行比较；A．；B．；C．；D．，由上可知该反应进行最快的选C。 【变式2-1】反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ① ② ③ ④ 该反应速率大小关系正确的是 A．①>④>③>② B．④>①>③>② C．②>④>③>① D．②>③=④>① 【答案】A 【解析】由反应速率之比等于化学计量数之比可知，四种条件下A物质的反应速率分别为： ①v(A)=0.3mol⋅L−1⋅s−1；②v(A)=v(B2)=0.6mol⋅L−1⋅min−1×=0.2mol⋅L−1⋅min−1=mol⋅L−1⋅s−1；③v(A)=v(C)=0.4mol⋅L−1⋅s−1×=0.2mol⋅L−1⋅s−1；④v(A)= v(D)=0.45mol⋅L−1⋅s−1×=0.225mol⋅L−1⋅s−1；则反应进行的快慢顺序为①>④>③>②，故选A。 【变式2-2】反应在容积为2L的密闭容器中进行，1mim后，减少了0.12mol，则平均每秒浓度的变化表示正确的是 A．： B．： C．： D．： 【答案】D 【解析】氨气1min内平均每秒浓度的变化是=0.001mol/L， A．NO的浓度变化等于氨气的浓度的变化，即为0.001mol/L，A错误； B．H2O的浓度变化等于mol/L=0.0015mol/L，B错误； C．氨气的浓度变化为0.001mol/L，C错误； D．氧气的浓度变化为mol/L=0.00125mol/L，D正确； 故选D。 【变式2-3】在反应中，表示反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】比较化学反应速率时，转化为同一种物质同一种单位再进行比较，根据不同物质表示的化学反应速率的数值之比等于其化学计量数之比，可以四种不同的物质表示的化学反应速率转化为同种物质表示的化学反应速率。 【详解】A．转化为； B．； C．转化为； D．转化为； 对比可知反应速率最快的是B 故选B。 题型03 化学反应速率的测定 1.定性描述:（根据实验现象） ①观察产生气泡的快、慢； ②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低 2.定量描述：（根据实验测量，单位时间内） ①测定气体的体积; ②测定物质的物质的量的变化； ③测定物质或离子的浓度变化； ④测定体系的温度或测定反应的热量变化。 3.测量化学反应速率的常见方法 （1）量气法 （2）比色法 （3）电导法 （4）激光技术法 4.化学反应速率的测量——实验 （1）反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （2）实验装置 （3）测量数据 ①单位时间内收集氢气的体积； ②收集相同体积氢气所需要的时间 ③用pH计测相同时间内pH变化，即△c(H＋)。 ④用传感器测△c(Zn2＋)变化。 ⑤测相同时间内△m(Zn)。 ⑥相同时间内恒容压强变化； ⑦相同时间内绝热容器中温度变化。 特别提醒 测定产生气体时应该在一个密闭的环境中进行，防止空气进入，产生的气体逸出使测定结果不准确。 【典例3】汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染。查阅资料可知使用同种催化剂，质量相等时催化剂的比表面积对催化效率有影响。某实验小组的实验数据、图像分析与结论如下。下列说法不正确的是 编号 t/℃ 催化剂的比表面积 实验图像 I 280 80 II a 120 III c 80 A．汽车尾气处理的化学方程式为 B．由图像可知：， C．其他条件相同时，增大催化剂的比表面积，该化学反应的速率将减小 D．第I组实验中，如果反应5min达到平衡，用NO表示该化学反应速率为 【答案】C 【解析】A．在催化剂、加热的条件下，NO和CO反应生成对空气无污染的气体，反应的化学方程式为，A正确； B．由控制变量法和实验目的可知，实验Ⅰ、Ⅱ的催化剂比表面积不同，Ⅰ、Ⅲ的温度不同，则实验Ⅰ、Ⅱ用于探究催化剂的比表面积对反应速率的影响，实验Ⅰ、Ⅲ用于探究温度对反应速率的影响，其他各变量均应该相同，故，根据Ⅲ反应速率大于Ⅰ可以判断，，B正确； C．由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，实验Ⅱ的反应速率比实验Ⅰ的快，即增大催化剂比表面积，反应速率增大，C错误； D．第I组实验中，如果反应5min达到平衡，，则，故用NO表示该化学反应速率为，D正确； 故选C。 【变式3-1】对利用甲烷消除NO2污染进行研究，CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在2L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50molCH4和1.2nolNO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表。 组别 温度 时间/min n/mol 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 … 0.15 下列说法不正确的是 A．组别①中，0~10min内，CO2的生成速率为0.0075mol·L-1·min-1 B．0~20min内，NO2的降解速率①>② C．40min时，表格中T2对应的数据为0.15 D．由实验数据可知实验控制的温度T1<T2杨sir化学，侵权必究 【答案】B 【解析】A. 组别①中0∼10 min内，CH4的降解速率为=0.0075 mol·L-1·min-1，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则CO2的生成速率为v(CO2)=v(CH4)= 0.0075 mol⋅L−1⋅min−1，A正确； B．有表格数据对比可以看出，0~20 min内，CH4的变化量：②>①，相同的时间内NO2降解速率: ②>①，B错误； C．40 min时组别①中甲烷的物质的量不再改变，说明反应达到平衡，组别②反应速率比组别①更快，所以40 min时组别②也已经达到平衡，所以表格中T2对应的数据为0.15，C正确； D．开始时CH4 的物质的量相同，10 min后，T2温度时甲烷物质的量更小，说明反应速率快，温度越高反应越快，T1<T2，D正确； 故选B。 【变式3-2】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 【解析】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错误； 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错误； 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错误； 故选B。 【变式3-3】下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是 A Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2 压力传感器测量反应前后体系压强变化 B Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑ 分析天平称量镁条变化前后的质量变化 C 2H2O22H2O+O2↑ 注射器收集反应后气体体积 D Na2S2O3+H2SO4＝Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O 浊度计测量反应前后浊度变化 【答案】A 【解析】A项，化学反应Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2反应前后气体的化学计量数不变，反应前后压强不变，符合题意；B项，反应Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑会使镁条溶解而质量减轻，可以根据质量变化测定反应速率，不符合题意；C项，反应2H2O22H2O＋O2↑反应前无气体，反应后有气体生成，注射器收集反应后气体体积，可以测定反应速率，不符合题意；D项，反应Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O有淡黄色硫单质生成，可以用浊度计测量反应前后浊度变化，测定反应速率，不符合题意。 题型04 化学反应速率影响因素的判断 1．主要原因：反应物本身的性质 2．基本规律：外界条件越高，速率越快 （1）温度：温度越高，化学反应速率越快 （2）压强：气体反应的压强越大，化学反应速率越快 （3）浓度：浓度越大，化学反应速率越快 （4）催化剂：显著的改变（加快或减慢）正逆反应速率，一般有催化剂，化学反应速率越快 （5）接触面积：反应物的颗粒越小，接触面积越大，化学反应速率越快 （6）原电池：形成原电池，可以加快氧化还原反应的速率 3．特殊情况 （1）温度 ①催化反应，升高温度，催化剂可能失活，反应速率减慢 ②有机反应，升高温度，有可能发生副反应，主反应速率减慢 （2）压强 ①改变非气体反应的压强，反应速率不变 ②改变等体反应的压强，v正和v逆变化幅度相同 （3）浓度 ①固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反应速率不变 ②加入固体物质，有可能改变接触面积，反应速率可能加快 （4）无关气体 ①恒容容器通无关气体，压强增大，浓度不变，速率不变 ②恒压容器通无关气体，体积变大，浓度减小，速率减慢 【典例4】某温度下，在体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)+Y(g)⇌Z(g)+W(s)△H>0，下列叙述正确的是 A．恒温，将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞几率提高 B．加入少量W，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．在容器中加入氩气，反应速率不变 【答案】D 【解析】A．增大压强，活化分子百分数不变，A错误； B．W为固体，加入少量W，反应速率不变，B错误； C．升高温度，正、逆反应速率都增大，C错误； D．在容器中加入氩气，参加反应气体的浓度不变，则反应速率不变，D正确； 故选D。 【变式4-1】在密闭容器中，反应达到平衡后，若将容器体积缩小一半，对反应产生的影响是 A．(正)减小，(逆)增大 B．(正)增大，(逆)减小 C．(正)，(逆)都减小 D．(正)，(逆)都增大 【答案】D 【解析】反应物和生成物均是气态，若将容器体积缩小一半，压强增大，X、Y、Z的浓度均增大，因此正、逆反应速率均增大，故选D。 【变式4-2】 稀硫酸与过量锌粉反应，为减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可加入的物质是： ①水②Na2CO3溶液③Na2SO4溶液④CH3COONa溶液⑤少量K2SO4固体⑥几滴CuSO4溶液 A．①②⑥ B．②③④ C．①③④ D．③④⑤ 【答案】C 【解析】①加入水，硫酸的浓度减少，但氢离子的物质的量不变，可达到减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，故①符合题意；②加入Na2CO3溶液，Na2CO3与硫酸反应，消耗氢离子，生成氢气的量减小，故②不符合题意；③加入Na2SO4溶液，相当于加水，可达到减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，故③符合题意；④加入CH3COONa 溶液，硫酸变为弱酸醋酸，溶液中的c(H+)减小，反应速率减小，当c(H+)减小到一定程度，醋酸会电离产生H+，最终完全电离出来，因此既减缓反应进行的速率，又不影响生成H2的总量，故④符合题意；⑤加入K2SO4固体，由于硫酸钾不参与反应，对反应速率没有影响，故⑤不符合题意；⑥CuSO4固体与锌反应生成Cu，从而形成原电池加快反应速率，故⑦不符合题意； 综上，符合题意的有①③④。 【变式4-3】其他条件不变时，下列有关影响反应速率的因素，不正确的是 A．使用适当催化剂能加快化学反应速率 B．增大压强一定能加快化学反应速率 C．升高温度能加快化学反应速率 D．将块状固体反应物研磨成粉末，能加快反应速率 【答案】B 【解析】A．适当的催化剂可以改变反应途径降低活化能从而加快反应速率，A正确； B．增大压强对有气体参与的反应来说可以加快反应速率，B错误； C．升高温度能加快化学反应速率，C正确； D．将块状固体反应物研磨成粉末，增大反应物的接触面积从而能加快反应速率，D正确； 故选B。 题型05 探究影响化学反应速率的外界因素 1、浓度对反应速率的影响：实验原理：Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋ SO2↑＋S↓＋H2O 浓度 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.1 mol/L H2SO4溶液 较慢产生淡黄色沉淀 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小反应物浓度，化学反应速率减慢。 第二组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 较快产生淡黄色沉淀 2、温度对反应速率的影响： 温度 试剂 反应条件 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和 2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 将试管置于冷水中 较慢产生淡黄色沉淀 其他条件相同时，升温加快反应速率，降温减慢反应速率 第二组 将试管置于热水中 较慢产生淡黄色沉淀 3、催化剂对反应速率的影响： 催化剂 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2 mL 5% H2O2溶液和几滴1 mol/L FeCl3溶液 较多气泡产生 其他条件相同时，加入催化剂，加快反应速率 第二组 2 mL 5% H2O2溶液 几乎无气泡 【典例5】某实验小组用0.1mol/LNa2S2O3溶液和0.1mol/LH2SO4溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如下表。已知反应： 实验序号 温度/℃ Na2S2O3/mL H2SO4/mL H2O/mL 出现沉淀所需的时间/s Ⅰ 0 5 5 10 12 Ⅱ 0 5 10 5 t1 Ⅲ 0 5 7 a 10 Ⅳ 30 5 5 10 t2 下列说法正确的是 A．实验Ⅱ中 B．实验Ⅲ中a=5 C．对比实验Ⅰ、Ⅱ可得：温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率减慢 D．可以预测实验Ⅳ： 【答案】D 【解析】A．实验Ⅱ硫酸的浓度大于实验Ⅲ，浓度越大反应速率越快，所以t1＜10，A错误； B．根据控制变量法，需混合后溶液总体积相等，其它几组实验液体的总体积均为20mL，因此实验Ⅲ中a=8，B错误； C．实验Ⅰ用时12s，实验Ⅱ用时＜10s，因此温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率加快，C错误； D．温度越高，反应速率越快，实验Ⅰ与实验Ⅳ浓度相同，实验Ⅳ的温度高，因此可以预测实验Ⅳ：t2＜12，D正确；故选D。 【变式5-1】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：，测得浓度随时间变化如下表： 时间 0 1 2 3 4 5 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 下列说法错误的是 A．内容器中压强不断增大 B．内 C．时 D．内的速率比内的速率大 【答案】C 【解析】A．反应是气体分子总数不断增大的反应，在恒容密闭容器中发生反应，0~5min内不断减少，容器中气体分子数、压强不断增大，A正确； B．0~2min内减少0.50mol·L-1，则 0~2min内，B正确； C．0~2min内减少0.50mol·L-1，则NO2浓度增加1.00mol·L-1，2min时二氧化氮的浓度为c(NO2)=1.00mol·L-1，C错误； D．0~2min内减少(1.00-0.50)mol·L-1=0.50mol·L-1，2~4min内减少(0.50-0.25)mol·L-1=0.25mol·L-1，故前者速率大，D正确； 故选C。 【变式5-2】丙酮( )碘化反应为：+I2 +H++I－。兴趣小组在20 ℃时研究了该反应的反应速率。他们在反应开始前加入淀粉溶液，通过观察淀粉溶液褪色时间 t 来度量反应速率的大小。实验数据如下： 实验编号 c(丙酮) / mol·L−1 c(I2) / mol·L−1 c(H+) / mol·L−1 t / s ① 2 0.002 0.5 40 ② 1 0.002 0.5 80 ③ 2 0.001 0.5 40 ④ 2 0.002 0.25 80 下列根据实验数据做出的推理不合理的是 A．实验①中，v(I2)=5×10－5 mol·L−1·s−1 B．由实验①③可知，c(I2)越大，反应速率越快 C．由实验①④可知，c(H+)越大，反应速率越快 D．若c(丙酮)、c(I2)、c(H+)分别为1mol·L−1、0.002 mol·L−1、1mol·L−1，则 t=40 s 【答案】B 【解析】A．实验①中，，A正确； B．由实验①③可知，氢离子浓度相同时反应速率相同，则该反应的反应速率与c(H+)有关，B错误； C．由实验①④可知，其他条件相同时，c(H+)越大，反应时间越短，反应速率越快，C正确； D．由①④可知氢离子浓度加倍反应时间减半，则②的基础上氢离子浓度加倍则变为c(丙酮)、c(I2)、c(H+)分别为1mol·L−1、0.002 mol·L−1、1mol·L−1，反应时间减半为40s，D正确； 故选B。 【变式5-3】催化剂在生产和科技领域起到重大作用，某化学研究小组的同学分别设计了如下实验： (1)用控制变量法比较和对分解的催化效果。用2.00mol/L的溶液、0.01mol/L溶液和0.01mol/L溶液分别进行下列实验，实验报告如下： 序号 V(溶液)/mL V()溶液)/mL V()溶液)/mL 反应温度/℃ V(水)/mL 结论 1 10 1 0 50 9 2 10 1 0 30 9 3 10 0 1 30 a ①实验1、2研究的是 对分解速率的影响。 ②表中数据a的值应该为 ；实验2、3研究的是 对分解速率的影响。 ③定性分析：某同学通过观察实验2、3两支试管产生气泡的快慢，由此得出和对分解的催化效果，该结论 (填“合理”或“不合理”)，原因： 。 (2)向50ml溶液中加入0.10mol粉末，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。    ①实验中放出气体的总体积是 mL。 ②的初始物质的量浓度是 。 ③a、d两段反应速率大小的顺序为 > ，原因： 。 【答案】(1)温度 9 催化剂和 不合理 阴离子种类不同 (2)44.8 d a 随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢 【详解】（1）①实验1、2，其他条件相同，反应温度不同，因此在探究温度对对分解速率的影响。 ②实验2、3，其他条件相同，而催化剂不同， 因此在探究和对分解的催化效果，为保障其他因此相同，则溶液总体积应保持一致，a=9； ③通过观察产生气泡的快慢，定性比较得出催化剂的催化效果，产生气泡快的催化效果好，但只能比较氯化铁和硫酸铜的催化效果，因二者所含的阴离子不同，要证明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好，还要使选择的试剂中阴离子种类相同，所以得出Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，是不合理的； （2）①根据图象知，第4分钟时，随着时间的推移，气体体积不变，所以实验时放出气体的总体积是44.8mL； ②结合反应：，完全分解生成的氧气为44.8mL，物质的量为0.002mol，则n()=2n()=0.004mol，的初始物质的量浓度是； ③单位时间内产生氧气体积的多少就能代表反应速率的大小，根据图象结合v=可知，d段速率大于a段速率，原因是随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢。 题型06 过渡态理论、碰撞理论和活化能 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。 （6）反应物、生成物的能量与活化能的关系图 2．基元反应发生经历的过程 3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 解释说明：①影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的活化能的大小； ②使用催化剂可降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ③升高反应体系的温度，吸收能量，可增大活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ④增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑤增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ⑥增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数，从而增大反应速率。 4．催化剂对反应的影响 ①催化剂参与反应，降低反应的活化能，加快反应速率 ②催化剂不能改变反应热，可以降低反应所需的温度，减小反应的能耗 ③总反应的活化能大于催化反应过程中各分反应的活化能 ④催化剂具有选择性：相同反应物用不同催化剂生成物不同 【典例6】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】D 【解析】A．总反应速率由慢反应决定，所以该反应的速率由第二步反应决定，A正确； B．NO、H2是反应物，反应的中间产物有N2O2、N2O，B正确； C．只有少数分子的碰撞能发生化学反应，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，C正确； D．升高温度，正逆反应速率均增大，D错误； 故选D。 【变式6-1】 共价键断键方式有两种，均裂和异裂，例如，均裂：，异裂：。含有单电子的基团属于自由基，例如，为溴自由基，自由基参加的有机反应分三个阶段完成，第一阶段是产生自由基的反应；溴与甲基环戊烷生成1-甲基-1-溴环戊烷的反应属于自由基反应，其第二阶段反应的反应历程可表示为： （1）  （2） 其中能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．该反应阶段进行时，溴自由基不断减少 B．反应（1）为该反应阶段的决速步骤 C．升温，该反应阶段的反应速率加快 D．仅凭反应（1）与反应（2）的活化能不能计算该反应阶段的焓变 【答案】A 【解析】A．反应（1）消耗溴自由基，反应（2）生成溴自由基，所以整个反应阶段溴自由基数目不变，A错误； B．根据题图可知，反应（1）的活化能较大，反应（2）的活化能较小，所以该反应阶段反应速率取决于反应（1）的快慢，B正确； C．升高温度，化学反应速率加快，C正确； D．如果用活化能计算反应热，反应热=正反应活化能-逆反应活化能，所以计算总反应的反应热，需要知道正、逆反应的活化能，反应（1）与反应（2）的活化能只是正反应的活化能，所以无法计算该反应阶段的焓变，D正确； 故选A； 【变式6-2】下列说法正确的是 A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 【答案】C 【解析】A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数不变，故A错误；B．增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大单位体积内活化分子数目，但活化分子的百分数不变，故B错误；C．升高温度，活化分子数目增多，可增加反应物分子中活化分子的百分数，使反应速率增大，故C正确；D．使用催化剂，能改变反应物的活化能，能改变活化分子百分数，但反应速率不一定增大，有的催化剂是减慢反应速率的，故D错误；答案C。 【变式6-3】在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图示，回答下列问题： (1)中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为 kJ·mol-1。 (2)由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为 。 【答案】(1)83 (2)EO(g)AA(g)  ΔH=-102kJ·mol-1 【详解】（1）过渡态物质的总能量与反应物的总能量的差值为活化能，由图可知，中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为(-93 kJ·mol-1)-(-176 kJ·mol-1)=83 kJ·mol-1。答案为：83； （2）由题图可知，EO(g)生成AA(g)放出的热量为(-117 kJ·mol-1)-(-219 kJ·mol-1)=102 kJ·mol-1，故热化学方程式为EO(g)AA(g)  ΔH=-102kJ·mol-1。答案为：EO(g)AA(g)  ΔH=-102kJ·mol-1。 题型07 化学反应速率的图像分析 1.图像类型 由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1。 （1）“渐变”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 （2）“断点”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变，升高温度且ΔH＞0(吸热反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变，升高温度且ΔH＜0(放热反应) t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变，降低温度且ΔH＜0(放热反应) t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变，降低温度且ΔH＞0(吸热反应) （3）“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变使用催化剂 t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) 2.常见v-t图像分析方法 （1）看图像中正、逆反应速率的变化趋势，看二者是同等程度的变化，还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化，可从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。 （2）对于反应速率变化程度不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。 （3）改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时，可以从平衡移动方向讨论，若平衡正移，v(正)>v(逆)，若平衡逆移，v(正)<v(逆)。 【典例7】某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g) △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 【答案】B 【解析】A．由图可知，t2时刻，改变条件，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，该反应为气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，且正逆反应速率同等增大，故也可能是改变压强，A错误； B．t3时刻，改变条件，正、逆反应速率降低，且逆反应速率降低更多，平衡向正反应移动，B正确； C．该反应为气体分子数不变的反应，增大压强正逆反应速率同等增大，平衡不移动，C错误； D．t2～t3平衡不移动，转化率不变；反应为放热反应，t3时刻改变条件，正、逆反应速率都降低，且逆反应速率降低更多，则改变条件为降低温度，t3～t4时刻，平衡向正反应移动，转化率增大；t5时刻改变条件，正、逆反应速率都升高，且逆反应速率降低升高更多，则改变条件为升高温度，t5～t6时刻，平衡向逆反应移动，转化率降低；对比t3、t6时刻平衡时速率可知，t5时刻升高温度幅度没有t3时刻降温幅度大，则t6时刻平衡较t3时刻，相当于平衡正向移动，t6时刻转化率大于t3时刻，D错误； 故选B。 【变式7-1】 在某一恒温体积可变的密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)2Z(g)　ΔH<0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程中逆反应速率变化如图所示。下列说法正确的是 A．O~t2时，v正>v逆 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加Z C．t2时刻改变的条件是从密闭容器中抽出了Y D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ<Ⅱ 【答案】B 【解析】A．t1~ t2内为平衡状态，所以，A错误； B．该反应是气体分子数不变的反应，据题图可知t2时刻逆反应速率瞬间增大，平衡逆向移动，达到的新平衡速率与原平衡相同，条件为恒温，新平衡时各物质的物质的量比原平衡大，容器容积变大，所以改变的条件为向密闭容器中加入Z，B正确； C．根据上面分析，改变的条件为向密闭容器中加入Z，C错误； D．温度不变，平衡常数不变，D错误； 故选B。 【变式7-2】下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是(　　) 选项 反应 甲 乙 A 外形、大小相近的金属和水反应 Na K B 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液分别和不同浓度的2 mL H2C2O4(草酸)溶液反应 0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液 0.2 mol·L－1的H2C2O4溶液 C 5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液反应 热水 冷水 D 5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2 无MnO2粉末 加MnO2粉末 【答案】C 【解析】A. 由于K比Na活泼，故大小相近的金属K和Na与水反应，K的反应速率更快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大量的热，反应速率逐渐加快，A错误； B. 由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲快，B错误； C. 由于甲反应是在热水中进行的，温度高，故甲的反应速率大于乙，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，C正确； D. MnO2在H2O2的分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲，D错误； 故选C。 【变式7-3】在容积不变的密闭容器中存在： 3H2(g) +3CO(g) =CH3OCH3(g) +CO2(g) ΔH<0，其他条件不变时，改变某一 条件对上述反应速率的影响，下列分析正确的是 A．图I研究的是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响 B．图I研究的是t0时刻降低温度对反应速率的影响 C．图II研究的是t0时刻增大压强对反应速率的影响 D．图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响 【答案】D 【解析】A．增大反应物浓度，瞬间正反应速率增大、逆反应速率不变，图I研究的不可能是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响，A错误； B．降低温度，正反应和逆反应速率都下降，图I研究的不可能是t0时刻降低温度对反应速率的影响，B错误； C．该反应气体分子总数减小，所以增压正反应和逆反应速率都加快、但正反应速率增加得更快， 图II研究的不可能是t0时刻增大压强对反应速率的影响，C错误； D．使用催化剂能同等程度地加快正反应和逆反应速率、图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响，D正确； 故选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.3 化学反应的速率 题型01 化学反应速率的理解 题型02 反应速率的计算与比较 题型03 化学反应速率的测定 题型04 化学反应速率影响因素 题型05 探究影响化学反应速率的外界因素 题型06 碰撞理论、过渡态理论和活化能 题型07 化学反应速率的图像分析 题型01 化学反应速率的理解 1．化学反应速率的概念及表示 （1）概念：用来衡量化学反应进行 的物理量 （2）表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 来表示。 （3）数学表达式及单位：v＝，单位为 或 。 （4）同一反应中各物质化学反应速率的关系 mA（g）+nB（g）pY（g）+qZ（g） ①同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能 ，但表示的意义 ，且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的 之比。 ②在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在 2. 【注意】应用化学反应速率需注意以下问题： （1）化学反应速率是标量，只有 而没有 ； （2）一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的 速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的； （3）对于纯液体或固体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度” 是 变的，因此一般 用固体、纯液体表示化学反应速率； （4）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 同，但其意义相同，化学反应速率之比等于 之比。 【典例1】 下列关于化学反应速率的说法，正确的是（    ） A．化学反应速率是衡量化学反应进行程度的物理量 B．化学反应速率为1.8mol·L-1·min-1，是指1min时，物质的量浓度为1.8mol·L-1 C．各物质表示的速率的数值之比等于方程式中各物质的计量数之比 D．某可逆反应速率越快，该反应平衡时反应物转化率越大 【变式1-1】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 【变式1-2】恒容、绝热体系中，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，测定单位时间内如下物理量不能表示其化学反应速率的是 A．体系颜色的深浅的变化 B．体系压强的变化 C．体系对光的吸收能力的改变 D．体系密度的改变 【变式1-3】对反应来说，同一段时间内，用不同物质表示的化学反应速率（单位相同）的关系正确的是 A． B． C． D． 题型02 反应速率的计算与比较 1．化学反应速率的计算 （1）公式法： v＝＝ ①常用单位： 或 或 ②适用范围：表示 物质或溶液中 性物质的速率，不表示 或 物质的速率 【特别提醒】 ①如果题目中给出的是物质的量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 ②浓度的变化量 所以一般Δc(反应物)为负值，Δc(生成物)为正值，而v是标量，只有正值，所以在计算反应速率时， v(反应物)＝；v(生成物)＝ （2）运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。 对于一个化学反应：mA ＋ nB=== pC ＋ qD， v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝，v(D)＝， 且有：＝＝＝。 （3）“三段式”法 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。 反应： mA(g)＋nB(g)pC(g) 起始浓度/mol·L－1 a b c 转化浓度/mol·L－1 x 某时刻(t s)浓度/mol·L－1 a－x b－ c＋ 再利用化学反应速率的定义式求算 v(A)＝ mol·L-1·s-1； v(B)＝ mol·L-1·s-1； v(C)＝ mol·L-1·s-1。 ②计算中注意以下量的关系。 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 转化率＝×100%。 （4）从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤 ①从图像中获取计算的数据 纵坐标可以是物质的量，也可以是物质的量浓度，横坐标是时间。 例如：某温度时，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算： A.求某物质的平均速率、转化率，如：v（X）＝ ，Y的转化率＝ 。 B. 确定化学方程式中的化学计量数之比，如：X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为 。 ②依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的 ； 第二步：将图中的变化量转化成相应的 ； 第三步：根据公式v＝ 进行计算。 2．化学反应速率的比较方法 （1）定性比较 通过明显的实验现象(如 产生快慢、 生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 （2）定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： ①归一法 “一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为 。 “二化”：将不同物质的化学反应速率转化成 的化学反应速率。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越 ，反应速率越 。 ②比值法: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 。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若 ，则A表示的化学反应速率较 。 3．由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越 ，对应的反应的温度、浓度或压强就越 ，则对应的反应速率越 。 【典例2】汽车尾气里含有的气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：，已知该反应在时，平衡常数。请回答： （1）某温度下，向的密闭容器中充入和各后的物质的量为，则内的反应速率 。 （2）下列为4种不同情况下测得的反应速率中，表明该反应进行最快的是___________。 A． B． C． D． 【变式2-1】反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ① ② ③ ④ 该反应速率大小关系正确的是 A．①>④>③>② B．④>①>③>② C．②>④>③>① D．②>③=④>① 【变式2-2】反应在容积为2L的密闭容器中进行，1mim后，减少了0.12mol，则平均每秒浓度的变化表示正确的是 A．： B．： C．： D．： 【变式2-3】在反应中，表示反应速率最快的是 A． B． C． D． 题型03 化学反应速率的测定 1.定性描述:（根据实验现象） ①观察产生气泡的 ； ②观察试管中剩余锌粒的质量的 ； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的 2.定量描述：（根据实验测量，单位时间内） ①测定气体的 ; ②测定物质的 的变化； ③测定物质或离子的 变化； ④测定体系的 或测定反应的 变化。 3.测量化学反应速率的常见方法 （1）量气法 （2）比色法 （3）电导法 （4）激光技术法 4.化学反应速率的测量——实验 （1）反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （2）实验装置 （3）测量数据 ①单位时间内收集氢气的 ； ②收集相同体积氢气所需要的 ③用pH计测相同时间内 变化，即 。 ④用传感器测 变化。 ⑤测相同时间内 。 ⑥相同时间内恒容 变化； ⑦相同时间内绝热容器中 变化。 特别提醒 测定产生气体时应该在一个密闭的环境中进行，防止空气进入，产生的气体逸出使测定结果不准确。 【典例3】汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染。查阅资料可知使用同种催化剂，质量相等时催化剂的比表面积对催化效率有影响。某实验小组的实验数据、图像分析与结论如下。下列说法不正确的是 编号 t/℃ 催化剂的比表面积 实验图像 I 280 80 II a 120 III c 80 A．汽车尾气处理的化学方程式为 B．由图像可知：， C．其他条件相同时，增大催化剂的比表面积，该化学反应的速率将减小 D．第I组实验中，如果反应5min达到平衡，用NO表示该化学反应速率为 【变式3-1】对利用甲烷消除NO2污染进行研究，CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在2L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50molCH4和1.2nolNO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表。 组别 温度 时间/min n/mol 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 … 0.15 下列说法不正确的是 A．组别①中，0~10min内，CO2的生成速率为0.0075mol·L-1·min-1 B．0~20min内，NO2的降解速率①>② C．40min时，表格中T2对应的数据为0.15 D．由实验数据可知实验控制的温度T1<T2杨sir化学，侵权必究 【变式3-2】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 【变式3-3】下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是 A Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2 压力传感器测量反应前后体系压强变化 B Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑ 分析天平称量镁条变化前后的质量变化 C 2H2O22H2O+O2↑ 注射器收集反应后气体体积 D Na2S2O3+H2SO4＝Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O 浊度计测量反应前后浊度变化 题型04 化学反应速率影响因素的判断 1．主要原因： 本身的性质 2．基本规律：外界 越高，速率越快 （1）温度：温度 ，化学反应速率越快 （2）压强：气体反应的压强 ，化学反应速率越快 （3）浓度：浓度 ，化学反应速率越快 （4）催化剂：显著的 （加快或减慢）正逆反应速率，一般 ，化学反应速率越快 （5）接触面积：反应物的颗粒 ，接触面积 ，化学反应速率越快 （6）原电池：形成原电池，可以 氧化还原反应的速率 3．特殊情况 （1）温度 ①催化反应，升高温度，催化剂可能 ，反应速率减慢 ②有机反应，升高温度，有可能发生 ，主反应速率减慢 （2）压强 ①改变非气体反应的压强，反应速率 ②改变等体反应的压强，v正和v逆变化幅度 （3）浓度 ①固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反应速率 ②加入固体物质，有可能改变 ，反应速率可能加快 （4）无关气体 ①恒容容器通无关气体，压强 ，浓度 ，速率 ②恒压容器通无关气体，体积 ，浓度 ，速率 【典例4】某温度下，在体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)+Y(g)⇌Z(g)+W(s)△H>0，下列叙述正确的是 A．恒温，将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞几率提高 B．加入少量W，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．在容器中加入氩气，反应速率不变 【变式4-1】在密闭容器中，反应达到平衡后，若将容器体积缩小一半，对反应产生的影响是 A．(正)减小，(逆)增大 B．(正)增大，(逆)减小 C．(正)，(逆)都减小 D．(正)，(逆)都增大 【变式4-2】 稀硫酸与过量锌粉反应，为减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可加入的物质是： ①水②Na2CO3溶液③Na2SO4溶液④CH3COONa溶液⑤少量K2SO4固体⑥几滴CuSO4溶液 A．①②⑥ B．②③④ C．①③④ D．③④⑤ 题型05 探究影响化学反应速率的外界因素 1、浓度对反应速率的影响：实验原理：Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋ SO2↑＋S↓＋H2O 浓度 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.1 mol/L H2SO4溶液 较慢产生淡黄色沉淀 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小反应物浓度，化学反应速率减慢。 第二组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 较快产生淡黄色沉淀 2、温度对反应速率的影响： 温度 试剂 反应条件 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和 2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 将试管置于冷水中 较慢产生淡黄色沉淀 其他条件相同时，升温加快反应速率，降温减慢反应速率 第二组 将试管置于热水中 较慢产生淡黄色沉淀 3、催化剂对反应速率的影响： 催化剂 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2 mL 5% H2O2溶液和几滴1 mol/L FeCl3溶液 较多气泡产生 其他条件相同时，加入催化剂，加快反应速率 第二组 2 mL 5% H2O2溶液 几乎无气泡 【典例5】某实验小组用0.1mol/LNa2S2O3溶液和0.1mol/LH2SO4溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如下表。已知反应： 实验序号 温度/℃ Na2S2O3/mL H2SO4/mL H2O/mL 出现沉淀所需的时间/s Ⅰ 0 5 5 10 12 Ⅱ 0 5 10 5 t1 Ⅲ 0 5 7 a 10 Ⅳ 30 5 5 10 t2 下列说法正确的是 A．实验Ⅱ中 B．实验Ⅲ中a=5 C．对比实验Ⅰ、Ⅱ可得：温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率减慢 D．可以预测实验Ⅳ： 【变式5-1】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：，测得浓度随时间变化如下表： 时间 0 1 2 3 4 5 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 下列说法错误的是 A．内容器中压强不断增大 B．内 C．时 D．内的速率比内的速率大 【变式5-2】丙酮( )碘化反应为：+I2 +H++I－。兴趣小组在20 ℃时研究了该反应的反应速率。他们在反应开始前加入淀粉溶液，通过观察淀粉溶液褪色时间 t 来度量反应速率的大小。实验数据如下： 实验编号 c(丙酮) / mol·L−1 c(I2) / mol·L−1 c(H+) / mol·L−1 t / s ① 2 0.002 0.5 40 ② 1 0.002 0.5 80 ③ 2 0.001 0.5 40 ④ 2 0.002 0.25 80 下列根据实验数据做出的推理不合理的是 A．实验①中，v(I2)=5×10－5 mol·L−1·s−1 B．由实验①③可知，c(I2)越大，反应速率越快 C．由实验①④可知，c(H+)越大，反应速率越快 D．若c(丙酮)、c(I2)、c(H+)分别为1mol·L−1、0.002 mol·L−1、1mol·L−1，则 t=40 s 【变式5-3】催化剂在生产和科技领域起到重大作用，某化学研究小组的同学分别设计了如下实验： (1)用控制变量法比较和对分解的催化效果。用2.00mol/L的溶液、0.01mol/L溶液和0.01mol/L溶液分别进行下列实验，实验报告如下： 序号 V(溶液)/mL V()溶液)/mL V()溶液)/mL 反应温度/℃ V(水)/mL 结论 1 10 1 0 50 9 2 10 1 0 30 9 3 10 0 1 30 a ①实验1、2研究的是 对分解速率的影响。 ②表中数据a的值应该为 ；实验2、3研究的是 对分解速率的影响。 ③定性分析：某同学通过观察实验2、3两支试管产生气泡的快慢，由此得出和对分解的催化效果，该结论 (填“合理”或“不合理”)，原因： 。 (2)向50ml溶液中加入0.10mol粉末，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。    ①实验中放出气体的总体积是 mL。 ②的初始物质的量浓度是 。 ③a、d两段反应速率大小的顺序为 > ，原因： 。 题型06 过渡态理论、碰撞理论和活化能 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 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 反映了化学反应的反应历程，反应历程又称 。 （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 ，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 的碰撞。 条件： ； 。 与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率 。 （5）活化能和活化分子 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 与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 （6）反应物、生成物的能量与活化能的关系图 2．基元反应发生经历的过程 3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 解释说明：①影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的 的大小； ②使用催化剂可 反应的活化能，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ③升高反应体系的温度，吸收能量，可 活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增大反应速率； ④增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大， 不变，单位体积内 增大，从而增大反应速率； ⑤增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内 增大，从而增大反应速率； ⑥增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的 ，从而增大反应速率。 4．催化剂对反应的影响 ①催化剂参与反应， 反应的活化能，加快反应速率 ②催化剂不能改变反应热，可以 反应所需的温度， 反应的能耗 ③总反应的活化能 催化反应过程中各分反应的活化能 ④催化剂具有 性：相同反应物用不同催化剂生成物不同 【典例6】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 【变式6-1】 共价键断键方式有两种，均裂和异裂，例如，均裂：，异裂：。含有单电子的基团属于自由基，例如，为溴自由基，自由基参加的有机反应分三个阶段完成，第一阶段是产生自由基的反应；溴与甲基环戊烷生成1-甲基-1-溴环戊烷的反应属于自由基反应，其第二阶段反应的反应历程可表示为： （1）  （2） 其中能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．该反应阶段进行时，溴自由基不断减少 B．反应（1）为该反应阶段的决速步骤 C．升温，该反应阶段的反应速率加快 D．仅凭反应（1）与反应（2）的活化能不能计算该反应阶段的焓变 【变式6-2】下列说法正确的是 A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 【变式6-3】在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图示，回答下列问题： (1)中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为 kJ·mol-1。 (2)由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为 。 题型07 化学反应速率的图像分析 1.图像类型 由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1。 （1）“渐变”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变， 反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变， 反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变， 生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变， 生成物的浓度 （2）“断点”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变， 反应体系的压强且m＋n p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变， 温度且ΔH 0(吸热反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变， 反应体系的压强且m＋n p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变， 温度且ΔH 0(放热反应) t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变， 反应体系的压强且m＋n p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变， 温度且ΔH 0(放热反应) t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变， 反应体系的压强且m＋n p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变， 温度且ΔH 0(吸热反应) （3）“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变使用 t1时其他条件不变 反应体系的压强且m＋n p＋q(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变， 反应体系的压强且m＋n p＋q(反应前后气体体积无变化) 2.常见v-t图像分析方法 （1）看图像中正、逆反应速率的变化趋势，看二者是 程度的变化，还是 程度的变化。 程度的变化一般从 (反应前后气体体积 的反应)和 角度考虑;若是 程度的变化，可从 、 、 (反应前后气体体积 的反应)角度考虑。 （2）对于反应速率变化程度不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。 （3）改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时，可以从平衡移动方向讨论，若平衡正移，v(正)>v(逆)，若平衡逆移，v(正)<v(逆)。 【典例7】某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g) △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 【变式7-1】 在某一恒温体积可变的密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)2Z(g)　ΔH<0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程中逆反应速率变化如图所示。下列说法正确的是 A．O~t2时，v正>v逆 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加Z C．t2时刻改变的条件是从密闭容器中抽出了Y D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ<Ⅱ 【变式7-2】下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是(　　) 选项 反应 甲 乙 A 外形、大小相近的金属和水反应 Na K B 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液分别和不同浓度的2 mL H2C2O4(草酸)溶液反应 0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液 0.2 mol·L－1的H2C2O4溶液 C 5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液反应 热水 冷水 D 5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2 无MnO2粉末 加MnO2粉末 【变式7-3】在容积不变的密闭容器中存在： 3H2(g) +3CO(g) =CH3OCH3(g) +CO2(g) ΔH<0，其他条件不变时，改变某一 条件对上述反应速率的影响，下列分析正确的是 A．图I研究的是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响 B．图I研究的是t0时刻降低温度对反应速率的影响 C．图II研究的是t0时刻增大压强对反应速率的影响 D．图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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