第一单元 化学反应速率（8大题型专项训练，江苏专用） 化学苏教版选择性必修1

第一单元　化学反应速率 题型01 化学反应速率的概念 题型02 化学反应速率的测定 题型03 化学反应速率的计算及比较 题型04 外界因素对化学反应速率的影响 题型05 有效碰撞理论 题型06 有关活化能的图像 题型07 控制变量法探究反应速率的影响因素 题型08 化学反应速率的图像分析 题型01 化学反应速率的概念 1．概念 通常用单位时间内反应物浓度(通常使用物质的量浓度)的减少或者生成物浓度的增加来表示化学反应速率。 2．表示式 对于v＝，其中v表示化学反应速率，Δc表示反应物或生成物物质的量浓度的变化(取绝对值)，Δt表示一定的时间间隔。利用此式求得的反应速率是反应时间间隔Δt内反应的平均速率而非瞬时速率。 对于反应aA＋bB===cC＋dD，其化学反应速率可分别用A、B、C、D四种物质来表示：v(A)＝，v(B)＝，v(C)＝，v(D)＝。 3．单位 反应物或生成物的浓度变化的单位可以用mol·L－1表示，反应时间的单位常用s、min、h(秒、分钟、小时)等表示，故化学反应速率的单位为mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1、mol·L－1·h－1等。 【典例1】（2025·江苏无锡梁溪市北高级中学高二下学期3月阶段测试）下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．常温下生铁与稀盐酸的反应速率比纯铁与稀盐酸的反应速率小 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1L密闭容器中发生反应：C+H2O(g)CO+H2，再加入炭粉，反应速率增大 D．100mL 2mol/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】A．生铁中含有碳杂质，形成原电池，加快反应速率，故常温下生铁与稀盐酸的反应速率比纯铁与稀盐酸的反应速率大，故A错误； B．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象不一定就越明显，比如酸碱中和反应，故B错误； C．在1L密闭容器中发生反应：C+H2O(g)CO+H2，由于炭粉是固体，再加入炭粉，反应速率不变，故C错误； D．100mL 2mol/L的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，由于溶液中含有水，溶液体积增大，氢离子浓度减小，因此反应速率变慢，故D正确。 综上所述，答案为D。 【变式1-1】在恒温、体积为2L的密闭容器中进行反应：，若反应物在前20s由3mol降为1.8mol，则前20s的平均反应速率为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．A是固体，物质的量浓度是定值，不能表示反应速率，故A不符合题意； B．反应物20s内改变了1.2mol，则B增加了1.8mol，则B的反应速率为，故B符合题意； C．反应物20s内改变了1.2mol，则C增加了0.6mol，则C的反应速率为，故C不符合题意； D．A是固体，物质的量浓度是定值，不能表示反应速率，故D不符合题意。 综上所述，答案为B。 【变式1-2】反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)经2 min，B的浓度减少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0.8 mol·L－1·s－1 B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1 C．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 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】B　 【解析】反应物A是固体，浓度为常数，通常不用其表示反应的速率，A项错误；v(B)＝0.6 mol·L－1/2 min＝0.3 mol·L－1·min－1，是2 min内的平均反应速率，而不是2 min末时的反应速率，C项错误；反应中B和C的计量数不同，表示的反应速率的值不同，D项错误；只有B项正确。 【变式1-3】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）已知化学反应。下列反应速率关系中，正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据物质的反应速率之比等于化学计量数之比，v(W)：v(M)：v(X)：v(Z)=4：5：4：6，故D正确； 故选：D。 题型02 化学反应速率的测定 1．测定原理 根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。 2．测定方法 (1)利用能够直接观察的某些性质测定，如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测量一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 (2)利用科学仪器测量出的性质进行测定，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。 (3)在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色变化和浓度变化间的比例关系来测量反应速率。 3．化学反应速率测定的思路 基本思路 化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量化学反应速率时都可以利用 用于化学反 应速率测量 的基本性质 ①可直接观察的性质：如释放气体的体积； ②依靠科学仪器才能测量的性质：如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等； ③在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常利用颜色的深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率 【典例2】（24-25高二上·江苏扬州·阶段练习）室温下按如图所示的装置进行实验(实验过程中反应体系的温度保持不变)，5s内消耗0.01 mol锌。下列说法正确的是 A．5 s内：v(H2SO4)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．5 s内：v(Zn)＝0.002 mol·L－1·s－1 C．若药品足量，再消耗0.65 g Zn的时间超过5s D．可用长颈漏斗替换分液漏斗 【答案】C 【解析】A．溶液体积未知，不能计算硫酸的反应速率，A错误； B．锌为纯固体，浓度为定值，不能用单位时间内浓度的变化量来表示其反应速率，B错误； C．随着反应进行，硫酸浓度减小，反应速率减慢，则再消耗0.65 gZn(即0.01 mol)所用时间将变长，即超过5s，C正确； D．若用长颈漏斗替换分液漏斗，不方便控制反应进程，不能准确测量生成H2的体积，且若长颈漏斗下端未能形成液封，生成的H2会从漏斗上端逸出，所以不能用长颈漏斗替换分液漏斗，D错误； 故选C。 【变式2-1】（23-24高一下·江苏连云港·期中）为探究影响反应速率的因素，某同学设计了如图所示实验。下列叙述不正确的是 A．用图乙装置配合计时器可测定锌粒与稀硫酸反应的速率 B．图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小 C．若图甲所示实验中反应速率：①＞②，则说明比对分解催化效果好 D．为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处旋塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位 【答案】C 【解析】A．图乙中锌粒和酸反应生成氢气，反应速率可以用单位时间内产生气体的体积表示，要测定反应速率，需要配合计时器记录反应产生的气体体积及反应时间，A正确； B．反应速率可以通过观察产生气泡的快慢来判断，则图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小，B正确； C．甲中2个试管中加入分别加入FeCl3溶液和硫酸铜溶液，阴离子不同，无法排除阴离子干扰，不能确定Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，C错误； D．关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，若气密性不好，活塞不能回到原位，若气密性良好，活塞能回到原位，D正确； 故选C。 【变式2-2】用如图所示的实验装置进行实验X及Y时，每隔半分钟分别测定反应放出气体的体积。下列选项能正确表示实验X及Y的结果的是(　　) 实验 所用盐酸 X 25 mL 0.2 mol·L－1 Y 50 mL 0.1 mol·L－1 【答案】A 【解析】由镁和盐酸反应的化学方程式知，两组实验中镁均过量，n(H＋)相等，故二者产生等量的氢气，排除选项C和D；根据其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越大可知，实验X产生氢气的速率大，体现在图像上即实验X对应的曲线的斜率比实验Y的大，结合以上两点可知，选项A符合题意。 【变式2-3】（24-25高一下·江苏连云港·阶段练习）H2O2作为氧化剂在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2(2%和5%两种浓度)分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答下列问题： (1)定性分析：图甲可通过观察 定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液更合理，其理由是 。 (2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为 ，检查该装置气密性的方法是：关闭A的活塞，将注射器活塞向外拉出一段后松手，过一段时间后看 ，实验中需要测量的数据是 。 (3)加入MnO2粉末于H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。由D到A过程中，随着反应的进行反应速率逐渐 (填“加快”或“减慢”)，其变化的原因是 。 (4)另一小组同学为了研究浓度对反应速率的影响，设计了如下实验设计方案，请帮助完成(所有空均需填满)。 实验编号 T/K 催化剂 浓度 实验1 298 3滴FeCl3溶液 10mL2%H2O2 实验2 298 可得到的结论是浓度越大，H2O2分解速率越快。 【答案】(1) 产生气泡的快慢 将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3后与CuSO4对比只有阳离子不同，从而排除Cl-可能带来的干扰 (2) 分液漏斗 活塞能否复位 生成40mL气体所需的时间 (3) 减慢 H2O2浓度减小 (4) 3滴FeCl3溶液 10mL5%H2O2 【解析】（1）根据图中现象：产生气体的速率快慢来定性比较得出结论；由于氯化铁和硫酸铜中阴离子不相同，阳离子也不相同，不能比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，因此应将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液更合理，故答案为：产生气泡的快慢；将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3后与CuSO4对比只有阳离子不同，从而排除Cl-可能带来的干扰。 （2）根据图中信息得到仪器A的名称为分液漏斗；检查该装置气密性的方法是：关闭A的活塞，将注射器活塞向外拉出一段后松手，过一段时间后看活塞能否复位；实验中需要测量的数据是生成40mL气体所需的时间，故答案为：分液漏斗；活塞能否复位；生成40mL气体所需的时间。 （3）如图所示，从D到A过程中，相同时间内产生气泡的量逐渐减少，说明随着反应的进行反应速率逐渐减慢，其主要是因为反应物H2O2浓度减小即单位体积内分子总数减小，反应速率减慢，故答案为：减慢；H2O2浓度减小。 （4）另一小组同学为了研究浓度对反应速率的影响，则设计实验都应该用相同量的催化剂，只是反应物的浓度不同，溶液的体积应该相同，因此实验2催化剂是3滴FeCl3溶液，浓度为10mL5%H2O2，故答案为：3滴FeCl3溶液；10mL5%H2O2。 题型03 化学反应速率的计算及比较 1．化学反应速率的计算方法 (1)公式法：v＝或v＝。 (2)“三段式”法 ①计算步骤：写出化学方程式，列出各反应物和生成物的起始量、转化量、某时刻量，再根据变化量之比等于化学计量数之比，列出关系式计算。 ②计算模式 反应　　　　　 　mA　＋　nB　⇌　pC 起始浓度(mol/L)　a　　　　b　　　　c 转化浓度(mol/L)　x　　　　　　　 t时刻浓度(mol/L) a－x　　b－　　c＋ v(A)＝ mol/(L·min)； v(B)＝ mol/(L·min)； v(C)＝ mol/(L·min)。 ③注意事项 a．对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； b．对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。 2．化学反应速率的比较方法 (1)“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。 (2)“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或分别除以相应物质的化学计量数。 (3)“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。如反应aA＋bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，也可以比较与，若>，则A表示的反应速率比B的大。 【典例3】（25-26高二上·江苏扬州·阶段练习）化学反应，在下列四个选项中是不同的情况下测得的不同物质的反应速率，其中表示该化学反应的反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】统一换算为υ(A)： A项； B为固体，不能用浓度变化表示化学反应速率，排除B。 C项速率对应υ(A)==0.225 mol/(L·min)； D项速率对应υ(A)==0.175 mol/(L·min)。 直接比较数值：A的速率0.25最大，故A最快。 故选A。 【变式3-1】（25-26高二上·江苏·阶段练习）在不同条件下，分别测得反应的速率如下，其中最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】为比较反应速率快慢，需将各选项的速率换算为用同一物质表示的相同单位下的速率，或换算为反应速率。此处统一换算为反应速率，单位为。 【解析】A．； B．； C．； D．； 比较可知，B的反应速率最快，故选B。 【变式3-2】（25-26高二上·江苏·阶段练习）X(s)+3Y(g)Z(g)+nW(g)。一定条件下，将2 mol X和2 mol Y通入体积为2 L的恒容密闭容器中，反应10 s后，测得生成0.5 mol Z，W的反应速率为0.05 mol·L-1·s-1，放出a kJ热量。下列说法正确的是 A．10 s内，X的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1 B．n=3 C．第10 s时，X为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L-1 D．反应的热化学方程式为：X(s)+3Y(g)Z(g)+nW(g)  ΔH=-a kJ·mol-1 【答案】C 【解析】A．X是固体，不能用浓度变化表示反应速率，A错误； B．根据Z的反应速率为，Z和W的速率比为1:2，故，B错误； C．生成0.5 mol Z消耗1.5 mol Y，剩余Y的物质的量为0.5 mol，Y的浓度为，X减少0.5 mol后为1.5 mol，C正确； D．生成0.5 mol Z放热a kJ，所给方程式，D错误； 故选C。 【变式3-3】（24-25高二下·江苏无锡·阶段练习）一定温度下，向容积为4 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，下列对反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为3B＋4C⇌6A＋3D B．反应进行到1 s时，v(A)=v(D) C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.025 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】C 【分析】根据各物质的物质的量变化图可知，A、D物质的量增加，A、D为生成物，B、C物质的量减少，B、C为反应物，且6 s之后各物质不再变化，说明该反应为可逆反应，6 s之后为平衡状态，相同时间内（）B、C 、A、D物质的量变化量分别是、、、，变化量之比为，该化学反应方程式为。 【解析】A．根据上述分析可知，该反应的化学方程式为，A错误； B．由化学方程式可知，各物质的反应速率之比等于化学计量系数之比，则，即，B错误； C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1，C正确； D．反应进行到6 s时，可逆反应达到平衡状态，，各物质的反应速率之比等于化学计量系数之比，不相等，D错误； 故选C。 题型04 外界因素对化学反应速率的影响 1.浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响 外界条件 影响规律 浓度 增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小 温度 升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小 催化剂 合适的催化剂可以提高化学反应速率 2.压强对化学反应速率的影响(适合有气体参加的化学反应) (1)对于固体或液体，压强的变化，基本不影响其浓度，也不影响其反应速率。 (2)恒容时充入“无关气体”，容器总压强增大，但各反应物的浓度不变，反应速率不变。 (3)恒压时充入“无关气体”，引起体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减小。 3. 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 【典例4】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）下列说法正确的是 A．化学反应的反应速率越快，可观察到的现象越明显 B．要加热才能发生的反应为吸热反应 C．当其他条件相同时，升高温度能使反应物活化分子数增加 D．在有气体参加的反应中，增大压强能使反应物活化分子百分数增加 【答案】C 【解析】A．有的反应不具有明显现象，比如酸碱中和反应物明显现象，A错误； B．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，也可能是放热反应，加热的目的是提供反应所需的活化能，例如碳的燃烧是放热反应，但反应需要点燃，B错误； C．其他条件相同时，升高温度，使得部分普通分子转化为活化分子，从而增大了活化分子数，C正确； D．增大压强不能使反应物活化分子百分数增加，只能增大单位体积内活化分子数，D错误； 故选C。 【变式4-1】（24-25高一下·江苏淮安·期中）不能加快反应速率的是 A．升高温度 B．使用催化剂 C．增大压强 D．降低浓度 【答案】D 【解析】A．升高温度，增加了活化分子数，能加快反应速率，A不符题意； B．使用催化剂，能降低活化能，加快反应速率，B不符题意； C．增大压强，可看成减小体积，增加了单位体积内的活化分子数，能加快反应速率，C不符题意； D．降低浓度，会减慢速率，不能加快，故D符合题意； 故选D。 【变式4-2】（25-26高一上·江苏苏州·阶段练习）工业上用生物法处理的原理如图1所示，以硫杆菌作催化剂时，反应温度及溶液pH对氧化速率的影响分别如图2、图3所示，下列说法不正确的是 A．上述总反应方程式为：，是该反应的催化剂 B．当反应温度过高时，氧化速率下降的原因可能是硫杆菌失去活性 C．由图1、图2可得出结论：使用硫杆菌作催化剂的最佳条件为30℃、 D．当反应1中转移电子时，反应1中消耗的在标准状况下的体积为1.12 L 【答案】A 【解析】A．根据催化循环图，总反应的反应物为和，生成物为S，配平反应方程式为，先与反应被还原为，再被氧化得到，因此才是该反应的催化剂，A错误； B．温度过高，能使蛋白质变性，催化剂的活性降低，因此当反应温度过高时，Fe2+氧化速率下降的原因可能是硫杆菌失去活性，B正确； C．根据图像可知，催化剂活性最大的最佳条件是30℃，pH=2.0左右，C正确； D．反应1中，消耗1 mol H2S，转移电子物质的量为2 mol，因此转移0.1 mol电子时，消耗硫化氢0.05 mol，在标准状况下体积为1.12 L， D正确； 故答案选A。 【变式4-3】（24-25高二上·江苏镇江·阶段练习）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。正丁烷(C4H10)催化脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下： ①     ②     下列有关判断正确的是 A．升高温度，反应①的反应速率增大，反应②的反应速率减小 B．升高温度，反应①的反应速率减小，反应②的反应速率增大 C．降低温度，反应①和反应②的反应速率均减小 D．由反应①和反应②可以得出的标准燃烧热 【答案】C 【解析】A．升高温度，反应①的反应速率增大，反应②的反应速率也增大，A错误； B．升高温度，反应①和反应②的反应速率均增大，B错误； C．降低温度，反应①和反应②的反应速率均减小，C正确； D．的标准燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液体水的反应热，反应①和反应②中的产物中没有液态水，不能计算氢气的标准燃烧热，D错误； 答案选C。 题型05 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 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。 4．有效碰撞 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 【典例5】（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）下列关于化学反应速率的说法正确的是 ①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快 ②其他条件不变，温度越高化学反应速率越快 ③使用催化剂可改变反应的活化能，从而改变该反应的焓变 ④3mol/(L∙s)的反应速率一定比l mol/(L∙s)的反应速率大 ⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(缩小容器体积)，可增加单位体积内活化分子数从而使反应速率增大 ⑥增大反应物浓度，可增大活化分子的百分数，从而使单位时间有效碰撞次数增多 A．②⑥ B．②⑤ C．①②③⑤ D．①②④⑤ 【答案】B 【解析】①恒温时，增大压强，如通入惰性气体导致压强增大，但参加反应气体的浓度不变，则化学反应速率不加快，故①错误； ②其他条件不变，温度越高，活化分子含量增加，则化学反应速率越快，故②正确； ③使用催化剂可改变反应速率，但不改变该反应过程中吸收或放出的热量，故③错误； ④如在同一个反应,且计量数之比为3:1，则用不同物质表示反应速率,3mol⋅L−1⋅s−1的反应速率与1mol⋅L−1⋅s−1的反应速率可能相等，故④错误； ⑤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)，浓度增大，导致增加单位体积内活化分子数增大，则反应速率增大，故⑤正确； ⑥增大反应物浓度，活化分子的百分数不变，故⑥错误； 故选B。 【变式5-1】（2025·江苏无锡梁溪市北高级中学高二下学期3月阶段测试）下列说法正确的是 A．活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞 B．升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是降低了反应活化能 C．增大反应物浓度，可提高单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大 D．催化剂的加入能提高单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率 【答案】D 【解析】A．活化分子发生的碰撞不一定取向合适，因此不一定发生化学反应，不一定是有效碰撞，故A错误； B．升高温度能使化学反应速率增大，是提高了活化分子的百分含量，增加了有效碰撞次数，从而加快反应速率，并未降低活化能，故B错误； C．增大反应物浓度，可提高单位体积内活化分子的数目，不能提高活化分子百分数，故C错误； D．催化剂的加入能降低反应活化能，提高单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率，故D正确； 故选：D。 【变式5-2】下列关于“有效碰撞”的说法不正确的是（ ） A. 分子间的碰撞均为有效碰撞 B. 能发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞 C. 发生有效碰撞时，化学键才能断裂 D. 其他条件相同时，反应物浓度越大，单位时间内的有效碰撞次数越多 【答案】A 【解析】能够发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，发生有效碰撞的条件是：①具有活化分子，②具有合适的取向，所以分子间的碰撞不一定为有效碰撞，A项错误；有效碰撞是能发生化学反应的碰撞，B项正确；只有发生有效碰撞，才能发生化学变化，才能有化学键才能断裂，C项正确；其他条件相同时，反应物浓度越大，活化分子数越多，单位时间内的有效碰撞次数越多，D项正确。 【变式5-3】（25-26高二上·江苏连云港·阶段练习）中国学者在水煤气变换[  ]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下： 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程 B．使用催化剂降低了水煤气变换反应的 C．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应 D．缩小容器体积，过程Ⅱ的速率不影响 【答案】C 【解析】A. 过程Ⅰ通常为反应物在催化剂表面的吸附，吸附放热；过程Ⅲ为产物脱附，脱附是吸附的逆过程，吸热，故过程Ⅰ放热、过程Ⅲ吸热，A错误； B. 催化剂只能降低反应的活化能，不改变反应的焓变，B错误； C. 基元反应是一步完成的反应，根据碰撞理论，反应物分子必须发生碰撞（有效碰撞）才能发生反应，C正确； D. 缩小容器体积，气体浓度增大，过程Ⅱ涉及气体分子在催化剂表面的反应，浓度增大导致反应速率加快，D错误； 故答案为：C。 题型06 有关活化能的图像 1．基元反应、过渡态理论及活化能 (1)基元反应：研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成，往往要经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。 (2)过渡态理论：过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。 2．多步反应的活化能及与速率的关系 (1)多步反应的活化能：反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡态。过渡态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能(如图所示)。 图中表示CH4与Cl2生成CH3Cl的反应过程中各物质的能量变化，Ea1表示第一步反应的活化能，Ea2表示第二步反应的活化能，ΔH是CH4与Cl2生成CH3Cl两步总反应的反应热。 (2)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率取决于速率最慢的基元反应。 上述反应中Ea2较小，因而第二步为快反应，第一步是慢反应，它决定了CH4与Cl2生成CH3Cl的反应速率。 3．催化剂对化学反应速率的影响 催化剂是通过降低反应所需的活化能来增大反应速率的。如图所示，没有催化剂参与的反应，活化能(Ea2)较大，则反应速率较小；而有催化剂参与的反应，活化能(Ea1)较小，则反应速率较大。 【典例6】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）的反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．该反应决速步骤的活化能为 B．该反应的两步基元反应均为放热反应 C．使用合适的催化剂会使、、同时减小 D．温度升高，第Ⅰ步反应活化分子百分数增大，第Ⅱ步反应活化分子百分数减小 【答案】A 【解析】A．决速步骤是活化能最大(反应速率最慢)的步骤，由能量图可知第Ⅱ步的活化能E2大于第Ⅰ步的活化能E1，故决速步骤为第Ⅱ步，其活化能为E2，A正确； B．图中第Ⅰ步：反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应；第Ⅱ步：反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，两步并非均为放热反应，B错误； C．催化剂只能降低各步基元反应的活化能（E1、E2），而E3是总反应的焓变的绝对值（由最初的反应物总能量和最终产物的总能量的相对大小决定），总反应的焓变不受催化剂影响，C错误； D．温度升高，分子能量增加，无论吸热还是放热反应，活化分子百分数均增大，第Ⅰ、Ⅱ步活化分子百分数均增大，D错误； 故答案选A。 【变式6-1】（24-25高二上·江苏·期末）二氧化碳资源化利用有利于减轻温室效应，反应的历程如图所示。 下列说法不正确的是 A．合成甲醇反应的ΔH>0 B．*OCH2→CH2O活化能为2.13ev C．生成副产物CO比CH2O容易 D．要使反应速率加快，主要降低活化能 【答案】B 【解析】A．根据图示可知：反应物CO2、H2的总能量比生成物CH3OH、H2O的总能量低，该反应属于吸热反应，因此合成甲醇反应的ΔH＞0，故A正确； B．根据图示可知*OCH2→CH2O活化能为2.73 ev+0.66 ev =3.39ev，故B错误； C．根据图示可知：生成副产物CO需要的活化能比生成CH2O需要的活化能小，反应需要的活化能越小，反应越容易发生，故生成副产物CO比生成CH2O更容易发生，故C正确； D．对于多步反应，总反应速率由慢反应决定。反应的活化能越大，发生反应就越不容易发生，反应速率最慢。根据图示可知：在上述多步反应中，基元反应的活化能最大，该步反应的化学反应速率最慢，是CO2、H2的发生反应制取CH3OH的决速反应，故要使反应速率加快，主要降低活化能，故D正确； 选B。 【变式6-2】（25-26高二上·江苏扬州·阶段练习）我国最新报道的氨催化合成反应的机理如图所示(*代表微粒吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是 A．整个历程中，反应速率最慢的反应的化学方程式为： B．催化剂吸附和会消耗能量 C．在转化过程中有非极性键的断裂和形成 D．使用该催化剂，降低了合成氨反应的活化能，提高了合成氨的平衡转化率 【答案】A 【解析】A．反应速率最慢的步骤为活化能最大的决速步。由能量图可知，从到的过程中，活化能为，是所有步骤中活化能最大的，对应化学方程式正确，A正确； B．催化剂吸附和的过程中，能量从反应物（）降低到吸附态（），为放热过程，释放能量而非消耗能量，B错误； C．转化过程中，N2中的N≡N键（非极性键）和H2中的H-H键（非极性键）断裂，但生成的NH3中只有N-H极性键，中间产物也只有N-H极性键，无新的非极性键形成，故仅有非极性键断裂，无形成，C错误； D．催化剂能降低反应活化能以加快反应速率，但不影响平衡移动，平衡转化率不变，D错误； 故选A。 【变式6-3】（24-25高二上·江苏南京·期中）平流层中氯氟烃的光解产物会对臭氧层产生破坏，反应过程如图。下列说法不正确的是 A． B．反应①是决速步 C．催化剂降低了反应活化能，改变了反应过程 D．总反应为催化剂和均为催化剂 【答案】D 【解析】A．由图可知，生成物能量低于反应物能量，反应放热，焓变为负值，A正确； B．反应①的活化能是两步中较大的，是决速步，B正确； C．催化剂降低了反应活化能，改变了反应过程，，加快了反应速率，C正确； D．由图可知，总反应为，为催化剂，而为中间产物，D错误； 故选D。 题型07 控制变量探究实验题的思维流程 【典例7】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）下列生产或实验事实得出的结论错误的是 选项 事实 结论 A 其他条件相同时，溶液和溶液反应，升高溶液的温度，析出沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率增大 B 工业制硫酸的过程中，在的吸收阶段，喷洒浓硫酸吸收 增大气液接触面积，使的吸收速率增大 C 取两支试管，向甲试管中加入1mL0.01mol·L-1碘水、1mL淀粉溶液和11mL0.04mol·L-1溶液，向乙试管中加入：1mL0.01mol·L-1碘水、1mL淀粉溶液和1mL0.01mol·L-1溶液，乙试管中溶液褪色所需时间长() 浓度越大，反应速率越快 D A、B两支试管中分别加入等体积5%的溶液，在B试管中加入2~3滴溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．升高温度导致反应时间缩短，说明升温加快反应速率，A正确； B．喷洒浓硫酸增大接触面积，提高吸收速率，B正确； C．甲试管中Na2S2O3浓度虽高，但碘的浓度因总体积大被稀释，乙试管中碘浓度更高，变量未控制单一，无法单独得出Na2S2O3浓度决定速率的结论，C错误； D．分解反应中，FeCl3作为催化剂，能加快反应速率，D正确； 故选C。 【变式7-1】（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）一定条件下，溶液的酸碱性对光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列说法正确的是 A．在时，和时R的降解率相等 B．溶液酸性越强，R的降解速率越小 C．R的起始浓度不同，无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响 D．内，时R的降解速率为 【答案】A 【解析】A．在时，pH＝2和pH＝7时反应物R都能完全反应，降解率都是100%，故A正确； B．由斜率可知pH越小降解速率越大，即溶液的酸性越强，R的降解速率越大，故B错误； C．同一pH条件下，R的起始浓度与降解速率的关系：曲线斜率增大，则降解速率越小，即R的起始浓度越小，降解速率越小，故C错误； D．20～25min之间，pH＝10时R的平均降解速率为，故D错误； 答案选A。 【变式7-2】（24-25高二上·江苏连云港·期中）常温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，做三次对比实验：①水样50mL，初始，纳米铁质量8mg；②水样50mL，初始，纳米铁质量2mg；③水样50mL，初始，纳米铁质量2mg。测得不同条件下浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．实验①中，0~2小时内平均反应速率 B．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 C．实验③中，反应的离子方程式为： D．其他条件相同时，水样初始pH越小，的去除效果越好 【答案】B 【解析】A．实验①中，0~2小时内平均反应速率，A错误； B．综合分析①和②可知，在相同时间内，①中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，B正确； C．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：，C错误； D．综合分析③和②可知，在相同时间内，实验②中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始pH，的去除效果越好，但是当初始pH太小时，H+浓度太大，纳米铁与H+反应速率加快，会导致与反应的纳米铁减少，因此，适当减小pH越小时的去除效果越好，D错误； 故选B。 【变式7-3】（23-24高二上·江苏宿迁·阶段练习）实验是化学学习的基础，请完成以下实验填空。 Ⅰ．某小组用Na2S2O3溶液和稀H2SO4溶液反应探究外界条件对化学反应速率的影响，其设计实验如表所示： 实验序号 温度 Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L−1) V/mL c/(mol·L−1) V/mL Ⅰ 25 5 0.1 10 0.1 5 Ⅱ 25 5 0.2 5 0.2 10 Ⅲ 35 5 0.1 10 0.1 5 Ⅳ 35 5 0.2 5 0.2 10 (1)写出该探究实验中发生反应的化学方程式 ，实验Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ中哪个出现浑浊的时间最快： 。 Ⅱ．某小组利用H2C2O4 溶液和酸性KMnO4 溶液反应来探究外界条件对化学反应速率的影响。 (2)向酸性KMnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液，当溶液中的KMnO4耗尽后，溶液的紫色将褪去。为确保能观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4的初始物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)：n(KMnO4) 。 (3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，该小组设计了实验方案： 实验序号 反应温度/℃ H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 H2O V/mL c/(mol·L−1) V/mL c/(mol·L−1) V/mL ① 25 8.0 0.20 5.0 0.010 0 ② 25 6.0 0.20 5.0 0.010 x 表格中，x= (4)小组同学发现反应速率如图所示，其中t1～t2 时间内速率变快的主要原因可能是： ① ； ② 。 【答案】(1) Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O Ⅳ (2)≥2.5 (3)2.0 (4) 该反应放热 产物MnSO4是该反应的催化剂 【分析】实验Ⅰ探究不同温度、不同浓度对Na2S2O3溶液和稀H2SO4溶液反应速率的影响； 实验Ⅱ探究反应物浓度对化学反应速率的影响； 两个实验均采用控制变量法。 【解析】（1）Na2S2O3溶液和稀H2SO4反应生成硫酸钠、二氧化硫、硫沉淀、水，反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O；根据影响反应速率的因素，实验Ⅳ温度最高、Na2S2O3的浓度最大，所以实验Ⅳ出现浑浊的时间最快。 （2）H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应的方程式为2KMnO4+5H2C2O4+ 3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，为确保能观察到紫色褪去，高锰酸钾应完全反应，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4) ≥2.5； （3）根据“控制变量法”，为保证混合后KMnO4的浓度相同，混合后溶液的体积为13mL，所以x=2.0； （4）根据影响反应速率的因素，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①该反应放热；②产物MnSO4是该反应的催化剂； 题型08 化学反应速率的图像分析 1.物质的量(或浓度)—时间图像 分清反应物和生成物，浓度减小的为反应物，浓度增大的为生成物，分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比，等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。举例分析如下： 甲：如图表示一定温度下，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况，试回答： ①该反应的化学方程式为2AB＋3C。 ②反应物的转化率是40%。 ③10 s内v(C)＝0.12_mol·L－1·s－1。 乙：某温度时，在定容(V L)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。 ①由图像得出如下信息 A．反应物是X、Y，生成物是Z； B．t3时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。 ②根据图像可进行如下计算 A.某物质的平均反应速率、转化率，如： v(X)＝ mol·(L·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.全程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：（1）AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 （2）BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 【典例8】（23-24高一下·江苏徐州·阶段练习）在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入2.0molN2和6.0molH2，加入催化剂发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   ΔH=-92.4kJ/mol，N2、H2的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．t1min 时，N2的生成速率小于N2的消耗速率 B．使用催化剂可减小反应的ΔH C．t2min 时，NH3速率为 D．反应中通入足量的N2，可使H2完全转化为NH3 【答案】A 【解析】A．t1min时反应未达到平衡状态，反应继续正向进行，N2的生成速率小于N2的消耗速率，A正确； B．使用催化剂可以加快反应速率，减少反应达到平衡的时间，不影响反应的始态和终态，不改变反应的ΔH，B错误； C．反应速率指一段时间内的平均反应速率，不是瞬时速率，C错误； D．可逆反应不能进行到底，加入足量N2，也不可以使H2完全转化为NH3，D错误； 故选A。 【变式8-1】（24-25高二上·江苏·期中）用纯净的与一定浓度的稀盐酸反应制取，生成的体积随时间变化的关系如图所示(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．该反应是吸热反应 C．OE、EF、FG三段中，EF段收集到的的量最多 D．OE、EF、FG三段中，该反应用表示的平均反应速率之比为 【答案】C 【分析】由图可知，该关系图中，横坐标的时间间隔近似相同，据此解析。 【解析】A．由图可知，OE、EF、FG三段对应所用时间近似相同，生成的二氧化碳体积分别为224mL、(672-224) mL=448 mL、(784-672) mL=112 mL，故EF段表示的平均速率最快，A错误； B．结合A的分析可知，OE段时反应物浓度最大，但是EF段表示的平均反应速率最快，说明该反应放热，导致温度升高，反应速率加快，B错误； C．结合A的分析可知，EF段收集到的的量最多，C正确； D．OE、EF、FG三段中，时间近似相同，生成的气体的体积比等于反应速率之比，则用CO2表示的平均反应速率之比近似为224 mL:448 mL:112 mL=2:4:1，D错误； 故选C。 【变式8-2】（24-25高一下·江苏扬州·期末）用CH4催化法可制取C2H4，发生反应：2CH4(g) C2H4(g)＋2H2(g)   ΔH>0。T℃，向体积为2 L的密闭容器中充入1 mol CH4，测得反应过程中部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的ΔS<0 B．20 min后，反应停止 C．0~20 min内，v(H2)=0.02 mol·L−1·min−1 D．反应在14 min时达到化学平衡 【答案】C 【分析】由图可知，随着反应进行，在20min之前CH4的物质的量逐渐减少，C2H4的物质的量逐渐增多，20min时二者的物质的量均不再随时间变化，说明反应达到了平衡状态。 【解析】A．由反应方程式可知，该反应是一个正向气体体积增大的反应，正向混乱度增大，则该反应的ΔS>0，A错误； B．20min时及之后CH4、C2H4的物质的量均不再随时间而变化，说明反应在20分钟时达到平衡，反应没有停止，B错误； C．0~20min内，C2H4的物质的量增加了0.4mol，根据反应方程式知，氢气的物质的量增加了0.8mol，则v(H2)==0.02 mol·L−1·min−1，C正确； D．14 min后，CH4、C2H4的物质的量还在发生变化，反应在14min时还未达到化学平衡状态，D错误； 故选C。 【变式8-3】（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。 (1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气标准状况，实验记录如表累计值： 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL 100 240 464 576 620 ①反应速率最大的时间段是 (填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”“4~5”)min。 反应开始后反应速率先增大的原因是 。 ②求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率 (设溶液体积不变) (2)另一位学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入少量的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是___________。 A．蒸馏水 B．溶液 C．溶液 D．溶液 (3)某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线，如图该反应的化学方程式是 。 【答案】(1) 2~3 因该反应是放热反应，此时温度高且盐酸浓度较大，所以反应速率较快 (2)CD (3) 【解析】（1）0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min时间段中，产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、54mL，因此可知反应速率最大的时间段是2~3 min；原因是该反应是放热反应，温度超高，反应速率越大；在2~3 min时间段内，根据，计算消耗盐酸的物质的量为0.02 mol，则。 （2）A．加入蒸馏水，H+浓度减小， 反应速率减小且不减少产生氢气的量，A正确； B．加入KCl溶液，H+浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，B正确； C．加入KNO3溶液，H+浓度减小，因酸性溶液中有，具有强氧化性，与Zn反应无氢气生成，C错误； D．加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu反应速率增大，且影响生成氢气的量，D错误； 故答案选CD。 （3）由图像可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，为反应物，Z的物质的量增多，为生成物，当反应进行到5 min时，，则，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应方程式为。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元　化学反应速率 题型01 化学反应速率的概念 题型02 化学反应速率的测定 题型03 化学反应速率的计算及比较 题型04 外界因素对化学反应速率的影响 题型05 有效碰撞理论 题型06 有关活化能的图像 题型07 控制变量法探究反应速率的影响因素 题型08 化学反应速率的图像分析 题型01 化学反应速率的概念 1．概念 通常用单位时间内反应物浓度(通常使用物质的量浓度)的减少或者生成物浓度的增加来表示化学反应速率。 2．表示式 对于v＝，其中v表示化学反应速率，Δc表示反应物或生成物物质的量浓度的变化(取绝对值)，Δt表示一定的时间间隔。利用此式求得的反应速率是反应时间间隔Δt内反应的平均速率而非瞬时速率。 对于反应aA＋bB===cC＋dD，其化学反应速率可分别用A、B、C、D四种物质来表示：v(A)＝，v(B)＝，v(C)＝，v(D)＝。 3．单位 反应物或生成物的浓度变化的单位可以用mol·L－1表示，反应时间的单位常用s、min、h(秒、分钟、小时)等表示，故化学反应速率的单位为mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1、mol·L－1·h－1等。 【典例1】（2025·江苏无锡梁溪市北高级中学高二下学期3月阶段测试）下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．常温下生铁与稀盐酸的反应速率比纯铁与稀盐酸的反应速率小 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1L密闭容器中发生反应：C+H2O(g)CO+H2，再加入炭粉，反应速率增大 D．100mL 2mol/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1-1】在恒温、体积为2L的密闭容器中进行反应：，若反应物在前20s由3mol降为1.8mol，则前20s的平均反应速率为 A． B． C． D． 【变式1-2】反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)经2 min，B的浓度减少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0.8 mol·L－1·s－1 B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1 C．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 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】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）已知化学反应。下列反应速率关系中，正确的是 A． B． C． D． 题型02 化学反应速率的测定 1．测定原理 根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。 2．测定方法 (1)利用能够直接观察的某些性质测定，如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测量一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 (2)利用科学仪器测量出的性质进行测定，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。 (3)在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色变化和浓度变化间的比例关系来测量反应速率。 3．化学反应速率测定的思路 基本思路 化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量化学反应速率时都可以利用 用于化学反 应速率测量 的基本性质 ①可直接观察的性质：如释放气体的体积； ②依靠科学仪器才能测量的性质：如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等； ③在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常利用颜色的深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率 【典例2】（24-25高二上·江苏扬州·阶段检测）室温下按如图所示的装置进行实验(实验过程中反应体系的温度保持不变)，5s内消耗0.01 mol锌。下列说法正确的是 A．5 s内：v(H2SO4)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．5 s内：v(Zn)＝0.002 mol·L－1·s－1 C．若药品足量，再消耗0.65 g Zn的时间超过5s D．可用长颈漏斗替换分液漏斗 【变式2-1】（23-24高一下·江苏连云港·期中）为探究影响反应速率的因素，某同学设计了如图所示实验。下列叙述不正确的是 A．用图乙装置配合计时器可测定锌粒与稀硫酸反应的速率 B．图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小 C．若图甲所示实验中反应速率：①＞②，则说明比对分解催化效果好 D．为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处旋塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位 【变式2-2】用如图所示的实验装置进行实验X及Y时，每隔半分钟分别测定反应放出气体的体积。下列选项能正确表示实验X及Y的结果的是(　　) 实验 所用盐酸 X 25 mL 0.2 mol·L－1 Y 50 mL 0.1 mol·L－1 【变式2-3】（24-25高一下·江苏连云港·阶段检测）H2O2作为氧化剂在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2(2%和5%两种浓度)分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答下列问题： (1)定性分析：图甲可通过观察 定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液更合理，其理由是 。 (2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为 ，检查该装置气密性的方法是：关闭A的活塞，将注射器活塞向外拉出一段后松手，过一段时间后看 ，实验中需要测量的数据是 。 (3)加入MnO2粉末于H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。由D到A过程中，随着反应的进行反应速率逐渐 (填“加快”或“减慢”)，其变化的原因是 。 (4)另一小组同学为了研究浓度对反应速率的影响，设计了如下实验设计方案，请帮助完成(所有空均需填满)。 实验编号 T/K 催化剂 浓度 实验1 298 3滴FeCl3溶液 10mL2%H2O2 实验2 298 可得到的结论是浓度越大，H2O2分解速率越快。 题型03 化学反应速率的计算及比较 1．化学反应速率的计算方法 (1)公式法：v＝或v＝。 (2)“三段式”法 ①计算步骤：写出化学方程式，列出各反应物和生成物的起始量、转化量、某时刻量，再根据变化量之比等于化学计量数之比，列出关系式计算。 ②计算模式 反应　　　　　 　mA　＋　nB　⇌　pC 起始浓度(mol/L)　a　　　　b　　　　c 转化浓度(mol/L)　x　　　　　　　 t时刻浓度(mol/L) a－x　　b－　　c＋ v(A)＝ mol/(L·min)； v(B)＝ mol/(L·min)； v(C)＝ mol/(L·min)。 ③注意事项 a．对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； b．对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。 2．化学反应速率的比较方法 (1)“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。 (2)“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或分别除以相应物质的化学计量数。 (3)“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。如反应aA＋bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，也可以比较与，若>，则A表示的反应速率比B的大。 【典例3】（25-26高二上·江苏扬州·阶段检测）化学反应，在下列四个选项中是不同的情况下测得的不同物质的反应速率，其中表示该化学反应的反应速率最快的是 A． B． C． D． 【变式3-1】（25-26高二上·江苏·阶段检测）在不同条件下，分别测得反应的速率如下，其中最快的是 A． B． C． D． 【变式3-2】（25-26高二上·江苏·阶段检测）X(s)+3Y(g)Z(g)+nW(g)。一定条件下，将2 mol X和2 mol Y通入体积为2 L的恒容密闭容器中，反应10 s后，测得生成0.5 mol Z，W的反应速率为0.05 mol·L-1·s-1，放出a kJ热量。下列说法正确的是 A．10 s内，X的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1 B．n=3 C．第10 s时，X为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L-1 D．反应的热化学方程式为：X(s)+3Y(g)Z(g)+nW(g)  ΔH=-a kJ·mol-1 【变式3-3】（24-25高二下·江苏无锡·阶段检测）一定温度下，向容积为4 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，下列对反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为3B＋4C⇌6A＋3D B．反应进行到1 s时，v(A)=v(D) C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1 D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 题型04 外界因素对化学反应速率的影响 1.浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响 外界条件 影响规律 浓度 增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小 温度 升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小 催化剂 合适的催化剂可以提高化学反应速率 2.压强对化学反应速率的影响(适合有气体参加的化学反应) (1)对于固体或液体，压强的变化，基本不影响其浓度，也不影响其反应速率。 (2)恒容时充入“无关气体”，容器总压强增大，但各反应物的浓度不变，反应速率不变。 (3)恒压时充入“无关气体”，引起体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减小。 3. 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 【典例4】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列说法正确的是 A．化学反应的反应速率越快，可观察到的现象越明显 B．要加热才能发生的反应为吸热反应 C．当其他条件相同时，升高温度能使反应物活化分子数增加 D．在有气体参加的反应中，增大压强能使反应物活化分子百分数增加 【变式4-1】（24-25高一下·江苏淮安·期中）不能加快反应速率的是 A．升高温度 B．使用催化剂 C．增大压强 D．降低浓度 【变式4-2】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）工业上用生物法处理的原理如图1所示，以硫杆菌作催化剂时，反应温度及溶液pH对氧化速率的影响分别如图2、图3所示，下列说法不正确的是 A．上述总反应方程式为：，是该反应的催化剂 B．当反应温度过高时，氧化速率下降的原因可能是硫杆菌失去活性 C．由图1、图2可得出结论：使用硫杆菌作催化剂的最佳条件为30℃、 D．当反应1中转移电子时，反应1中消耗的在标准状况下的体积为1.12 L 【变式4-3】（24-25高二上·江苏镇江·阶段检测）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。正丁烷(C4H10)催化脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下： ①     ②     下列有关判断正确的是 A．升高温度，反应①的反应速率增大，反应②的反应速率减小 B．升高温度，反应①的反应速率减小，反应②的反应速率增大 C．降低温度，反应①和反应②的反应速率均减小 D．由反应①和反应②可以得出的标准燃烧热 题型05 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 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。 4．有效碰撞 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 【典例5】（24-25高二上·江苏苏州·阶段检测）下列关于化学反应速率的说法正确的是 ①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快 ②其他条件不变，温度越高化学反应速率越快 ③使用催化剂可改变反应的活化能，从而改变该反应的焓变 ④3mol/(L∙s)的反应速率一定比l mol/(L∙s)的反应速率大 ⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(缩小容器体积)，可增加单位体积内活化分子数从而使反应速率增大 ⑥增大反应物浓度，可增大活化分子的百分数，从而使单位时间有效碰撞次数增多 A．②⑥ B．②⑤ C．①②③⑤ D．①②④⑤ 【变式5-1】（2025·江苏无锡梁溪市北高级中学高二下学期3月阶段测试）下列说法正确的是 A．活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞 B．升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是降低了反应活化能 C．增大反应物浓度，可提高单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大 D．催化剂的加入能提高单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率 【变式5-2】下列关于“有效碰撞”的说法不正确的是（ ） A. 分子间的碰撞均为有效碰撞 B. 能发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞 C. 发生有效碰撞时，化学键才能断裂 D. 其他条件相同时，反应物浓度越大，单位时间内的有效碰撞次数越多 【变式5-3】（25-26高二上·江苏连云港·阶段检测）中国学者在水煤气变换[  ]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下： 下列说法正确的是 A．过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程 B．使用催化剂降低了水煤气变换反应的 C．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应 D．缩小容器体积，过程Ⅱ的速率不影响 题型06 有关活化能的图像 1．基元反应、过渡态理论及活化能 (1)基元反应：研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成，往往要经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。 (2)过渡态理论：过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。 2．多步反应的活化能及与速率的关系 (1)多步反应的活化能：反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡态。过渡态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能(如图所示)。 图中表示CH4与Cl2生成CH3Cl的反应过程中各物质的能量变化，Ea1表示第一步反应的活化能，Ea2表示第二步反应的活化能，ΔH是CH4与Cl2生成CH3Cl两步总反应的反应热。 (2)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率取决于速率最慢的基元反应。 上述反应中Ea2较小，因而第二步为快反应，第一步是慢反应，它决定了CH4与Cl2生成CH3Cl的反应速率。 3．催化剂对化学反应速率的影响 催化剂是通过降低反应所需的活化能来增大反应速率的。如图所示，没有催化剂参与的反应，活化能(Ea2)较大，则反应速率较小；而有催化剂参与的反应，活化能(Ea1)较小，则反应速率较大。 【典例6】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）的反应历程如图所示，下列说法正确的是 A．该反应决速步骤的活化能为 B．该反应的两步基元反应均为放热反应 C．使用合适的催化剂会使、、同时减小 D．温度升高，第Ⅰ步反应活化分子百分数增大，第Ⅱ步反应活化分子百分数减小 【变式6-1】（24-25高二上·江苏·期末）二氧化碳资源化利用有利于减轻温室效应，反应的历程如图所示。 下列说法不正确的是 A．合成甲醇反应的ΔH>0 B．*OCH2→CH2O活化能为2.13ev C．生成副产物CO比CH2O容易 D．要使反应速率加快，主要降低活化能 【变式6-2】（25-26高二上·江苏扬州·阶段检测）我国最新报道的氨催化合成反应的机理如图所示(*代表微粒吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是 A．整个历程中，反应速率最慢的反应的化学方程式为： B．催化剂吸附和会消耗能量 C．在转化过程中有非极性键的断裂和形成 D．使用该催化剂，降低了合成氨反应的活化能，提高了合成氨的平衡转化率 【变式6-3】（24-25高二上·江苏南京·期中）平流层中氯氟烃的光解产物会对臭氧层产生破坏，反应过程如图。下列说法不正确的是 A． B．反应①是决速步 C．催化剂降低了反应活化能，改变了反应过程 D．总反应为催化剂和均为催化剂 题型07 控制变量探究实验题的思维流程 【典例7】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列生产或实验事实得出的结论错误的是 选项 事实 结论 A 其他条件相同时，溶液和溶液反应，升高溶液的温度，析出沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率增大 B 工业制硫酸的过程中，在的吸收阶段，喷洒浓硫酸吸收 增大气液接触面积，使的吸收速率增大 C 取两支试管，向甲试管中加入1mL0.01mol·L-1碘水、1mL淀粉溶液和11mL0.04mol·L-1溶液，向乙试管中加入：1mL0.01mol·L-1碘水、1mL淀粉溶液和1mL0.01mol·L-1溶液，乙试管中溶液褪色所需时间长() 浓度越大，反应速率越快 D A、B两支试管中分别加入等体积5%的溶液，在B试管中加入2~3滴溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 A．A B．B C．C D．D 【变式7-1】（24-25高二上·江苏苏州·阶段检测）一定条件下，溶液的酸碱性对光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列说法正确的是 A．在时，和时R的降解率相等 B．溶液酸性越强，R的降解速率越小 C．R的起始浓度不同，无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响 D．内，时R的降解速率为 【变式7-2】（24-25高二上·江苏连云港·期中）常温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，做三次对比实验：①水样50mL，初始，纳米铁质量8mg；②水样50mL，初始，纳米铁质量2mg；③水样50mL，初始，纳米铁质量2mg。测得不同条件下浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．实验①中，0~2小时内平均反应速率 B．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 C．实验③中，反应的离子方程式为： D．其他条件相同时，水样初始pH越小，的去除效果越好 【变式7-3】（23-24高二上·江苏宿迁·阶段检测）实验是化学学习的基础，请完成以下实验填空。 Ⅰ．某小组用Na2S2O3溶液和稀H2SO4溶液反应探究外界条件对化学反应速率的影响，其设计实验如表所示： 实验序号 温度 Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L−1) V/mL c/(mol·L−1) V/mL Ⅰ 25 5 0.1 10 0.1 5 Ⅱ 25 5 0.2 5 0.2 10 Ⅲ 35 5 0.1 10 0.1 5 Ⅳ 35 5 0.2 5 0.2 10 (1)写出该探究实验中发生反应的化学方程式 ，实验Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ中哪个出现浑浊的时间最快： 。 Ⅱ．某小组利用H2C2O4 溶液和酸性KMnO4 溶液反应来探究外界条件对化学反应速率的影响。 (2)向酸性KMnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液，当溶液中的KMnO4耗尽后，溶液的紫色将褪去。为确保能观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4的初始物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)：n(KMnO4) 。 (3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，该小组设计了实验方案： 实验序号 反应温度/℃ H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 H2O V/mL c/(mol·L−1) V/mL c/(mol·L−1) V/mL ① 25 8.0 0.20 5.0 0.010 0 ② 25 6.0 0.20 5.0 0.010 x 表格中，x= (4)小组同学发现反应速率如图所示，其中t1～t2 时间内速率变快的主要原因可能是： ① ； ② 。 题型08 化学反应速率的图像分析 1.物质的量(或浓度)—时间图像 分清反应物和生成物，浓度减小的为反应物，浓度增大的为生成物，分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比，等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。举例分析如下： 甲：如图表示一定温度下，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况，试回答： ①该反应的化学方程式为2AB＋3C。 ②反应物的转化率是40%。 ③10 s内v(C)＝0.12_mol·L－1·s－1。 乙：某温度时，在定容(V L)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。 ①由图像得出如下信息 A．反应物是X、Y，生成物是Z； B．t3时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。 ②根据图像可进行如下计算 A.某物质的平均反应速率、转化率，如： v(X)＝ mol·(L·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.全程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：（1）AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 （2）BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 【典例8】（23-24高一下·江苏徐州·阶段检测）在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入2.0molN2和6.0molH2，加入催化剂发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   ΔH=-92.4kJ/mol，N2、H2的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．t1min 时，N2的生成速率小于N2的消耗速率 B．使用催化剂可减小反应的ΔH C．t2min 时，NH3速率为 D．反应中通入足量的N2，可使H2完全转化为NH3 【变式8-1】（24-25高二上·江苏·期中）用纯净的与一定浓度的稀盐酸反应制取，生成的体积随时间变化的关系如图所示(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．该反应是吸热反应 C．OE、EF、FG三段中，EF段收集到的的量最多 D．OE、EF、FG三段中，该反应用表示的平均反应速率之比为 【变式8-2】（24-25高一下·江苏扬州·期末）用CH4催化法可制取C2H4，发生反应：2CH4(g) C2H4(g)＋2H2(g)   ΔH>0。T℃，向体积为2 L的密闭容器中充入1 mol CH4，测得反应过程中部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的ΔS<0 B．20 min后，反应停止 C．0~20 min内，v(H2)=0.02 mol·L−1·min−1 D．反应在14 min时达到化学平衡 【变式8-3】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。 (1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气标准状况，实验记录如表累计值： 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL 100 240 464 576 620 ①反应速率最大的时间段是 (填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”“4~5”)min。 反应开始后反应速率先增大的原因是 。 ②求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率 (设溶液体积不变) (2)另一位学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入少量的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是___________。 A．蒸馏水 B．溶液 C．溶液 D．溶液 (3)某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线，如图该反应的化学方程式是 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $