专题03 化学反应速率（期中复习讲义）高二化学上学期沪科版

专题03 化学反应速率 考查重点 命题角度 化学平衡速率 化学反应速率的概念及计算 化学平衡速率的影响因素 温度、浓度、压强、催化剂对化学反应速率的影响 实验探究影响化学反应速率的因素 设计实验探究影响反应速率的因素，如控制变量法的应用；分析实验数据，得出结论并解释现象 基元反应 基元反应的定义；通过能量-历程图分析反应步骤，确定决速步及对总反应速率的影响；结合催化剂的作用机制，解释反应速率的变化 化学反应速率及其图像 根据速率-时间图像、浓度-时间图像等，判断反应条件变化对速率的影响；从图像中提取信息，计算反应速率或判断反应阶段 一、化学反应速率 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. 注意事项： （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。 二、实验探究影响化学反应速率的因素 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。 5.实验探究影响化学反应速率的因素 （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 三、化学反应速率的影响因素 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 四、基元反应 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 五、化学反应速率及其图像 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)。 题型一 化学反应速率 【典例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1-1】在2 L密闭容器中，盛有2 mol X和2 mol Y进行如下反应：X(s)+3Y(g)Z(g)，当反应进行到10 s后，测得生成0.5 mol Z，则平均反应速率为 A．v(X)=0.5 mol·L-1·s-1 B．v(X)=0.025 mol·· C．v(Y)=0.05 mol·L-1·s-1 D．v(Y)=0.075 mol·L-1·s-1 【变式1-2】反应，经 2 min 后，B 的浓度减少了 0.6 mol·L-1。对此反应速率的正确表示是 A．用 A 表示的反应速率是 0.4 mol·L-1·min-1 B．在 2 min 末时的反应速率，用反应物 B 来表示是 0.3 mol·L-1·min-1 C．分别用 B、C、D 表示反应的速率，其比值是 3∶2∶1 D．在这 2 min 内用 B 和 C 表示的反应速率的值都是相同的 【变式1-3】在一定条件下发生反应2X(g)=2Y(g)+Z(g)，将4mol X通入2L容积恒定的密闭容器中，若维持容器内温度不变，5s末测得X的物质的量为1.8mol。用Z的浓度变化来表示该反应的速率[单位均为mol/(L·s)]为 A．0.09 B．0.11 C．0.18 D．0.22 题型二 化学反应速率大小的比较 【典例2】）在2A＋B 3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的是 A．υ(A)= 0.5 mol/(L·s) B．υ(B)= 0.3 mol/(L·s) C．υ(C)= 0.8 mol/(L·s) D．υ(D)= 1 mol/(L·s) 【变式2-1】反应A(g)+3B(g) = 2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别如下，其中反应速率最快的是 A．V(A)=0.15 mol/(L·min) B．V(B)=0.6 mol/(L·min) C．V(C)=0.4 mol/(L·min) D．V(D)=0.5 mol/(L·min) 【变式2-2】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 题型三 实验探究影响化学反应速率的因素 【典例3】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3-1】下列装置与设计不能达到实验目的的是 选项 A B 装置与设计 目的 测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率 探究催化剂对反应速率的影响 选项 C D 装置与设计 目的 证明铝片与盐酸的反应为放热反应 探究温度对化学平衡的影响 【变式3-2】实验小组探究双氧水与KI的反应，实验方案如下表。 序号 ① ② ③ 实验装置及操作 实验现象 溶液无明显变化 溶液立即变为黄色，产生大量无色气体；溶液温度升高；最终溶液仍为黄色 溶液立即变为棕黄色，产生少量无色气体；溶液颜色逐渐加深，温度无明显变化；最终有紫黑色沉淀析出 下列说法不正确的是 A．KI对H2O2的分解有催化作用 B．①为了排除稀硫酸对实验的干扰 C．对比②和③，②中的现象可能是因为H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率 D．实验②③中的温度差异说明，H2O2氧化KI的反应放热 【变式3-3】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： 题型四 化学反应速率的影响因素 【典例4】采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是 A．Al与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸 B．Na与水反应时，增加水的量 C．Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应时，增大压强 D．大理石与盐酸反应制取CO2时，将块状大理石改为粉末状大理石 【变式4-1】下列说法正确的是 A．增大反应物的浓度，可以提高活化分子百分数 B．通过压缩体积增大压强，可提高单位体积内活化分子数，从而增大反应速率 C．使用催化剂能降低反应的活化能，增大活化分子百分数，从而改变Δ H D．反应物分子的每一次碰撞都是有效碰撞 【变式4-2】下列有关说法正确的是 A．增大压强，反应速率一定加快 B．增大反应物的量，反应速率一定加快 C．反应速率加快，反应物的平衡转化率一定增大 D．升高温度，反应速率一定加快 【变式4-3】反应在一可变容积的密闭容器中进行，在其它条件不变的情况下，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 A．加CO的物质的量 B．加入更多的C(s) C．将容器的体积缩小一半 D．保持压强不变，充入使容器体积变大 题型五 基元反应 【典例5】已知反应：2NO(g) + Br2(g)2NOBr(g)　ΔH = -a kJ·mol-1(a﹥0)，其反应机理如下： ① NO(g) + Br2(g)NOBr2(g)　  快 ② NO(g) + NOBr2(g)2NOBr(g)　 慢 下列有关该反应的说法不正确的是 A．该反应的速率主要取决于②的快慢 B．NOBr2是该反应的中间产物 C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1 D．增大Br2(g)的浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 【变式5-1】反应物转化为产物(或)的能量与反应进程的关系如下图所示：    下列有关四种不同反应进程的说法不正确的是 A．进程I是放热反应 B．平衡时P的产率：II>I C．生成P的速率：III<II D．进程IV中，Z没有催化作用 【变式5-2】羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业，由和CO合成COS的反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂可以降低反应的焓变 B．①②步反应的焓变和小于总反应的焓变 C．总反应的速率由①步反应决定 D．反应过程中只有化学键的形成，没有化学键的断裂 【变式5-3】自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，自由基与反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是    A．三种中间产物中Z最稳定 B．该历程中正反应最大的活化能为 C．相同条件下Z转化为产物的速率： D．每生成产物，反应吸收热量 题型六 化学反应速率的图像问题 【典例6】某实验小组取块状石灰石与过量稀盐酸反应，测得生成的物质的量与反应时间的关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应的离子方程式为 B．0~2min生成的平均反应速率为 C．2~4min反应速率较快的原因是反应放热使体系温度升高 D．将块状石灰石研磨成粉末可加快反应速率 【变式6-1】反应：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)经amin后SO3(g)的浓度变化情况如下图所示，在0~amin内O2表示的平均速率为0.02mol•L-1•min-1，则a等于 A．10 B．2.5 C．0.1 D．5 【变式6-2】一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为3B＋4C6A＋2D B．反应进行到6 s时B的转化率为40% C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1 D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 【变式6-3】在1L的容器中，用纯净的与100mL稀盐酸反应制取，反应生成的体积随时间的变化关系如图所示(的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 A．OE段表示的平均反应速率最快 B．OE、EF、FG三段中，EF段收集到的的量最多 C．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为 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 基础通关练（测试时间：10分钟） 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 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．： 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 4.反应C(s) +H2O(g) CO(g) +H2(g) ΔH >0，下列说法正确的是 A．其他条件不变时，增加碳的量，化学反应速率增大 B．其他条件不变时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．其他条件不变时，缩小容器的容积，增大压强，化学反应速率增大 D．其他条件不变时，向容积不变的密闭容器中充入H2O(g)，正反应速率增大，逆反应速率减小 5.某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂对该反应速率的影响。在常温下按如下方案完成实验。 实验编号 反应物 催化剂 ① 10mL2%H2O2溶液 无。 ② 无 ③ 10mL4%H2O2溶液 MnO2粉末 下列说法不正确的是 A．实验①和②对比研究的是H2O2溶液的浓度对该反应速率的影响 B．实验②和③对比研究的是催化剂对该反应速率的影响 C．实验②的反应物应为5mL 2%H2O2溶液 D．实验③的反应速率应比实验①的快 6.反应2A(g)B(g)发生过程中的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是 A．该反应中断裂旧键放出的总能量低于新键形成吸收的总能量 B．向该体系中加入催化剂，E1和E2均减小，△H也减小 C．该反应的反应热△H<0 D．正反应的活化能大于逆反应的活化能 7.一定条件下，向某密闭容器中充入1mol，发生反应： ，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：① ② 下列分析不正确的是 A．、 B． C．活化分子只要发生碰撞就能发生反应 D．升高温度，反应速率增大，因为活化分子百分含量增大 8.一定条件下，反应  ，达到平衡后改变某一条件，反应速率随时间变化图像如下，有关改变条件正确的是 A．图像A改变的条件是升高温度 B．图像B改变的条件是增大压强 C．图像C改变的条件是减少反应物浓度 D．图像D改变的条件是使用催化剂 重难突破练（测试时间：10分钟） 1.某合成氨速率方程为：(k为速率常数)，部分数据如下表。下列说法正确的是 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q A．k与物质性质有关，与反应温度、压强、反应物浓度无关 B．α=1，γ= -1 C．恒容容器中反应时，充He气，压强增大反应速率加快 D．采用适当催化剂，反应活化能、焓变均减小 2.某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法正确的是 A．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 B．其它条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 C．条件②，反应速率为0.012 mol·L-1·min-1 D．条件①，降冰片烯起始浓度为3.0mol·L-1时，半衰期为125min 3.在水溶液中，物质R容易发生二聚反应：。不同温度(T)下，R溶于水所得溶液中R的浓度(起始浓度为1.5 mol·L)与时间的关系如图，下列说法正确的是 A． B．a点的正反应速率小于b点的逆反应速率 C．a点的反应速率小于c点的反应速率 D．从起始到b点，的平均反应速率为0.45 mol⋅L⋅h 4.为探究浓度、温度分别对反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O速率的影响，某学生设计对比实验，数据如下表所示： 实验编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 体系温度/℃ 浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 体积/mL I 0.1 1 0.5 1 V 30 Ⅱ 0.1 2 0.5 1 7 a Ⅲ 0.1 2 0.5 1 7 40 下列说法正确的是 A．对比实验Ⅰ、Ⅱ，为探究Na2S2O3溶液的浓度对该反应速率的影响 B．V=7mL C．a=40℃ D．对比上述实验数据，推测反应速率最快的是实验Ⅱ 5.一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断错误的是 A．在20~25min之间，pH=10时R的平均降解速率为0.04 B．在0~50min时，pH=2和pH=7时R的降解百分率相等 C．溶液酸性越强，R的降解速率越快 D．R的起始浓度越大，降解速率越大 6.如图所示，800℃时，某反应有关的物质A、B、C的物质的量浓度从开始反应至4 min时的变化图像。请回答下列问题。 （1）该反应的反应物是________。 （2）反应至4 min时，C的浓度是B的浓度的_______倍。 （3）该反应的化学方程式是_____________________________。 （4）反应开始至4 min，用A的浓度变化来表示该反应的化学反应速率为_________________________。 （5）若用不同物质表示其化学反应速率之比为：v(A)∶v(B)∶v(c)＝_________________。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 化学反应速率 考查重点 命题角度 化学平衡速率 化学反应速率的概念及计算 化学平衡速率的影响因素 温度、浓度、压强、催化剂对化学反应速率的影响 实验探究影响化学反应速率的因素 设计实验探究影响反应速率的因素，如控制变量法的应用；分析实验数据，得出结论并解释现象 基元反应 基元反应的定义；通过能量-历程图分析反应步骤，确定决速步及对总反应速率的影响；结合催化剂的作用机制，解释反应速率的变化 化学反应速率及其图像 根据速率-时间图像、浓度-时间图像等，判断反应条件变化对速率的影响；从图像中提取信息，计算反应速率或判断反应阶段 一、化学反应速率 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. 注意事项： （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。 二、实验探究影响化学反应速率的因素 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。 5.实验探究影响化学反应速率的因素 （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 三、化学反应速率的影响因素 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 四、基元反应 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 五、化学反应速率及其图像 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)。 题型一 化学反应速率 【典例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，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。 【变式1-1】在2 L密闭容器中，盛有2 mol X和2 mol Y进行如下反应：X(s)+3Y(g)Z(g)，当反应进行到10 s后，测得生成0.5 mol Z，则平均反应速率为 A．v(X)=0.5 mol·L-1·s-1 B．v(X)=0.025 mol·· C．v(Y)=0.05 mol·L-1·s-1 D．v(Y)=0.075 mol·L-1·s-1 【答案】D 【解析】X为浓度为定值的固体，不能用于表示化学反应速率，10 s后反应生成0.5 mol Z时，则由化学方程式可知，10 s内Y的反应速率为=0.075 mol·L-1·s-1，故选D。 【变式1-2】反应，经 2 min 后，B 的浓度减少了 0.6 mol·L-1。对此反应速率的正确表示是 A．用 A 表示的反应速率是 0.4 mol·L-1·min-1 B．在 2 min 末时的反应速率，用反应物 B 来表示是 0.3 mol·L-1·min-1 C．分别用 B、C、D 表示反应的速率，其比值是 3∶2∶1 D．在这 2 min 内用 B 和 C 表示的反应速率的值都是相同的 【答案】C 【分析】对于一个化学反应，相同条件下、相同时间内，各物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比。 【解析】A．反应物A呈固态，浓度为定值，不能用来表示反应速率，A错误；B．化学反应速率不能表示某一瞬时或者时刻的速率，B错误；C．在此反应中，B、C、D都呈气态，用B、C、D表示反应的速率，其比值等于化学计量数之比，即等于3∶2∶1，C正确；D．因为B、C的化学计量数不同，所以在这2min内，用B和C表示的反应速率的值不相同，D错误；故选C。 【变式1-3】在一定条件下发生反应2X(g)=2Y(g)+Z(g)，将4mol X通入2L容积恒定的密闭容器中，若维持容器内温度不变，5s末测得X的物质的量为1.8mol。用Z的浓度变化来表示该反应的速率[单位均为mol/(L·s)]为 A．0.09 B．0.11 C．0.18 D．0.22 【答案】B 【解析】根据三段式可知： 用Z的浓度变化来表示该反应的速率[单位均为mol/(L·s)]为=0.11 mol/(L·s)； 答案选B。 题型二 化学反应速率大小的比较 【典例2】）在2A＋B 3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的是 A．υ(A)= 0.5 mol/(L·s) B．υ(B)= 0.3 mol/(L·s) C．υ(C)= 0.8 mol/(L·s) D．υ(D)= 1 mol/(L·s) B【解析】根据化学反应速率之比=计量数之比可将各项表示反应速率转化为B的反应速率。 A．v(A)=0.5mol·L-1·s-1即为v(B)=v(A)=0.25mol/(L·s)； B．v(B)=0.3 mol/(L·s)； C．v(C)=0.8mol·L-1·s-1即为v(B)=v(C)=mol/(L·s)； D．v(D)=1mol·L-1·s-1即为v(B)=v(C)=0.25mol/(L·s)； 综上所述，表示该反应速率最快的是v(B)=0.3mol/(L·s)，故选B。 【变式2-1】反应A(g)+3B(g) = 2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别如下，其中反应速率最快的是 A．V(A)=0.15 mol/(L·min) B．V(B)=0.6 mol/(L·min) C．V(C)=0.4 mol/(L·min) D．V(D)=0.5 mol/(L·min) 【答案】D 【分析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大，表示的反应速率越快，单位要一致，据此分析解题。 【解析】A．；B． ；C．；D．；所以表示反应速率最快的是D；故选D。 【变式2-2】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。 题型三 实验探究影响化学反应速率的因素 【典例3】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。 【变式3-1】下列装置与设计不能达到实验目的的是 选项 A B 装置与设计 目的 测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率 探究催化剂对反应速率的影响 选项 C D 装置与设计 目的 证明铝片与盐酸的反应为放热反应 探究温度对化学平衡的影响 【答案】A 【解析】A．该装置中产生的可从长颈漏斗下端逸出，无法定量测量化学反应速率，A项符合题意； B．加入的试管，气泡产生的速率明显加快，可探究催化剂对分解速率的影响，B项不符合题意； C．铝与盐酸反应使得溶液温度发生变化，通过温度计进行检测可以证明该反应为放热反应，C项不符合题意； D．呈红棕色，呈无色，依据热水中圆底烧瓶内气体颜色与冷水中圆底烧瓶内气体颜色的深浅，可确定平衡移动的方向，从而确定温度对化学平衡的影响，D项不符合题意； 答案选A。 【变式3-2】实验小组探究双氧水与KI的反应，实验方案如下表。 序号 ① ② ③ 实验装置及操作 实验现象 溶液无明显变化 溶液立即变为黄色，产生大量无色气体；溶液温度升高；最终溶液仍为黄色 溶液立即变为棕黄色，产生少量无色气体；溶液颜色逐渐加深，温度无明显变化；最终有紫黑色沉淀析出 下列说法不正确的是 A．KI对H2O2的分解有催化作用 B．①为了排除稀硫酸对实验的干扰 C．对比②和③，②中的现象可能是因为H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率 D．实验②③中的温度差异说明，H2O2氧化KI的反应放热 【答案】D 【解析】A．由实验①②的实验现象可知，实验①无明显现象，实验②溶液立即变为黄色，产生大量无色气体说明碘化钾是过氧化氢溶液发生分解反应的催化剂，对过氧化氢的分解有催化作用，故A正确；B．③中向H2O2溶液中加入稀硫酸和KI固体，为了排除稀硫酸会催化H2O2分解，需要设置试验①，故B正确；C．对比②和③，由实验③的现象溶液立即交为棕黄色，产生少量无色气体；溶液颜色逐渐加深，温度无明显变化；最终有紫黑色沉淀析出溶液无明显变化，可知酸性条件下H2O2氧化KI的速率更大，C正确；D．实验②中主要发生H2O2分解，温度明显升高，而实验③中主要发生H2O2氧化KI的反应，温度无明显变化，说明H2O2催化分解是一个放热反应，不能说明H2O2氧化KI的反应放热，D错误；故选D。 【变式3-3】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。 题型四 化学反应速率的影响因素 【典例4】采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是 A．Al与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸 B．Na与水反应时，增加水的量 C．Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应时，增大压强 D．大理石与盐酸反应制取CO2时，将块状大理石改为粉末状大理石 【答案】D 【解析】A．浓硫酸和Al发生钝化现象，且不生成氢气，生成二氧化硫，故A错误； B．水为纯液体，水的多少不影响反应速率，所以Na与水反应时增大水的用量不影响反应速率，故B错误； C．Na2SO4溶液和BaCl2溶液反应在溶液中进行，没有气体参加反应，则增大压强，反应速率不变，故C错误； D．将块状大理石改为粉末状大理石，增大了反应物的接触面积，反应速率加快，故D正确； 故选：D。 【变式4-1】下列说法正确的是 A．增大反应物的浓度，可以提高活化分子百分数 B．通过压缩体积增大压强，可提高单位体积内活化分子数，从而增大反应速率 C．使用催化剂能降低反应的活化能，增大活化分子百分数，从而改变Δ H D．反应物分子的每一次碰撞都是有效碰撞 【答案】B 【解析】A．增大反应物的浓度，单位体积内活化分子数增加，但活化分子百分数不变，A错误；B．通过压缩体积增大压强，单位体积内活化分子数增加，可提高单位体积内活化分子数，从而增大反应速率，B正确；C．使用催化剂，活化分子百分数增大，催化剂不能改变 Δ H，只能加快化学反应，C错误； D．反应物分子的每一次碰撞不一定都是有效碰撞，只有能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞，D错误；故选B。 【变式4-2】下列有关说法正确的是 A．增大压强，反应速率一定加快 B．增大反应物的量，反应速率一定加快 C．反应速率加快，反应物的平衡转化率一定增大 D．升高温度，反应速率一定加快 【答案】D 【解析】A．如果是保持体积不变的情况下增大压强，反应速率不变，故A错误； B．仅增大反应物的量，浓度不一定增大，故B错误； C．反应速率与反应物的平衡转化率无必然联系，故C错误； D．升高温度，增大活化分子百分数，反应速率一定加快，故D正确； 故答案为D。 【变式4-3】反应在一可变容积的密闭容器中进行，在其它条件不变的情况下，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 A．加CO的物质的量 B．加入更多的C(s) C．将容器的体积缩小一半 D．保持压强不变，充入使容器体积变大 【答案】B 【解析】A．增加一氧化碳的物质的量，生成物的浓度增大，速率增大，故A不符合题意； B．碳是浓度为定值的固体，加入更多的碳，化学反应速率不变，故B符合题意； C．该反应是气体体积增大的反应，将容器的体积缩小一半，气体压强增大，速率增大，故C不符合题意； D．保持压强不变，充入不反应的氮气使容器体积变大相当于减小气体压强，速率减小，故D不符合题意； 故选B。 题型五 基元反应 【典例5】已知反应：2NO(g) + Br2(g)2NOBr(g)　ΔH = -a kJ·mol-1(a﹥0)，其反应机理如下： ① NO(g) + Br2(g)NOBr2(g)　  快 ② NO(g) + NOBr2(g)2NOBr(g)　 慢 下列有关该反应的说法不正确的是 A．该反应的速率主要取决于②的快慢 B．NOBr2是该反应的中间产物 C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1 D．增大Br2(g)的浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 【答案】D 【解析】A．反应速率主要取决于慢的一步，所以反应速率主要取决于②的快慢，A正确； B．由反应机理可知NOBr2是中间生成中间消耗，NOBr2是中间产物，B正确； C．正反应放热，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，则正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ·mol-1，C正确； D．增大浓度，活化分子百分数不变，D错误； 故选D。 【变式5-1】反应物转化为产物(或)的能量与反应进程的关系如下图所示：    下列有关四种不同反应进程的说法不正确的是 A．进程I是放热反应 B．平衡时P的产率：II>I C．生成P的速率：III<II D．进程IV中，Z没有催化作用 【答案】B 【解析】A．由图可知，进程I是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故A正确； B．由图可知，进程Ⅱ中使用了催化剂X，催化剂能加快反应速率，但不能改变平衡的移动方向，所以平衡时Ⅱ和Ⅰ进程中P的产率相同，故B错误； C．由图可知，进程Ⅲ中由S—Y转化为P—Y的活化能高于进程Ⅱ中由S—X转化为P—X的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，所以生成P的速率为Ⅲ小于Ⅱ，故C正确； D．由图可知，进程Ⅳ中S与Z反应生成中间产物S—Z， S—Z转化为产物P—Z，由于P—Z没有转化为P＋Z，所以进程Ⅳ中Z没有表现出催化作用，故D正确； 故选B。 【变式5-2】羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业，由和CO合成COS的反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂可以降低反应的焓变 B．①②步反应的焓变和小于总反应的焓变 C．总反应的速率由①步反应决定 D．反应过程中只有化学键的形成，没有化学键的断裂 【答案】C 【解析】过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，图中峰值越小则活化能越小，决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应越慢； A．使用催化剂可以改变化学反应的历程，降低其活化能E，但不改变反应的焓变，A错误； B．根据盖斯定律①+②步反应=总反应，则①②步反应的焓变和等于总反应的焓变，B错误； C．决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应越慢；由图可知，总反应的速率由步骤①决定，其活化能相对较大，C正确； D．化学反应的本质是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程，反应过程中有化学键的形成，有化学键的断裂，D错误； 故选C。 【变式5-3】自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，自由基与反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是    A．三种中间产物中Z最稳定 B．该历程中正反应最大的活化能为 C．相同条件下Z转化为产物的速率： D．每生成产物，反应吸收热量 【答案】D 【解析】A．由图可知，三种中间产物中Z的能量最低，物质的能量越低最稳定越稳定，所以三种中间产物中Z最稳定，故A正确； B．由图可知，该历程中正反应最大的活化能为(—18.92kJ/mol)—(—205.11kJ/mol)= 186.19kJ/mol，故B正确； C．由图可知，相同条件下Z转化为产物P1的活化能小于转化为产物P2的活化能，活化能越小，反应速率越快，则Z转化为产物P1的反应速率快于转化为产物P2的反应速率，故C正确； D．由图可知，生成产物P1的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，则每生成P1，反应放出202kJ的热量，故D错误； 故选D。 题型六 化学反应速率的图像问题 【典例6】某实验小组取块状石灰石与过量稀盐酸反应，测得生成的物质的量与反应时间的关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应的离子方程式为 B．0~2min生成的平均反应速率为 C．2~4min反应速率较快的原因是反应放热使体系温度升高 D．将块状石灰石研磨成粉末可加快反应速率 【答案】B 【解析】A．碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙和水、二氧化碳，离子反应为，A正确；B．由图可知，0～2min时间内，生成二氧化碳0.1mol，但是没有标况，不能计算生成的体积，B错误；C．随反应进行氢离子浓度降低，氢离子浓度变化使反应速率降低，而升高温度可以加快反应速率，由图可知，2～4min反应速率最快，则2～4min温度对反应速率起主要作用，C正确；D．将块状石灰石研磨成粉末可增大反应物的接触面积，加快反应速率，D正确；故选B。 【变式6-1】反应：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)经amin后SO3(g)的浓度变化情况如下图所示，在0~amin内O2表示的平均速率为0.02mol•L-1•min-1，则a等于 A．10 B．2.5 C．0.1 D．5 【答案】A 【解析】用O2表示的反应速率为0.02mol•L-1•min-1，则，故反应时间a=；故选A。 【变式6-2】一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为3B＋4C6A＋2D B．反应进行到6 s时B的转化率为40% C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1 D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 【答案】AC 【分析】由图可知，反应达到平衡时，B物质减少了0.6mol、C物质减小了0.8mol、A物质增加了1.2mol、D物质增加了0.4mol，所以B、C为反应物，A、D为生成物； 【解析】A．由图可知，反应达到平衡时，B物质减少了0.6mol、C物质减小了0.8mol、A物质增加了1.2mol、D物质增加了0.4mol，所以B、C为反应物，A、D为生成物，物质的量的变化量之比为0.6：0.8：1.2：0.4=3：4：6：2，故反应的化学方程式为：3B+4C6A+2D，故A正确； B．反应进行到6 s时B的转化率为，故B错误； C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为，故C正确； D．化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应进行到6s时，各物质的反应速率不相等，故D错误； 故选AC。 【变式6-3】在1L的容器中，用纯净的与100mL稀盐酸反应制取，反应生成的体积随时间的变化关系如图所示(的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 A．OE段表示的平均反应速率最快 B．OE、EF、FG三段中，EF段收集到的的量最多 C．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为 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 【解析】A．根据反应速率的定义，单位时间内反应生成的多或反应物消耗的多，则速率快。由于横坐标都是1个单位，EF段产生的CO2多，所以该段反应速率最快，不是OE段，A错误； B．由图可知，EF段收集到的的量最多为672mL-224mL=448mL，B正确； C．EF段产生的CO2共=0.02mol，由于反应中n(HCl)∶n(CO2)＝2∶1，所以该段消耗HCl＝0.04mol，时间为1min，所以用盐酸表示的EF段平均化学速率是，C错误； D．由于时间都是1min，所以三段的速率之比就等于产生CO2的体积之比，即224∶(672-224)∶(784-672)＝2∶4∶1，D错误； 故选B。 基础通关练（测试时间：10分钟） 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。 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，选项A错误；B．H2O的浓度变化等于mol/L=0.0015mol/L，选项B错误；C．氨气的浓度变化为0.001mol/L，选项C错误；D．氧气的浓度变化为mol/L=0.00125mol/L，选项D正确；答案选D。 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。 4.反应C(s) +H2O(g) CO(g) +H2(g) ΔH >0，下列说法正确的是 A．其他条件不变时，增加碳的量，化学反应速率增大 B．其他条件不变时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 C．其他条件不变时，缩小容器的容积，增大压强，化学反应速率增大 D．其他条件不变时，向容积不变的密闭容器中充入H2O(g)，正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】C 【解析】A．碳是固体，浓度为定值，只增大碳的量时化学反应速率不变，故A错误； B．温度升高时，正、逆反应速率均增大，故B错误； C．其他条件不变时，缩小容器的容积，增大压强，各物质浓度增大，化学反应速率增大，故C正确； D．其他条件不变时，向容积不变的密闭容器中充入H2O(g)，等效为加压，则正反应速率增大，逆反应速率相对原来的也增大，故D错误； 故选C。 5.某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂对该反应速率的影响。在常温下按如下方案完成实验。 实验编号 反应物 催化剂 ① 10mL2%H2O2溶液 无。 ② 无 ③ 10mL4%H2O2溶液 MnO2粉末 下列说法不正确的是 A．实验①和②对比研究的是H2O2溶液的浓度对该反应速率的影响 B．实验②和③对比研究的是催化剂对该反应速率的影响 C．实验②的反应物应为5mL 2%H2O2溶液 D．实验③的反应速率应比实验①的快 【答案】C 【解析】A．根据题干要求，研究浓度、催化剂对该反应速率的影响，②和③应该是探究催化剂的影响，①和②则是探究H2O2溶液的浓度对该反应速率的影响，结合控制变量的要求，②的反应物应是10mL4%H2O2溶液；故A正确；B．结合上述分析，实验②和③对比研究的是催化剂对该反应速率的影响，故B正确；C．根据A项分析，②的反应物应是10mL4%H2O2溶液；故C错误；D．实验③与实验①比较，使用了催化剂，反应物浓度也增大了，故反应速率肯定比①的快，故D正确。答案选C。 6.反应2A(g)B(g)发生过程中的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是 A．该反应中断裂旧键放出的总能量低于新键形成吸收的总能量 B．向该体系中加入催化剂，E1和E2均减小，△H也减小 C．该反应的反应热△H<0 D．正反应的活化能大于逆反应的活化能 【答案】C 【分析】由图可知反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，反应后物质总能量降低，所以该反应为放热反应，△H＜0； 【解析】A．断裂旧键吸收能量，新键形成释放能量，该反应为放热反应，则断裂旧键吸收的总能量低于新键形成放出的总能量，A错误； B．向该体系中加入催化剂，降低反应的活化能，则E1和E2均减小，但反应物、生成物的总能量均不变，则△H不变，B错误； C．由分析可知，该反应为放热反应，△H＜0，C正确； D．该反应为放热反应，则正反应的活化能E1小于逆反应的活化能E2，D错误； 故选C。 7.一定条件下，向某密闭容器中充入1mol，发生反应： ，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：① ② 下列分析不正确的是 A．、 B． C．活化分子只要发生碰撞就能发生反应 D．升高温度，反应速率增大，因为活化分子百分含量增大 【答案】C 【解析】A．基元反应①是断裂化学键过程，反应吸热，ΔH1＞0，基元反应②是形成化学键过程，反应放热，ΔH2＜0，故A正确；B．向密闭容器中充入1molHI，反应前后碘原子总数不变，故n(HI)+2n(I2)=1mol，故B正确；C．只有活化分子发生有效碰撞，发生有效碰撞时取决于分子的能量和碰撞方向，此时才能发生化学反应，故C错误；D．通常情况下，升高温度活化分子百分含量增大，活化分子碰撞几率越大，导致化学反应速率增大，故D正确。答案选C。 8.一定条件下，反应  ，达到平衡后改变某一条件，反应速率随时间变化图像如下，有关改变条件正确的是 A．图像A改变的条件是升高温度 B．图像B改变的条件是增大压强 C．图像C改变的条件是减少反应物浓度 D．图像D改变的条件是使用催化剂 【答案】D 【解析】A．升高温度则正、逆反应速率都会增大，而图像A中当时逆反应速率没有变，A错误；B．该反应气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，则增大压强，正速率会更大一些，B错误；C．减小反应物浓度时逆反应速率不变，C错误；D．使用催化剂平衡不移动，同时正、逆反应速率都增大，D正确；故选D。 重难突破练（测试时间：10分钟） 1.某合成氨速率方程为：(k为速率常数)，部分数据如下表。下列说法正确的是 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q A．k与物质性质有关，与反应温度、压强、反应物浓度无关 B．α=1，γ= -1 C．恒容容器中反应时，充He气，压强增大反应速率加快 D．采用适当催化剂，反应活化能、焓变均减小 【答案】B 【解析】A．k为速率常数，与反应温度有关，A错误； B．将实验1、2的数据代入方程，可得α=1，将1、3的数据代入方程，可得γ=-1，B正确； C．恒容容器中反应，充入He，N2、H2、NH3三种气体的浓度不变，v不变，C错误； D．催化剂不能改变化学反应的焓变，D错误； 2.某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法正确的是 A．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 B．其它条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 C．条件②，反应速率为0.012 mol·L-1·min-1 D．条件①，降冰片烯起始浓度为3.0mol·L-1时，半衰期为125min 【答案】B 【解析】A．曲线①③所用的催化剂浓度相等，但降冰片烯浓度不等，开始时降冰片烯的浓度曲线①是曲线③的2倍，完全消耗时所需时间曲线①是曲线③的2倍，两者反应速率相等，所以其他条件相同时，降冰片烯浓度与反应速率无关，A错误； B．从图中可知，①和②初始时降冰片烯的浓度相同，②催化剂浓度为①中的2倍，②降冰片烯反应速率为①中的2倍，则其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越快，B正确； C．从图中可知，条件②降冰片烯初始浓度为3mol/L，125min后降冰片烯浓度将为0，则其反应速率为，C错误； D．条件①降冰片烯起始浓度为3mol/L，降为1.5mol/L时用时125min，但是从1.5mol/L降低至0.75mol/L用时小于125min，则不能说其半衰期为125min，D错误； 故答案选B。 3.在水溶液中，物质R容易发生二聚反应：。不同温度(T)下，R溶于水所得溶液中R的浓度(起始浓度为1.5 mol·L)与时间的关系如图，下列说法正确的是 A． B．a点的正反应速率小于b点的逆反应速率 C．a点的反应速率小于c点的反应速率 D．从起始到b点，的平均反应速率为0.45 mol⋅L⋅h 【答案】D 【解析】A．由“先拐先平数值大”知，同一时间时曲线斜率越大化学反应速率越快，则温度越高，根据图知T2曲线斜率大，则T1<T2，A错误；B．a点到b点的过程中正反应速率逐渐减小，且b点时反应未达到平衡，反应正向进行，则b点：υ(正)> υ(逆)，所以a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，B错误；C．根据题图可知，a点切线斜率的绝对值大于c点切线斜率的绝对值，则a点反应速率大于c点，C错误；D．从反应开始至b点时，R的平均反应速率为，2υ(R2)= υ(R)，则，D正确；答案选D。 4.为探究浓度、温度分别对反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O速率的影响，某学生设计对比实验，数据如下表所示： 实验编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 体系温度/℃ 浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 体积/mL I 0.1 1 0.5 1 V 30 Ⅱ 0.1 2 0.5 1 7 a Ⅲ 0.1 2 0.5 1 7 40 下列说法正确的是 A．对比实验Ⅰ、Ⅱ，为探究Na2S2O3溶液的浓度对该反应速率的影响 B．V=7mL C．a=40℃ D．对比上述实验数据，推测反应速率最快的是实验Ⅱ 【答案】A 【解析】A．根据表格数据，结合控制变量的思想，Ⅱ与Ⅲ应是探究温度对反应速率的影响，Ⅰ、Ⅱ是探究Na2S2O3溶液的浓度对该反应速率的影响，故A正确； B．Ⅰ、Ⅱ是探究Na2S2O3溶液的浓度对该反应速率的影响，要求体系的总体积相等，故V=8mL，故B错误； C．Ⅱ与Ⅲ应是探究温度对反应速率的影响，则a=30℃，故C错误； D．实验Ⅲ温度比Ⅰ、Ⅱ高，反应物浓度比Ⅰ大，反应速率最快的是实验Ⅲ，故D错误。 答案选A。 5.一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断错误的是 A．在20~25min之间，pH=10时R的平均降解速率为0.04 B．在0~50min时，pH=2和pH=7时R的降解百分率相等 C．溶液酸性越强，R的降解速率越快 D．R的起始浓度越大，降解速率越大 【答案】D 【解析】A．由图可知，在20~25min之间，pH=10时R的平均降解速率为0.04，A正确； B．在0~50min时，pH=2和pH=7时R的开始浓度不同，最终剩余浓度均为0，则其降解百分率均为100%，故相等，B正确； C．由图可知，溶液酸性越强，R的降解速率越快，C正确； D．图像体现的是一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响，没有体现浓度对降解速率的影响，D错误； 故选D。 6.如图所示，800℃时，某反应有关的物质A、B、C的物质的量浓度从开始反应至4 min时的变化图像。请回答下列问题。 （1）该反应的反应物是________。 （2）反应至4 min时，C的浓度是B的浓度的_______倍。 （3）该反应的化学方程式是_____________________________。 （4）反应开始至4 min，用A的浓度变化来表示该反应的化学反应速率为_________________________。 （5）若用不同物质表示其化学反应速率之比为：v(A)∶v(B)∶v(c)＝_________________。 【答案】（1）A （2）3 （3）2AB＋3C （4）0.2 mol·L－1·min－1 （5）2∶1∶3 【解析】（1）化学反应中反应物的物质的量浓度减小，生成物的物质的量浓度增大，故反应物为A，生成物为B和C；（2）反应至4 min时，C的浓度为1.2 mol·L－1，B的浓度为0.4 mol·L－1，故C的浓度是B的浓度的3倍；（3）反应物为A，生成物为B和C，0～4 min内A的浓度变化了0.8 mol·L－1，B的浓度变化了0.4 mol·L－1，C的浓度变化了1.2 mol·L－1，化学反应的化学计量数之比等于速率之比等于浓度变化之比，故A、B、C的化学计量数之比为2∶1∶3，故化学方程式为2AB＋3C；（4）反应开始至4 min，用A的浓度变化来表示该反应的化学反应速率v＝=0.2 mol·L－1·min－1；（5）化学反应的速率之比等于化学计量数之比，故v(A)∶v(B)∶v(c)=2∶1∶3。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $