2.1 化学反应速率 知识清单-2025-2026学年高二下学期化学人教版选修第一册

选修一 第二章 第一节 化学反应速率 知识点总结 ( 11 ) 选修1 第二章第一节 化学反应速率 学科网（北京）股份有限公司 知识点一：化学反应速率 1、化学反应速率的概念 用来衡量化学反应进行快慢的物理量。 2、化学反应速率的表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。 公式：，单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)。例如： 设反应起始时刻为t0，反应进行到某时刻t时状态如下： mA(g)+nB(g)⇋pC(g) 起始浓度：cA(起始) cB(起始) 0 某时浓度：cA(某时) cB(某时) cC(某时) 3、 正确理解化学反应速率这一概念，应注意以下几个方面 （1） 对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，数值不一定相同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率，其表示的意义是相同的。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。 （2） 化学反应速率无负值。 （3） 化学反应速率与化学计量数成正比。即：对于上面的反应有下式成立： 各物质化学计量数之比也等于各物质的浓度变化量之比（或恒容条件下物质的量变化量之比）： 。 （4） 现在采用的化学反应速率的研究体系是气体和溶液，固体或纯液体（注意不是溶液，如无水乙醇，与乙醇水溶液不同）的浓度可视为不变的常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数，所以一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。 说明：化学反应速率通常指某一段时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。 4、化学反应速率的测定 Ⅰ、化学反应速率测定的基本思路 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（包括反应物和生成物），所以与其中任何一种化学物质的浓度（或质量）相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。 Ⅱ、用于测定化学反应速率的基本性质 （1）能够直接观察的某些性质，如释放出气体的体积和体系压强。 （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，人们常常利用颜色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。 Ⅲ、用于测定化学反应速率的常用方法 （1）化学方法：指用化学分析法（如浓度滴定法）来测定不同时刻反应物或生成物浓度的方法。 （2）物理方法：指对体系中各物质进行某种物理性质的动态测量的方法。 Ⅳ、测量锌与硫酸反应的速率 （1）实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50ml注射器、铁架台、秒表、锌粒、1mol/L硫酸、4mol/L硫酸。 实验步骤：①如图所示，安装两套装置，在锥形瓶内各盛有2g锌粒。 ②取一套装置，通过分液漏斗加入40ml 1mol/L硫酸，测量收集10ml H2所用的时间。 ③另取一套装置，通过分液漏斗加入入40ml 4mol/L硫酸，测量收集10ml H2所用的时间。 （2） 实验现象：锌与硫酸反应产生气泡，收集10ml H2所用的时间：盛装4mol/L硫酸装置比盛装1mol/L硫酸装置所用的时间短。 （3） 实验结果： 加入试剂 反应时间 反应速率 1mol/L硫酸 长 小 4mol/L硫酸 短 大 （4） 实验结论：4mol/L硫酸与锌反应比1mol/L硫酸与锌反应的化学反应速率快。 （5） 实验注意事项：①装置气密性要好，注射器密闭且内表面与活塞间滑动性好（摩擦力大会导致测量时间不准确）； ②锌粒颗粒大小（即表面积大小）基本相同； ③40ml硫酸溶液要迅速加入； ④计时要准确。 注意：对于锌粒和硫酸的反应，测定反应速率的方法不止一种，如测量溶液中H+浓度的变化，测量锌粒质量的变化，甚至使用一些物理仪器测量溶液的电导变化、反应的热量变化等，都可以比较出二者的反应速率的不同。 知识点二：活化能 1、有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。有效碰撞的条件——分子具有足够的能量（即为活化分子）且碰撞时有合适的的取向。 2、活化分子：具有足够能量，能发生有效碰撞的分子（比普通分子平均能量高，能量不足的分子吸收一定的能量后才能变为活化分子）。在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的（。） 3、化学反应发生的条件：分子运动→相互碰撞→分子具有足够能量（活化分子）且有合适的取向→有效碰撞→发生化学反应。 知识点三：影响化学反应速率的因素 Ⅰ、浓度对化学反应速率的影响 1、浓度对化学反应速率的影响规律（正比） 其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小。 注意： （1） 此规律只适用于气体或溶液中的反应，对于纯液体或固体反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。固体反应物表面积的大小会影响化学反应速率，一般说固体反应物表面积大，反应速率大，固体反应物表面积小，反应速率小。 若是可逆反应，反应物或生成物浓度的改变，其正反应速率或逆反应速率的变化也符合上述的规律。 2、 浓度影响化学反应速率的原因 在其他条件不变时，当反应物浓度增大，单位体积内分子数增多，活化分子数也相应增加，反应速率必然增大。如原来每单位体积里有100个反应物的分子，其中只有5个活化分子，如果每单位体积内的反应物分子增加到200个，其中必定有10个活化分子，那么单位时间内的有效碰撞次数也相应增多，化学反应速率就增大。因此，增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。 Ⅱ、压强对化学反应速率的影响 1、压强对化学反应速率的影响规律（正比） 对于有气体参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。 ( 压强大小与一定量气体分子所占体积的示意图 )2、压强影响化学反应速率的原因 对于气体来说，当温度一定时，一定量气体的体积与其所受的压强成反比，这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的1/2，单位体积内的分子数就增大到原来的2倍，如图所示。所以，增大压强，就是增加单位体积里反应物的物质的量，即增大反应物的浓度，因而可以增大化学反应速率。 相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而化学反应速率也减小。 3、分析气体反应速率的注意事项 （1） 压强改变针对气体而言，由于压强的改变对固体、液体或溶液的体积影响很小可以认为改变压强对其没有影响。 （2） 针对可逆反应，改变压强，正、逆反应速率均要发生变化，但影响程度不一定相同。 （3） 压强的改变，本质上是改变了气体的浓度，因此，压强改变，关键看气体浓度有没有改变，气体浓度改变了，反应速率才能改变。 4、 影响气体反应速率的途径 Ⅲ、温度对化学反应速率的影响 1、 探究温度对化学反应速率的影响 实验原理：4H++4I-+O2=2I2+2H2O。 实验用品：试管、烧杯、热水、冰水、1mol/L的KI溶液、0.1mol/L的H2SO4溶液、淀粉溶液、秒表。 实验步骤： ①在两支试管中各加入5ml 1mol/L的KI溶液，并加入淀粉溶液。 ②在另外两支试管中各加入5ml 0.1mol/L的H2SO4溶液。 ③将以上四支试管分成两组（每组两支试管，一支盛有滴有淀粉溶液的KI溶液，一支盛有H2SO4溶液），分别放入热水和冰水中。 ④一段时间后，分别将两组溶液混合，记录出现蓝色所用的时间。 实验现象和结论 试剂种类及用量 0.1mol/L的H2SO4溶液5ml、1mol/L的KI溶液5ml、3滴淀粉溶液 0.1mol/L的H2SO4溶液5ml、1mol/L的KI溶液5ml、3滴淀粉溶液 实验条件 置于热水中 置于冷水中 试剂加入顺序及理由 KI溶液+淀粉溶液+H2SO4溶液，避免生成碘而检测不到 实验现象 变蓝色快 变蓝色慢 结论 升高温度，可加快反应速率 2、 3、 4、 温度对化学反应速率的影响规律（正比） 当其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率。 注意： ①温度对反应速率影响的规律，对吸热反应、放热反应都适用。 ②反应若是可逆反应，升高温度，正反应速率、逆反应速率都加快；降低温度，正反应速率、逆反应速率都减小。 5、 温度影响化学反应速率的原因 在浓度一定时，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（如图），从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，因而使反应速率增大。此外，由于温度升高，会使分子的运动加快，这样单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应加快。 ( 一次成功的碰撞所需要的能量 具有一定能量的分子百分数 较低温度 较高温度 ) Ⅳ、催化剂对化学反应速率的影响 1、催化剂对化学反应速率的影响规律 催化剂能够改变化学反应速率。能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。在实际应用中，如不特别说明，凡是说催化剂都是指正催化剂。 2、 催化剂影响化学反应速率的原因 使用催化剂→降低反应所需的能量（如图）→更多的反应物分子成为活化分子→增加单位体积内的活化分子百分数→增大化学反应速率。 注意：①使用催化剂能同等程度地改变（加快或减慢）正逆化学反应速率。 ②约85%的化学反应需要使用催化剂。 其他因素对化学反应速率的影响：除了上述浓度、压强、温度、催化剂这四大影响因素外，光、超声波、激光、放射线辐照、电磁波、反应物颗粒的大小、扩散速率、溶剂的性质等因素也能影响反应速率。 拓展应用 拓展一：化学反应速率的比较方法 例如反应A+3B⇋2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为： ①v(A)=0.15mol/(L·s) ②v(B)=0.6mol/(L·s) ③v(C)=0.4mol/(L·s) ④v(D)=0.45mol/(L·s) 如何比较该反应进行的快慢呢？ 1、 归一法 将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，再比较速率数值的大小。若以物质A为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用A物质表示的速率，则有： v(A):v(B)=1:3，则②表示的v(A)=0.2mol/(L·s)； v(A):v(C)=1:2，则③表示的v(A)=0.2mol/(L·s)； v(A):v(D)=1:2，则④表示的v(A)=0.225mol/(L·s)。 故反应进行的快慢顺序为④>③=②>①。 2、 比例法 反应速率之比与物质的化学计量数之比，比较后作出判断。 由化学方程式得出：v(A):v(B)=1:3，而实际上：v(A):v(B)=0.15:0.6=1:4，故v(B)>v(A)，从而得②>①。 由化学方程式：v(B):v(C)=3:2，而实际上v(B):v(C)=0.6:0.4=3:2，故v(B)=v(C)，从而得③=②。 由化学方程式：v(C):v(D)=2:2=1:1，而实际上v(C):v(D)=0.4:0.45=1:1.125，故v(D)>v(C)，从而得④>③。 故该反应进行的快慢顺序为④>③=②>①。 拓展二：物质的量（或浓度）——时间图像的分析方法 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。 1、根据图像可进行如下计算 （1） 某物质的平均速率，如： （2） 某物质的转化率（转化量占起始量的百分比），如：Y的转化率 2、 根据图像可确定化学反应方程式 （1）先确定反应物与生成物 X、Y的物质的量随着时间的延续而减小，所以X、Y为反应物；而Z的物质的量随着时间的延续而增大，所以Z为生成物。 （2） 再确定化学方程式中的化学计量数之比 X、Y、Z三种物质的化学计量数比为(n1-n3):(n2-n3):n2。所以图中所示反应的化学方程式：(n1-n3)X+(n2-n3)Y⇋n2Z 拓展三：外界条件对反应速率的影响及本质 1、外界条件对反应速率的影响 改变外界条件 增加反应物浓度 增加压强 升高温度 使用催化剂 化学反应速率 加快 加快 加快 加快 单位体积内有效碰撞次数 增多 增多 增多 增多 单位体积内活化分子数 增多 增多 增多 增多 活化分子百分数 不变 不变 增多 增多 单位体积内分子总数 增多 增多 不变 不变 2、外界条件对反应速率产生影响的本质 ( 升高温度 ) ( 增大反应物浓度 ) ( 增大单位时间内、单位体积内有效碰撞次数 ) ( 增大单位时间内、单位体积内有效碰撞次数 ) ( 增大单位体积内活化分子百分数 ) ( 增大单位体积内活化分子个数 ) ( 增大化学反应速率 ) ( 增大气体压强 ) ( 使用催化剂 ) ( 17 ) 选修1 第二章第一节 化学反应速率 学科网（北京）股份有限公司 拓展四：外界条件对可逆反应中正逆反应速率的影响 ( V 逆 V 正 )对于可逆反应来说，由反应物生成生成物方向的反应速率叫正反应速率；由生成物生成反应物的反应速率叫逆反应速率。用单位时间内反应物浓度减小或生成物浓度的增大来表示的是正反应速率；用单位时间内反应物浓度的增大或生成物浓度的减小来表示的是逆反应速率。如：N2+3H2 2NH3 各种外界条件对上述反应的V正、V逆的响分别是： 1、增大反应物（N2或H2）浓度，V正增大，V逆随之增大；增大生成物（NH3）浓度，V逆增大，V正随之增大；减小反应物（N2或H2）浓度，V正减小，V逆随之减小；减小生成物（NH3）浓度，V逆减小，V正随之减小。 2、升高温度，V正和V逆均增大，放热反应方向的速率不如吸热反应方向的速率增大的倍数大；同理，降低温度，放热方向的减小的倍数小，吸热方向的减小的倍数大。 3、增大压强，V正和V逆均增大，但气体分子数由多到少的方向增大得多，气体分子数由少到多的方向增大得少；减小压强，V正和V逆均减小，且气体分子数由少到多的方向减小得少，气体分子数由多到少的方向减小得多。 对于反应前后气体分子数相同的气体反应，加压时，V正和V逆同等倍数地增大，减压时，V正和V逆同等倍数地减小。 （4）催化剂对可逆反应速率的影响是同等倍数地增大或减小V正和V逆。 拓展五：化学反应速率中的图像分析 1、图像基本类型 （1） 例如：化学反应CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O ( 1 ) 选修1 第二章第一节 化学反应速率 学科网（北京）股份有限公司 所改变的条件 其他条件一定，反应速率随c(HCl)的增大而增大 其他条件一定，反应速率随温度的升高而增大 随着反应时间的延长，c(HCl)逐渐减小，反应速率逐渐减小 图像 ( v O c(HCl) ) ( T 1 O v T T 2 ) ( O t v ) （2）例如：化学反应：2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) 所改变的条件 其他条件一定，增大气态反应物的压强（缩小气体容器的容积），反应速率随压强增大而增大 其他条件一定，增大反应体系的体积，反应速率随体积的增大而减小 温度、体积一定，随着时间的增加，SO2、H2S的物质的量减小，气体压强减小，反应速率减小 分别在低温（T1）和高温（T2）下反应，反应速率随压强的增大而增大，随着温度的升高而增大 图像 ( O V v ) ( O p v ) ( O t v ) ( O p v T 1 T 2 ) 2、 ( 18 ) 选修1 第二章第一节 化学反应速率 学科网（北京）股份有限公司 3、 运用物理思维解决化学问题 在物理学中有s=vt，s表示位移，t表示时间，v表示速率。公式可变形为Δc=vt，即时间t内的浓度变化相当于图中阴影部分所占的面积。 ( 1 )选修4 第四章第四节 金属的电化学腐蚀与防护 学科网（北京）股份有限公司 $