专题06 化学反应的速率（期中复习讲义） 高二化学上学期鲁科版

专题06化学反应的速率 考查重点 命题角度 反应速率及其计算 反应速率的含义、反应速率的计算、反应速率大小的比较 化学反应速率的影响因素 温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响 反应历程 基元反应、活化能对化学反应速率的影响 一、化学反应是有历程的 1．基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。例如H·＋O2―→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点 ①反应不同，反应历程不相同。 ②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 3．飞秒化学 (1)基元反应的整个过程一般分为：始态→过渡态→终态(或中间体、中间产物)。 (2)跟踪和检测化学反应中某些寿命极短的中间体或过渡态，必须采用10－15～10－12 s的时间分辨技术，可以分辨分子、原子飞秒级变动图像的激光脉冲技术，可以跟踪、观察基元反应的整个过程。 (3)对超快速化学反应的研究称为飞秒(fs,1 fs＝10－15 s)化学。 (4)飞秒化学对了解化学反应机理、控制反应进程、充分利用物质和能源等非常重要。 二、化学反应速率 1．化学反应速率 (1)表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。 (2)数学表达式及单位 v(A)＝，单位为mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 (3)特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能不同，但表示的意义相同。 ②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。 2．化学反应速率的物理测定方法 主要有量气法、比色法、电导法。 三、反应速率的计算 1．利用化学方程式计算 (1)写出有关反应的化学方程式。 (2)找出各物质的初始量、转化量、某时刻量。 (3)根据已知条件列方程式计算。 如反应：　　　　　mA(g)＋nB(g)　　pC(g) 初始浓度/(mol·L－1)　 a　　　b　　　　　　c 转化浓度/(mol·L－1) 　x　 　　　　　 　 某时刻浓度/(mol·L－1) a－x　　b－　　　　c＋ (4)根据公式v(A)＝进行计算。 2．根据化学反应速率之比等于各物质化学式前的系数之比计算 如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，有关系v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或v(A)＝v(B)＝v(C)。 3.注意事项 (1)三段式中只有转化量与化学计量数成正比关系，其余量均不一定。 (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)； 物质的转化率＝×100%。 四、浓度对化学反应速率的影响 1.基本规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率加快；减小反应物的浓度，反应速率减慢。 2.反应速率与反应物浓度的定量关系 （1）速率方程：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，其反应速率与反应物浓度间的关系v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中，k为反应速率常数。 （2）反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 （3）反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 五、压强对化学反应速率的影响 1.基本规律(对于气体参与的反应) 2.解释 压强增大→→化学反应速率加快； 反之，压强减小，化学反应速率减慢。 【特别提醒】 压强对反应速率的影响，本质是引起浓度的变化： (1)恒温时，压缩体积→压强增大→气体浓度增大→反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入气体反应物→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。 ②充入惰性气体→总压强增大→气体浓度不变→反应速率不变。 (3)恒温恒压时，充入惰性气体→压强不变→容器体积增大→气体浓度减小→反应速率减小。 六、温度对化学反应速率的影响 1.对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。 2.过渡态及活化能 ①过渡态：一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的高能量的中间状态。 ②活化能： a．定义：过渡态的能量与反应物的平均能量之间的差值。 b．符号：Ea。 c．单位：kJ·mol－1或J·mol－1。 3.解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，故升高温度可以提高化学反应的速率。 七、催化剂对化学反应速率的影响 1.催化剂：能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。 2.催化原理：通过参与反应改变反应历程、改变反应的活化能来改变化学反应速率。 3.催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。 八、有效碰撞理论 1．基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 2．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。 3．有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (2)压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度 升高温度，反应物分子的能量增加→使一部分原来能量较低的分子变成活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (4)催化剂 使用催化剂→改变了反应历程，反应的活化能降低→更多的反应物分子成为活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大。 九、催化机理与反应历程 1．催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 2．催化剂与反应历程 (1)催化反应历程可表示为扩散→吸附→断键→成键→脱附。 (2)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来加快反应速率。活化能越大，反应越难进行。 (3)复杂反应中的速度控制步骤决定反应的速率，各步基元反应活化能(能垒)大的慢反应是决定整个反应速率的关键步骤。故改变温度，活化能大的反应速率改变程度越大。 【特别提醒】对催化剂的选择性的理解 (1)同一反应，不同催化剂对该反应的催化效果不同。 (2)同一催化剂，对不同反应催化效果也不同。 (3)催化剂的催化活性还与温度、酸碱度等因素有关，使用催化剂时需选择适宜条件。 题型一 化学反应速率 【典例1】下列说法中正确的是 A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示 B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．对任何化学反应，反应速率越大，反应现象越明显 D．无论用反应物还是用生成物表示的化学反应速率可能为正值，也可能为负值 【答案】B 【解析】化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化（而非质量变化）来表示，质量变化受摩尔质量和体积影响，无法统一衡量速率，A错误；同一反应中，各物质的速率数值之比等于化学计量数之比，这是化学反应速率的基本规律，B正确；反应速率快不一定现象明显（如快速的中和反应可能无明显现象），现象是否明显还与反应类型和条件有关，C错误；化学反应速率是浓度变化的绝对值与时间的比值，无论用反应物还是生成物表示，速率均为正值，D错误；故选B。 【变式1-1】化学反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min，物质B的浓度减少0.6 mol·L-1。对此反应速率的表示正确的是 A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1 B．2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的 C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1 D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1 【答案】D 【解析】A是固体，浓度不变，不能用A的浓度变化表示反应速率，A错误；B是反应物，浓度降低导致v正(B)减小，C是生成物，浓度增大导致v逆(C)增大，B错误；是2min内的平均速率，而非2min末的瞬时速率，C错误；速率之比等于化学计量数之比，v(B):v(C):v(D)=3:2:1，D正确；故选D。 【变式1-2】化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是 A．食盐中添加碘酸钾 B．铝合金门窗比钢门窗更耐腐蚀 C．医护人员冷藏存放“流感”疫苗 D．家用铁锅、铁铲等厨具保持干燥 【答案】A 【解析】食盐中添加碘酸钾是为了提供稳定的碘源，碘酸钾在储存时不易分解，确保有效碘含量，主要与物质稳定性有关，而非直接控制反应速率，A符合题意；铝合金表面形成致密氧化膜，阻止内部金属进一步腐蚀，属于通过改变材料性质减缓反应速率，与反应速率有关，B不符合题意；冷藏疫苗通过降低温度减缓疫苗中蛋白质变性或分解的速率，直接涉及反应速率控制，C不符合题意；保持铁锅干燥可减少水分，从而减缓铁的电化学腐蚀速率，与反应速率有关，D不符合题意；故选A。 题型二 化学反应速率的计算与比较 【典例2】对于可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 A．v(C)=0.2 mol·L-1·s-1 B．v(B)=0.1 mol·L-1·s-1 C．v(D)=6 mol·L-1·min-1 D．v(A)=5 mol·L-1·min-1 【答案】A 【解析】将各物质的反应速率统一换算为A的速率（单位：mol·L-1·s-1），比较大小： A． v(C)=0.2 mol·L-1·s-1，对应；v(B)=0.1 mol·L-1·s-1，对应；v(D)=6 mol·L-1·min-1，换算为秒，v(D)=0.1 mol·L-1·s-1，对应； D．v(A)=5 mol·L-1·min-1，换算为秒，；所以反应速率最快的是A；故选A。 【变式2-1】某学习小组为了探究影响酸性高锰酸钾溶液与NaHSO3溶液反应速率的因素，该小组设计如表实验方案。下列说法正确的是 实验 1 2 3 4 0.2 mol/L NaHSO3溶液/mL 3.0 3.0 4.0 3.0 0.1 mol/L KMnO4溶液/mL 2.0 2.0 2.0 2.0 0.6 mol/L H2SO4溶液/mL 1.0 2.0 2.0 1.0 0.1 mol/L MnSO4溶液/mL 0 0 0 0.5 V(H2O)/mL 2.0 a 0 b 混合溶液褪色时间/min 8 6 4 3 A．该反应的离子方程式为5SO＋2MnO＋6H＋=2Mn2+＋5SO＋3H2O B．a=1.0，b=1.5 C．实验3从反应开始到反应结束这段时间内，反应速率v(MnO)=0.025 mol/(L·min) D．实验4与实验1相比，说明SO可能是该反应的催化剂 【答案】B 【解析】离子方程式中反应物应为，正确的离子方程式为，A错误；实验2总液体体积应为8.0 mL，计算得a=1.0；实验4总液体体积也为8.0 mL，计算得b=1.5，B正确；实验3中KMnO4浓度变化为0.025 mol/L，反应时间4分钟，速率应为0.00625 mol/(L·min)，C错误；实验4加入的是溶液，引入了和。由于溶液中本身已存在大量，故反应速率加快的原因应是的催化作用，D错误；故选B。 【变式2-2】反应4A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)，在不同条件下反应，其平均反应速率v(X)如下，其中反应速率最大的是 A．v(A)=0.2 mol·(L·s)-1 B．v(B)=6 mol·(L·min)-1 C．v(C)=8 mol·(L·min)-1 D．v(D)=4 mol·(L·min)-1 【答案】D 【分析】将反应速率均转化为一种物质的速率进行比较。 【解析】，v(A)<v(D)，A不符题意；，v(B)<v(D)，B不符题意；，v(C)<v(D)，C不符题意；v(D)最大，D符合题意；故选D。 【变式2-3】一定温度下，在四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应：。在不同时刻测量放出的体积，换算成浓度如下表： t/s 0 600 1200 1710 2220 2820 c(N2O5)/mol·L-1 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12 下列说法正确的是 A．推测上表中的为3930 B．，生成的平均速率为 C．反应到时，放出的体积为(标准状况) D．反应达到平衡时，正逆 【答案】A 【解析】根据浓度变化规律，每约1110秒浓度减半，2820+1110=3930，x为3930，A正确；0~600s，N2O5浓度减少0.44mol/L，NO₂生成速率为0.88/(600)=1.47×10-3mol/(L·s)，与选项不符，B错误；2820s时，O2的物质的量为(1.40-0.24)×0.1×=0.058mol，体积为1.30L≠22.4L，C错误；平衡时v正(N2O5)=v逆(NO2)，而选项等式为2倍关系，D错误；故选A。 题型三 影响化学反应速率的因素 【典例3】与稀盐酸反应生成的量与反应时间的关系如图所示。下列说法错误的是 A．依据0-2 min、2-4 min、4-6 min相同的时间段内生成的量，判断该反应为放热反应 B．反应在2-4 min内生成的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1 C．4 min后，反应速率减小的主要原因是减小 D．反应开始后前4 min内温度比浓度对反应速率的影响大 【答案】B 【解析】随着反应的进行，盐酸浓度减小，由图可知，0-2 min、2-4 min、4-6 min相同的时间段内生成CO2的量，是先增大，后减小，但是盐酸浓度是一直减小，故可判断该反应为放热反应，A正确；反应速率需用浓度变化表示，题中未给出溶液体积，无法计算浓度，B错误；4 min后，由图可知反应速率逐渐减小，此时温度较高，则反应速率减小的原因是c(H+)减小，C正确；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，由图象可知，开始生成的二氧化碳的反应速率是增大的，说明反应为放热反应，即反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大，D正确；故选B。 【变式3-1】的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时，甲、乙两种条件下浓度随时间的变化如下图所示： 下列说法不正确的是 A．图甲曲线b中，0~20min内平均反应速率 B．图甲表明pH相同时，起始浓度越大，分解速率越大 C．图乙表明可通过适当增大溶液的浓度，来增大分解的速率 D．可用溶液和溶液比较和对分解的催化效果 【答案】D 【解析】由图甲曲线b可知，0~20 min内过氧化氢浓度变化量为，根据，可知，故0~20 min内氧气浓度变化量为，平均反应速率，A正确；图甲表示曲线的pH均等于13，但起始浓度不同，起始浓度越大，相同时间内被消耗的量越多，分解速率越大，B正确；图乙中曲线所表示的溶液的浓度不同，增大溶液的浓度，分解的速率加快，C正确；溶液和溶液中阴离子不相同，无法排除阴离子对催化效果的干扰，D错误；故选D。 【变式3-2】关于化学反应速率的说法正确的是 A．化学反应速率为是指1s时某物质的浓度为 B．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 C．在恒容容器中发生反应：，增加炭粉，速率明显增大 D．100mL2mol/L的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率变慢 【答案】D 【解析】化学反应速率是单位时间内的平均浓度变化，而非某一时刻的瞬时浓度，因此“1s时浓度为0.8mol/L”的表述错误，A错误；反应速率快不一定现象明显，如酸碱中和反应速率快但现象可能不显著，B错误；炭粉为固体，增加固体的量不会改变其浓度，因此反应速率不变，C错误；加入氯化钠溶液会稀释盐酸浓度，导致反应速率降低，D正确；故选D。 【变式3-3】机动车尾气中含氮的氧化物、碳的氧化物等污染物。一定条件下，NO、CO可转化为无毒物质：。在恒容密闭容器中通入和CO发生上述反应。下列说法正确的是 A．升高温度，反应速率增大 B．加入催化剂，反应速率不变 C．NO和CO的物质的量相等，说明该反应达到平衡状态 D．混合气体的密度不变，说明该反应达到平衡状态 【答案】A 【解析】升高温度会增大活化分子百分数，反应速率增大，A正确；催化剂通过降低活化能加快反应速率，加入催化剂后反应速率增大，B错误；初始NO和CO物质的量相等，反应中按1:1消耗，其物质的量始终相等，无法判断平衡，C错误；反应前后气体总质量守恒，恒容下密度始终不变，不能作为平衡判据，D错误；故选A。 题型四 化学反应速率图像 【典例4】某温度下，在2 L恒容密闭容器中投入一定量的，发生反应：，时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．2 s时B的转化率为 B．内，D的平均反应速率为 C．化学计量系数之比，且 D．图中两曲线相交时，A的消耗速率大于A的生成速率 【答案】D 【解析】12 s时，由图得，A消耗了，B消耗了，所以反应计量数b等于，2s时，A消耗了，所以B消耗了0.2 mol，转化率为，A错误；D为固体，固体浓度视为常数，无法用浓度变化表示反应速率，B错误；12 s时，A消耗了1.2 mol，C生成了0.8 mol，所以C的计量数为，因为b=1，所以，C错误；两曲线相交时反应未达平衡（12 s平衡），此时反应仍正向进行，A的消耗速率（正反应）大于生成速率（逆反应），D正确；故选D。 【变式4-1】某温度下，在2 L 恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：，12 s 时生成C的物质的量为0.8 mol（反应进程如图所示）。下列说法中正确的是 A．12 s 时，B的转化率为75% B．0~2 s内，D的平均反应速率为 C．化学计量系数之比，且 D．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 【答案】C 【解析】12 s 时，B的初始浓度为0.5 mol/L，平衡浓度为0.3 mol/L，浓度变化量为0.2 mol/L，转化率=，A错误；D为固体，固体浓度视为常数，无法用浓度变化表示反应速率，B错误；12 s 时生成C的浓度为0.4 mol/L（），A的浓度变化量为0.6 mol/L，B的浓度变化量为0.2 mol/L。根据计量数之比等于浓度变化量之比，3:b:c=0.6:0.2:0.4=3:1:2，故b:c=1:2；反应速率之比等于化学计量数之比，，则，C正确；两曲线相交时，A和B浓度相等，但反应未达平衡（12 s 时才平衡），此时A的消耗速率（正反应）大于生成速率（逆反应），D错误；故选C。 【变式4-2】室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是 A．实验①中，0~2小时内平均反应速率mol/(L·h) B．其他条件相同时，水样初始pH越小；的去除效果越好 C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．实验③中，反应的离子方程式为： 【答案】C 【解析】实验①中，0~2小时内平均反应速率：，A错误；由实验②和③可知，相同时间内实验②中c()变化最大，故其他条件相同，适当减小初始pH，的去除效果越好，但初始pH太小，H+浓度太大，纳米铁会和H+反应，导致与反应的纳米铁减小，因此水样初始pH越小，的去除效果不一定越好，B错误；由实验①②可知，相同时间内实验①中c()变化最大，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；实验③中水样初始pH=8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用H+配电荷守恒，离子方程式：，D错误；故选C。 【变式4-3】用纯净的CaCO3固体与100mL稀盐酸反应制取CO2，反应过程中溶液体积变化忽略不计，实验过程中CO2的体积变化如图所示(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．0E段表示的平均反应速率最大 B．EF段，用HCl表示该反应的平均反应速率为0.04mol·L-1·min-1 C．0E、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为 D．0～3min内，该反应的平均反应速率为v(HCl)=0.23mol·L-1·min-1 【答案】D 【解析】由图可知，相同时间内EF段得到的CO2的体积最大，则EF段表示的平均反应速率最大，A项错误；由图可知，EF段生成的二氧化碳的体积为，所以二氧化碳的物质的量为，根据反应，可知参加反应的HCl的物质的量为0.04 mol，所以EF段用HCl表示该反应的平均反应速率为，B项错误；0E、EF、FG三段生成的二氧化碳体积分别为224 mL、448 mL、112 mL，三段时间相同，均为1min，所以0E、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为＝，C项错误；0～3 min内，该反应生成的二氧化碳的体积为，二氧化碳的物质的量为，根据反应，HCl表示的平均反应速率为 ，D项正确；故选D。 题型五 化学反应机理或反应历程 【典例5】苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法错误的是 A．从中间体到产物，无论从稳定性还是速率的角度均有利于产物Ⅱ B．其他条件不变，加入适量可有效提高总反应速率 C．升高温度，X、Y的生成速率均增大 D．一定条件下，适当加热可提高X的产率 【答案】B 【解析】中间体到产物II的活化能小于到产物I的活化能，速率更快；产物II能量低于产物I，产物II更稳定，故A正确；总反应决速步为第一步，反应物为苯和，HO3SO-不参与决速步反应，所以加入HO3SO-无法提高总反应速率，故B错误；升高温度使活化分子百分数增加，无论生成X还是Y的反应速率均增大，故C正确；生成X的活化能高于Y，适当升温对活化能高的反应速率促进更显著，适当升温加快X生成速率，提高其产率，故D正确；故选B。 【变式5-1】科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到的甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物质用*标注。下列说法错误的是 A．②中包含C-H的断裂过程 B．该历程中能垒(反应活化能)最小的是③ C．该历程中制约反应速率的方程式为CHO*+3H*→CO*+4H* D．由此历程可知：CH3OH*→CH3O*+H*  ΔH＞0 【答案】C 【解析】根据图示可知步骤②反应为CH3O*+H*→CH2O*+2H*，CH3O*转化为CH2O*时失去一个H，说明该过程断裂了化学键C-H键，A正确；能垒即活化能，为过渡态能量与反应物能量差。根据图示可知各个基元反应中，能垒最小的是步骤③，B正确；对于多步基元反应，总反应的化学反应速率由慢反应决定。基元反应的活化能越大，发生该反应需要消耗的能量就越高，该反应就越难发生，反应速率就越慢，是制约总反应速率的步骤，即决速步骤，根据图示可知活化能最大的是步骤①，其反应为CH3OH*→CH3O*+H*，C错误；反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差。根据图示可知：生成物总能量比反应物总能量高，因此该反应为吸热反应，则反应CH3OH*→CH3O*+H*的反应热ΔH＞0，D正确；故选C。 【变式5-2】Ni可活化放出，其反应历程如下图所示： 下列关于该活化历程的说法正确的是 A．恒容条件下，充入Ne使体系压强增大，可加快化学反应速率 B．该反应的决速步是：中间体1→中间体2 C．Ni是该反应的催化剂，可加快反应速率 D．该反应的热化学方程式为 【答案】D 【解析】恒容充入稀有气体，参加反应气体浓度不变，反应速率不变，A错误；决速步是活化能最大步，即能量差值最大，反应速率最慢，为中间体2→中间体3，B错误；Ni参与反应并生成NiCH2，是反应物不是催化剂，C错误；由图像可知该反应的热化学方程式为，D正确；故选D。 【变式5-3】科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用“*”标注。 下列说法错误的是 A．②中包含键的断裂过程 B．该历程中能垒(反应活化能)最小的是③ C．该历程中决定反应速率步骤的方程式为 D．由此历程可知： 【答案】D 【解析】步骤②是CH3O*+H*转化为CH2O*+2H*，CH3O*中含CH3-结构，转化为CH2O*时少一个H，即断裂一个C-H键，A正确；活化能为过渡态能量与反应物的总能量之差，从图中可以看出，③发生的反应活化能最小，B正确；决定反应速率的是能垒最大的步骤，步骤①能垒最大，对应反应为CH3OH*=CH3O*+H*，C正确；图中仅显示吸附态反应能量变化：CH3OH*→CO*+4H*，ΔH＜0，但总反应CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)需考虑吸附（放热）和解吸（吸热），以及4H*→2H2形成化学键释放能量，且图中无法直接得出气态反应ΔH<0，D错误；故选D。 题型六 有效碰撞理论 【典例6】下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是 A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，从而提高反应速率 B．加入催化剂可以降低活化能，活化分子百分数虽然没变，但可以加快反应速率 C．升高温度，反应物分子的能量增加，增加了活化分子的百分数，从而提高反应速率 D．只要增大压强，就可提高单位体积内活化分子数，从而提高反应速率 【答案】C 【解析】增大反应物浓度，可以增大单位体积内活化分子个数，但活化分子百分数不变，A错误；催化剂能降低反应所需活化能，活化分子的数目和百分数增大，有效碰撞的次数增大，化学反应速率加快，B错误；升高温度，活化分子的数目和百分数增大，有效碰撞的次数增大，化学反应速率加快，C正确；对于非气体参加的反应，增大压强，反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，D错误；故选C。 【变式6-1】下列有关化学反应速率增大原因的分析错误的是 A．仅向反应体系中加入相同浓度的反应物，活化分子百分数增大 B．对有气体参加的化学反应，仅压缩容器容积，单位体积内活化分子数增多 C．催化剂能加快化学反应速率，是因为它能改变反应历程，降低反应的活化能 D．仅升高温度，单位时间内反应物分子有效碰撞的次数增加 【答案】A 【解析】活化分子百分数主要由温度决定，在温度不变时，活化分子百分数不变。因此，仅加入反应物不能增大活化分子百分数，A错误；对有气体参加的化学反应，仅压缩容器容积，单位体积内活化分子数增多，活化分子百分数不变，B正确；催化剂能加快化学反应速率，是因为它能改变反应历程，降低反应的活化能，从而加快反应速率， C正确；仅升高温度，部分非活化分子吸收能量后变为活化分子，所以单位时间内反应物分子有效碰撞的次数增加，活化分子百分数增大，化学反应速率加快，D正确；故选A。 【变式6-2】下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．升高温度可降低化学反应的活化能，提高活化分子百分数，加快化学反应速率 B．反应物浓度增大，单位体积活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，反应速率增大 C．催化剂能提高活化分子的活化能，从而加快反应速率 D．工业合成氨反应中将氨气液化分离，则会正反应速率加快 【答案】B 【解析】升高温度不会降低反应的活化能，而是通过提供能量使更多分子变为活化分子，从而提高活化分子百分数，加快反应速率；A错误；反应物浓度增大时，单位体积内分子总数增加，活化分子数随之增多，有效碰撞几率增大，反应速率增大；B正确；催化剂通过降低反应的活化能，使更多分子成为活化分子，而非提高活化能；C错误；将氨气液化分离会减少生成物浓度，导致正反应速率因反应物浓度逐渐降低而减慢，而非加快；D错误；故选B。 【变式6-3】下列对有效碰撞理论的分析错误的是 A．活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞 B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增多 C．升高温度，使反应物分子中活化分子百分数增大 D．加入适宜的催化剂，降低反应活化能，使反应物分子中活化分子百分数增大 【答案】B 【解析】活化分子间的碰撞需要合适取向才能反应，因此不一定是有效碰撞，A正确；增加浓度仅提高活化分子数量，但活化分子百分数由温度、催化剂决定，浓度不影响，B错误；升温使更多分子获得能量成为活化分子，活化分子百分数增大，C正确；催化剂降低活化能，使更多分子成为活化分子，提高活化分子百分数，D正确；故选B。 基础通关练（测试时间：10分钟） 1.一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应N2＋3H22NH3，2 min时测得剩余的N2为1 mol，下列化学反应速率不正确的是 A．v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1 B．v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1 C．v(NH3)=1 mol·L-1·min-1 D．v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1 【答案】C 【解析】初始N2浓度为1mol/L，2min时N2浓度为0.5mol/L，则，根据速率比等于计量系数比，可知、，故答案为C。 2．下列说法不正确的是 A．能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子 B．活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能 C．催化剂能参与反应，可降低原反应所需活化能 D．非活化分子也有可能发生有效碰撞 【答案】D 【解析】在化学反应中，只有能量比平均能量高的反应物分子发生碰撞时才有可能发生化学反应，若能量较高但碰撞时分子取向不合理也不会引发化学反应(属于无效的碰撞)，我们把能引发化学反应的碰撞称为有效碰撞，发生有效碰撞的分子称为活化分子，则能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子，，故A正确；将普通分子变成活化分子至少需要吸收的能量称为活化能，活化能是活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差，故B正确；催化剂参加反应，改变了反应途径，能够降低原反应的活化能，从而加快反应速率，故C正确；有效碰撞是活化分子发生反应时的碰撞，要求具有一定能量和取向，非活化分子不可能发生有效碰撞，故D错误；故选D。 3．一定条件下，在2L的密闭容器中发生反应：，测得后A的物质的量减小了1mol，则反应的平均速率可表示为 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】后A的物质的量减小了1mol，则反应2molB，生成3molC、4molD； 【解析】A是浓度为定值的固体，不能用A的浓度变化表示反应的反应速率，A错误； ，B错误；，C正确； ，D错误；故选C。 4．已知反应，下列说法中正确的是 A．升高温度，正反应速率增加，逆反应速率减小 B．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间 C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该平衡正向移动 D．达到平衡后，增加A2的物质的量有利于该平衡正向移动 【答案】B 【解析】升高温度时，正、逆反应速率均增大，但逆反应速率（吸热方向）增加更多，而非减小，A错误；升高温度会加快正、逆反应速率，缩短达到平衡的时间，B正确；该反应ΔH<0，升高温度使平衡逆向移动；反应前后气体物质的量相等（），增大压强不改变平衡，C错误；为固体，其物质的量不影响平衡，增加不会使平衡移动，D错误；故选B。 5．反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·min-1，则这段时间为 A．5 s B．10 s C．300 s D．600 s 【答案】C 【解析】该段时间内SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1，根据化学方程式2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，在相同时间内O2的浓度减少了0.2 mol·L-1，所以由公式v=可知，Δt===5  min=300 s；故选C。 6．四个密闭容器中均发生反应，反应速率分别如下。其中反应最慢的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】同一反应用不同的物质来表示反应速率时，其数值可能不同，比较用不同物质表示的化学反应速率快慢，可先根据反应速率之比等于化学计量数之比转化为同一物质的反应速率，然后再作比较。 【解析】X是固体，不能用单位时间内浓度的变化衡量反应速率；，则；；，则；综上，D项符合题意。 7．一定温度下，密闭容器中发生反应，A的初始浓度为，10s后，A的浓度降到。下列说法正确的是 A． B． C．由继续降到所需时间大于10s D．缩小容器的容积，反应速率减小 【答案】C 【解析】根据A的浓度变化计算，v(A)=0.003 mol/(L·s)，v(B)=v(A)/3=0.001 mol/(L·s)，A错误；根据反应计量关系，，即3v(C)=2v(A)，，等式关系错误，B错误；随着反应进行，反应物浓度降低，反应速率逐渐减小，因此从0.07 mol/L降到0.04 mol/L所需时间大于前10秒的等量变化时间，C正确；缩小容器容积会增大压强，但反应前后气体分子数相等，浓度增大导致正、逆反应速率均增大，D错误；故选C。 8．将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后，测得反应速率分别为甲：υ(H2)=3mol/(L·min)；乙：υ(N2)=2mol/(L·min)；丙：υ(NH3)=1mol/(L·min)则三个容器中合成氨的速率 A．υ(甲)>υ(乙)>υ(丙) B．υ(乙)>υ(丙)>υ(甲) C．υ(丙)>υ(甲)>υ(乙) D．υ(乙)>υ(甲)>υ(丙) 【答案】D 【解析】由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，υ(甲)(N2)=υ(甲)(H2)=1mol•L-1•min-1、υ(乙)(N2)=2mol•L-1•min-1、υ(丙)(N2)=υ(丙)(NH3)=0.5mol•L-1•min-1，则三个容器中合成氨的反应速率的大小关系为υ(乙)＞υ(甲)＞υ(丙)；故选D。 重难突破练（测试时间：10分钟） 9．某小组研究反应的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，X的浓度随时间变化如下表(温度：T1<T2)： 实验序号 温度 初始c(X)/(mol·L-1) 10min时c(X)/(mol·L-1) ① T1 1.00 0.80 ② T1 1.20 0.96 ③ T1 1.00 0.60 ④ T2 1.00 0.50 下列说法错误的是 A．比较①②：增大反应物浓度，反应速率增大 B．比较①④：升高温度，反应速率增大 C．实验③可能使用了催化剂 D．0~10min内实验④的v(Y)=0.017mol·L-1·min-1 【答案】D 【解析】比较实验①②：增大反应物浓度，时间相同，①反应物浓度改变量为0.2，②反应物浓度改变量为0.24，速率增大，A正确；比较实验①④：初始量相同，升高温度，④浓度改变量大于①浓度改变量，反应速率增大，B正确；比较①③，温度、浓度均未变化，但速率加快，可能使用了催化剂，C正确；0~10min内实验④的mol·L-1·min-1，D错误；故选D。 10．甲胺()是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下，向容积为的恒容密闭容器中投入和发生反应，测得的物质的量与温度和时间的关系如图。下列说法错误的是 A．的消耗速率：c点>b点 B．的生成速率：a点=d点 C．a点的体积分数为 D．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 【答案】B 【解析】c点是T1时甲醇的物质的量与时间关系图，b点是T2时甲醇的物质的量与时间关系图，根据图像未平衡时的斜率可知温度：T1>T2，故速率：c点>b点，A正确；a点是T1时甲醇的物质的量与时间关系图，此时已达到平衡；d点是T2时甲醇的物质的量与时间关系图，此时已达到平衡；由于T1＞T2，温度越高反应速率越快，故d点（低温）生成速率小于a点（高温），a点≠d点，B错误；a点平衡时，n(CH3OH)=0.2 mol，反应消耗0.2 mol，生成CH3NH2和H2O各0.2 mol，剩余NH3=0.6-0.2=0.4 mol，总物质的量=0.2+0.4+0.2+0.2=1.0 mol，H2O体积分数=，C正确；T1＞T2，降温（T1→T2）平衡正向移动，正反应放热，ΔH=Ea(正)-Ea(逆)＜0，故Ea(正)＜Ea(逆)，D正确；故选B。 11．一定温度下，将1 mol A和1 mol B气体充入2 L恒容密闭容器，发生反应，时达到平衡，在、时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示，下列说法错误的是 A．若，则 B．时刻改变的条件是加入了催化剂 C．若时刻升高了温度，则该反应的 D．若时刻后向体系中再充入A、B、C各1 mol，则 【答案】B 【解析】若t1=2 min，0~t1内C的浓度从0增至0.5 mol/L，v(C)==0.25 mol/(L·min)，由反应速率之比等于化学计量数之比，v(B)==0.125 mol/(L·min)，A正确；t2时刻C的浓度突变增大但平衡未移动，该反应气体分子数不变（A、B为气体共2 mol，C为气体2 mol），若加入催化剂不会影响浓度，改变的条件可能为减小容器体积，故B错误；t3时刻后C浓度增大，平衡正向移动，若升高温度，平衡向吸热方向移动，则正向为吸热反应，ΔH>0，C正确；平衡时C浓度0.5 mol/L，A、B浓度均为0.25 mol/L，K=，充入A、B、C各1 mol后，浓度分别为0.75、0.75、1.0 mol/L，Qc=≈1.78<K，平衡正向移动，v正>v逆，D正确；故选B。 12．一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol A(g)和2 mol B(g)，发生反应。，测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是 A． B．2 min时，改变的条件可能是向容器中通入惰性气体，使压强增大 C．0~2 min内， D．反应至3 min时，反应速率： 【答案】B 【解析】由反应方程式可知，Δc(A):Δc(B):Δc(D)=1:3:x。0~2 min内，A（曲线Ⅰ）浓度从1.0 mol/L降至0.9 mol/L，Δc(A)=0.1 mol/L；B（曲线Ⅲ）浓度从1.0 mol/L降至0.7 mol/L，Δc(B)=0.3 mol/L（符合1:3）；D（曲线Ⅱ）浓度从0升至0.1 mol/L，Δc(D)=0.1 mol/L。则Δc(D)=xΔc(A)，即0.1=x×0.1，解得x=1，A正确；2 min时，各物质浓度变化速率明显加快（曲线斜率增大），恒容时通入惰性气体，各反应物、生成物浓度不变，反应速率不变，与图像中速率加快矛盾，B错误；0~2 min内，B的Δc=0.3 mol/L，，C正确；3 min时，A、B浓度仍在降低，D浓度仍在升高，说明反应正向进行，v正>v逆，D正确；故选B。 13．在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH<0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法正确的是 A．反应前2min的平均速率υ(Z)=3.0×10-3mol·L-1·min-1 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前υ逆>υ正 C．该温度下此反应的平衡常数K=1.44 D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大 【答案】C 【解析】反应前2min，消耗n(Y)=(0.16mol－0.12mol)=0.04mol，根据反应方程式，则生成n(Z)=0.04mol×2=0.08mol，根据化学反应速率的表达式υ(Z)==4.0×10-3mol/(L·min)，A错误；该反应∆H＜0，为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向进行，即反应达到新平衡前v(正)＞v(逆)，B错误；根据表格数据，反应7分钟时达到平衡状态，Y的物质的量变化量为0.06mol，列三段式： 该温度下此反应的平衡常数K==1.44，C正确；因该反应前后气体的体积不变，其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡逆向移动，因为在等温等容条件下，左右气体化学计量数相等，原平衡环境和D选项的平衡环境互为等效平衡，故平衡时X的体积分数不变，D错误；故选C。 14．在一定温度时，将1molA和2mol B放入容积为5L的某密闭容器中发生反应：，经5min后，测得容器内B的浓度减少了，下列叙述正确的是 A．5min时，容器内气体总物质的量为2.5mol B．在5min内，用A的浓度变化表示的该反应的速率为 C．当时，该反应已达到平衡状态 D．保持容器体积不变，增加充入A物质的量，则反应速率增大 【答案】A 【解析】起始时，B的浓度为，5min时，B的浓度减少，剩余0.2mol/L，生成C和D的浓度分别为和，总气体物质的量为，A正确；A为固体，无法用A的浓度变化表示反应速率，B错误；平衡时正逆反应速率相等，正确关系应为当，该反应已达到平衡状态，C错误；保持容器体积不变，增加充入A物质的量，A为固体，浓度为定值，反应速率不变，D错误；故选A。 15．金属可活化放出，其反应历程如图所示。下列说法错误的是 A．反应 B．该反应的决速步是中间体2→中间体3，反应速率最慢 C．增加反应物的浓度，可以使反应物发生有效碰撞的次数增多 D．该反应过程中涉及极性键与非极性键的断裂和形成 【答案】D 【解析】反应的ΔH等于产物总能量减去反应物总能量，反应物能量为0.00 kJ·mol⁻¹，产物能量为-6.57 kJ·mol⁻¹，故ΔH=-6.57 kJ·mol⁻¹，A正确；决速步是活化能最大的步骤，中间体2到过渡态2的活化能为49.50 - (-154.82)=204.32 kJ·mol⁻¹，为各步中最大，故中间体2→中间体3是决速步，B正确；增加反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞次数增加，C正确；反应中乙烷断裂C-C非极性键和C-H极性键，生成CH4（C-H极性键）和NiCH2（Ni-C极性键、C-H极性键），仅涉及非极性键（C-C）和极性键（C-H）的断裂，形成的均为极性键，无新非极性键形成，D错误；故选D。 16．T℃时在2L容积不变的密闭容器中使X（g）与Y（g）发生反应生成Z（g）。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为和时，的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论不正确的是 A．容器中发生的反应可表示为 B．反应进行前内，用表示的反应速率 C．保持其他条件不变，升高温度，化学平衡向正反应方向移动 D．若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是使用催化剂 【答案】B 【解析】由图1可知，X、Y的物质的量减小，为反应物，△n(X)=2.0mol-1.4mol=0.6mol，△n(Y)=1.6mol-1.4mol=0.2mol，Z的物质的量增大，为生成物，△n(Z)=0.8mol-0.4mol=0.4mol，故X、Y、Z的化学计量数之比为0.6mol：0.2mol：0.4mol=3：1：2，反应最后各物质的物质的量不变，为可逆反应，故该反应为，故A正确；由图1可知，3min时反应达平衡，X的物质的量变化量为2.0mol-1.4mol=0.6mol，故v(X)==0.1mol•（L•min）-1，故B错误；由图2可知，温度T2到达平衡需要的时间较短，故T2＞T1，温度越高Y的含量降低，升高温度平衡向正反应方向移动，说明正反应是吸热反应，故C正确；图3与图1相比，平衡时各组分的物质的量不变，到达平衡时间缩短，说明改变条件，增大反应速率，平衡不移动，该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，不可能是增大压强，故改变条件是使用催化剂，故D正确；故选B。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06化学反应的速率 考查重点 命题角度 反应速率及其计算 反应速率的含义、反应速率的计算、反应速率大小的比较 化学反应速率的影响因素 温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响 反应历程 基元反应、活化能对化学反应速率的影响 一、化学反应是有历程的 1．基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的 反应称为基元反应。例如H·＋O2―→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点 ①反应不同，反应 不相同。 ②同一反应，在不同 下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的 和 决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了 的不同。 3．飞秒化学 (1)基元反应的整个过程一般分为：始态→过渡态→终态(或中间体、中间产物)。 (2)跟踪和检测化学反应中某些寿命极短的中间体或过渡态，必须采用10－15～10－12 s的时间分辨技术，可以分辨分子、原子飞秒级变动图像的激光脉冲技术，可以跟踪、观察基元反应的整个过程。 (3)对超快速化学反应的研究称为飞秒(fs,1 fs＝10－15 s)化学。 (4)飞秒化学对了解化学反应机理、控制反应进程、充分利用物质和能源等非常重要。 二、化学反应速率 1．化学反应速率 (1)表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用 内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。 (2)数学表达式及单位 v(A)＝，单位为 或 。 (3)特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能 ，但表示的意义 。 ②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的 。 2．化学反应速率的物理测定方法 主要有 法、 法、 法。 三、反应速率的计算 1．利用化学方程式计算 (1)写出有关反应的化学方程式。 (2)找出各物质的初始量、转化量、某时刻量。 (3)根据已知条件列方程式计算。 如反应：　　　　　mA(g)＋nB(g)　　pC(g) 初始浓度/(mol·L－1)　 a　　　b　　　　　　c 转化浓度/(mol·L－1) 　x　 　　　　　 　 某时刻浓度/(mol·L－1) a－x　　b－　　　　c＋ (4)根据公式v(A)＝进行计算。 2．根据化学反应速率之比等于各物质化学式前的系数之比计算 如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，有关系v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或v(A)＝v(B)＝v(C)。 3.注意事项 (1)三段式中只有转化量与化学计量数成正比关系，其余量均不一定。 (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)； 物质的转化率＝×100%。 四、浓度对化学反应速率的影响 1.基本规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率 ；减小反应物的浓度，反应速率 。 2.反应速率与反应物浓度的定量关系 （1）速率方程：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，其反应速率与反应物浓度间的关系v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中，k为反应速率常数。 （2）反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与 无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 （3）反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 五、压强对化学反应速率的影响 1.基本规律(对于气体参与的反应) 2.解释 压强增大→→化学反应速率加快； 反之，压强减小，化学反应速率 。 【特别提醒】 压强对反应速率的影响，本质是引起浓度的变化： (1)恒温时，压缩体积→压强增大→气体浓度增大→反应速率增大。 (2)恒温恒容时 ①充入气体反应物→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。 ②充入惰性气体→总压强增大→气体浓度不变→反应速率不变。 (3)恒温恒压时，充入惰性气体→压强不变→容器体积增大→气体浓度减小→反应速率减小。 六、温度对化学反应速率的影响 1.对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。 2.过渡态及活化能 ①过渡态：一种 没有完全断裂、 没有完全形成的高能量的中间状态。 ②活化能： a．定义： 的能量与 的平均能量之间的差值。 b．符号：Ea。 c．单位：kJ·mol－1或J·mol－1。 3.解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的 ，增大反应物分子形成 的比例，故升高温度可以 化学反应的速率。 七、催化剂对化学反应速率的影响 1.催化剂：能改变化学反应速率而在反应前后本身的 和 不变的物质。 2.催化原理：通过参与反应改变 、改变反应的 来改变化学反应速率。 3.催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。 八、有效碰撞理论 1．基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生 ，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 2．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。 3．有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (2)压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度 升高温度，反应物分子的能量增加→使一部分原来能量较低的分子变成活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (4)催化剂 使用催化剂→改变了反应历程，反应的活化能降低→更多的反应物分子成为活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大。 九、催化机理与反应历程 1．催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 2．催化剂与反应历程 (1)催化反应历程可表示为扩散→吸附→断键→成键→脱附。 (2)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来加快反应速率。活化能越大，反应 进行。 (3)复杂反应中的速度控制步骤决定反应的速率，各步基元反应活化能(能垒)大的慢反应是决定整个反应速率的关键步骤。故改变温度，活化能大的反应速率改变程度 。 【特别提醒】对催化剂的选择性的理解 (1)同一反应，不同催化剂对该反应的催化效果不同。 (2)同一催化剂，对不同反应催化效果也不同。 (3)催化剂的催化活性还与温度、酸碱度等因素有关，使用催化剂时需选择适宜条件。 题型一 化学反应速率 【典例1】下列说法中正确的是 A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示 B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．对任何化学反应，反应速率越大，反应现象越明显 D．无论用反应物还是用生成物表示的化学反应速率可能为正值，也可能为负值 【变式1-1】化学反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min，物质B的浓度减少0.6 mol·L-1。对此反应速率的表示正确的是 A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1 B．2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的 C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1 D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1 【变式1-2】化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是 A．食盐中添加碘酸钾 B．铝合金门窗比钢门窗更耐腐蚀 C．医护人员冷藏存放“流感”疫苗 D．家用铁锅、铁铲等厨具保持干燥 题型二 化学反应速率的计算与比较 【典例2】对于可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 A．v(C)=0.2 mol·L-1·s-1 B．v(B)=0.1 mol·L-1·s-1 C．v(D)=6 mol·L-1·min-1 D．v(A)=5 mol·L-1·min-1 【变式2-1】某学习小组为了探究影响酸性高锰酸钾溶液与NaHSO3溶液反应速率的因素，该小组设计如表实验方案。下列说法正确的是 实验 1 2 3 4 0.2 mol/L NaHSO3溶液/mL 3.0 3.0 4.0 3.0 0.1 mol/L KMnO4溶液/mL 2.0 2.0 2.0 2.0 0.6 mol/L H2SO4溶液/mL 1.0 2.0 2.0 1.0 0.1 mol/L MnSO4溶液/mL 0 0 0 0.5 V(H2O)/mL 2.0 a 0 b 混合溶液褪色时间/min 8 6 4 3 A．该反应的离子方程式为5SO＋2MnO＋6H＋=2Mn2+＋5SO＋3H2O B．a=1.0，b=1.5 C．实验3从反应开始到反应结束这段时间内，反应速率v(MnO)=0.025 mol/(L·min) D．实验4与实验1相比，说明SO可能是该反应的催化剂 【变式2-2】反应4A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)，在不同条件下反应，其平均反应速率v(X)如下，其中反应速率最大的是 A．v(A)=0.2 mol·(L·s)-1 B．v(B)=6 mol·(L·min)-1 C．v(C)=8 mol·(L·min)-1 D．v(D)=4 mol·(L·min)-1 【变式2-3】一定温度下，在四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应：。在不同时刻测量放出的体积，换算成浓度如下表： t/s 0 600 1200 1710 2220 2820 c(N2O5)/mol·L-1 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12 下列说法正确的是 A．推测上表中的为3930 B．，生成的平均速率为 C．反应到时，放出的体积为(标准状况) D．反应达到平衡时，正逆 题型三 影响化学反应速率的因素 【典例3】与稀盐酸反应生成的量与反应时间的关系如图所示。下列说法错误的是 A．依据0-2 min、2-4 min、4-6 min相同的时间段内生成的量，判断该反应为放热反应 B．反应在2-4 min内生成的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1 C．4 min后，反应速率减小的主要原因是减小 D．反应开始后前4 min内温度比浓度对反应速率的影响大 【变式3-1】的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时，甲、乙两种条件下浓度随时间的变化如下图所示： 下列说法不正确的是 A．图甲曲线b中，0~20min内平均反应速率 B．图甲表明pH相同时，起始浓度越大，分解速率越大 C．图乙表明可通过适当增大溶液的浓度，来增大分解的速率 D．可用溶液和溶液比较和对分解的催化效果 【变式3-2】关于化学反应速率的说法正确的是 A．化学反应速率为是指1s时某物质的浓度为 B．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 C．在恒容容器中发生反应：，增加炭粉，速率明显增大 D．100mL2mol/L的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率变慢 【变式3-3】机动车尾气中含氮的氧化物、碳的氧化物等污染物。一定条件下，NO、CO可转化为无毒物质：。在恒容密闭容器中通入和CO发生上述反应。下列说法正确的是 A．升高温度，反应速率增大 B．加入催化剂，反应速率不变 C．NO和CO的物质的量相等，说明该反应达到平衡状态 D．混合气体的密度不变，说明该反应达到平衡状态 题型四 化学反应速率图像 【典例4】某温度下，在2 L恒容密闭容器中投入一定量的，发生反应：，时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A．2 s时B的转化率为 B．内，D的平均反应速率为 C．化学计量系数之比，且 D．图中两曲线相交时，A的消耗速率大于A的生成速率 【变式4-1】某温度下，在2 L 恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：，12 s 时生成C的物质的量为0.8 mol（反应进程如图所示）。下列说法中正确的是 A．12 s 时，B的转化率为75% B．0~2 s内，D的平均反应速率为 C．化学计量系数之比，且 D．图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 【变式4-2】室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是 A．实验①中，0~2小时内平均反应速率mol/(L·h) B．其他条件相同时，水样初始pH越小；的去除效果越好 C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．实验③中，反应的离子方程式为： 【变式4-3】用纯净的CaCO3固体与100mL稀盐酸反应制取CO2，反应过程中溶液体积变化忽略不计，实验过程中CO2的体积变化如图所示(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．0E段表示的平均反应速率最大 B．EF段，用HCl表示该反应的平均反应速率为0.04mol·L-1·min-1 C．0E、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为 D．0～3min内，该反应的平均反应速率为v(HCl)=0.23mol·L-1·min-1 题型五 化学反应机理或反应历程 【典例5】苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法错误的是 A．从中间体到产物，无论从稳定性还是速率的角度均有利于产物Ⅱ B．其他条件不变，加入适量可有效提高总反应速率 C．升高温度，X、Y的生成速率均增大 D．一定条件下，适当加热可提高X的产率 【变式5-1】科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到的甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物质用*标注。下列说法错误的是 A．②中包含C-H的断裂过程 B．该历程中能垒(反应活化能)最小的是③ C．该历程中制约反应速率的方程式为CHO*+3H*→CO*+4H* D．由此历程可知：CH3OH*→CH3O*+H*  ΔH＞0 【变式5-2】Ni可活化放出，其反应历程如下图所示： 下列关于该活化历程的说法正确的是 A．恒容条件下，充入Ne使体系压强增大，可加快化学反应速率 B．该反应的决速步是：中间体1→中间体2 C．Ni是该反应的催化剂，可加快反应速率 D．该反应的热化学方程式为 【变式5-3】科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用“*”标注。 下列说法错误的是 A．②中包含键的断裂过程 B．该历程中能垒(反应活化能)最小的是③ C．该历程中决定反应速率步骤的方程式为 D．由此历程可知： 题型六 有效碰撞理论 【典例6】下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是 A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，从而提高反应速率 B．加入催化剂可以降低活化能，活化分子百分数虽然没变，但可以加快反应速率 C．升高温度，反应物分子的能量增加，增加了活化分子的百分数，从而提高反应速率 D．只要增大压强，就可提高单位体积内活化分子数，从而提高反应速率 【变式6-1】下列有关化学反应速率增大原因的分析错误的是 A．仅向反应体系中加入相同浓度的反应物，活化分子百分数增大 B．对有气体参加的化学反应，仅压缩容器容积，单位体积内活化分子数增多 C．催化剂能加快化学反应速率，是因为它能改变反应历程，降低反应的活化能 D．仅升高温度，单位时间内反应物分子有效碰撞的次数增加 【变式6-2】下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．升高温度可降低化学反应的活化能，提高活化分子百分数，加快化学反应速率 B．反应物浓度增大，单位体积活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，反应速率增大 C．催化剂能提高活化分子的活化能，从而加快反应速率 D．工业合成氨反应中将氨气液化分离，则会正反应速率加快 【变式6-3】下列对有效碰撞理论的分析错误的是 A．活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞 B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增多 C．升高温度，使反应物分子中活化分子百分数增大 D．加入适宜的催化剂，降低反应活化能，使反应物分子中活化分子百分数增大 基础通关练（测试时间：10分钟） 1.一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应N2＋3H22NH3，2 min时测得剩余的N2为1 mol，下列化学反应速率不正确的是 A．v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1 B．v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1 C．v(NH3)=1 mol·L-1·min-1 D．v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1 2．下列说法不正确的是 A．能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子 B．活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能 C．催化剂能参与反应，可降低原反应所需活化能 D．非活化分子也有可能发生有效碰撞 3．一定条件下，在2L的密闭容器中发生反应：，测得后A的物质的量减小了1mol，则反应的平均速率可表示为 A． B． C． D． 4．已知反应，下列说法中正确的是 A．升高温度，正反应速率增加，逆反应速率减小 B．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间 C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该平衡正向移动 D．达到平衡后，增加A2的物质的量有利于该平衡正向移动 5．反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·min-1，则这段时间为 A．5 s B．10 s C．300 s D．600 s 6．四个密闭容器中均发生反应，反应速率分别如下。其中反应最慢的是 A． B． C． D． 7．一定温度下，密闭容器中发生反应，A的初始浓度为，10s后，A的浓度降到。下列说法正确的是 A． B． C．由继续降到所需时间大于10s D．缩小容器的容积，反应速率减小 8．将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后，测得反应速率分别为甲：υ(H2)=3mol/(L·min)；乙：υ(N2)=2mol/(L·min)；丙：υ(NH3)=1mol/(L·min)则三个容器中合成氨的速率 A．υ(甲)>υ(乙)>υ(丙) B．υ(乙)>υ(丙)>υ(甲) C．υ(丙)>υ(甲)>υ(乙) D．υ(乙)>υ(甲)>υ(丙) 重难突破练（测试时间：10分钟） 9．某小组研究反应的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，X的浓度随时间变化如下表(温度：T1<T2)： 实验序号 温度 初始c(X)/(mol·L-1) 10min时c(X)/(mol·L-1) ① T1 1.00 0.80 ② T1 1.20 0.96 ③ T1 1.00 0.60 ④ T2 1.00 0.50 下列说法错误的是 A．比较①②：增大反应物浓度，反应速率增大 B．比较①④：升高温度，反应速率增大 C．实验③可能使用了催化剂 D．0~10min内实验④的v(Y)=0.017mol·L-1·min-1 10．甲胺()是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下，向容积为的恒容密闭容器中投入和发生反应，测得的物质的量与温度和时间的关系如图。下列说法错误的是 A．的消耗速率：c点>b点 B．的生成速率：a点=d点 C．a点的体积分数为 D．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 11．一定温度下，将1 mol A和1 mol B气体充入2 L恒容密闭容器，发生反应，时达到平衡，在、时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示，下列说法错误的是 A．若，则 B．时刻改变的条件是加入了催化剂 C．若时刻升高了温度，则该反应的 D．若时刻后向体系中再充入A、B、C各1 mol，则 12．一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol A(g)和2 mol B(g)，发生反应。，测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是 A． B．2 min时，改变的条件可能是向容器中通入惰性气体，使压强增大 C．0~2 min内， D．反应至3 min时，反应速率： 13．在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH<0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法正确的是 A．反应前2min的平均速率υ(Z)=3.0×10-3mol·L-1·min-1 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前υ逆>υ正 C．该温度下此反应的平衡常数K=1.44 D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大 14．在一定温度时，将1molA和2mol B放入容积为5L的某密闭容器中发生反应：，经5min后，测得容器内B的浓度减少了，下列叙述正确的是 A．5min时，容器内气体总物质的量为2.5mol B．在5min内，用A的浓度变化表示的该反应的速率为 C．当时，该反应已达到平衡状态 D．保持容器体积不变，增加充入A物质的量，则反应速率增大 15．金属可活化放出，其反应历程如图所示。下列说法错误的是 A．反应 B．该反应的决速步是中间体2→中间体3，反应速率最慢 C．增加反应物的浓度，可以使反应物发生有效碰撞的次数增多 D．该反应过程中涉及极性键与非极性键的断裂和形成 16．T℃时在2L容积不变的密闭容器中使X（g）与Y（g）发生反应生成Z（g）。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为和时，的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论不正确的是 A．容器中发生的反应可表示为 B．反应进行前内，用表示的反应速率 C．保持其他条件不变，升高温度，化学平衡向正反应方向移动 D．若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是使用催化剂 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $