2.1 化学反应速率（题型专练）化学人教版选择性必修1

第一节 化学反应速率（题型突破·举一反三） 题型01 化学反应速率的概念与表示 题型02 化学反应速率的计算与大小比较 题型03 化学反应速率的测定 题型04 影响化学反应速率的因素 题型05 化学反应速率的调控作用 题型06 活化能与碰撞理论 题型07 基元反应与反应历程 题型08 速率常数与速率方程 题型09 实验探究影响化学反应速率的因素 ▌题型01 化学反应速率的概念与表示 对化学反应速率概念的理解 （1）不论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。 （3）在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 （4）表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算，即单位时间时，速率之比等于化学方程式中相应物质的计量数之比。 （5）一般来说在反应过程中都不是等速进行的，由公式v＝计算得到的是某一段时间间隔内的平均速率。 （6）平均速率与瞬时速率。若时间间隔Δt非常小，则平均速率v＝接近某一时刻的瞬时速率。瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。 【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0.5 mol·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0.5 mol·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】（25-26高二上·江苏苏州·月考）已知化学反应。下列反应速率关系中，正确的是 A． B． C． D． 【变式1-2】反应经一段时间后，的浓度增加了，在这段时间内用表示的反应速率为，则这段时间可能为 A． B． C． D． ▌题型02 化学反应速率的计算与大小比较 对于同一化学反应，用不同物质表示的反应速率数值可能不同，但比较反应速率的大小不能只看数值的大小，还要进行一定的转化。具体比较方法如下： 1．“一看”：看化学反应速率的单位是否统一。 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”：比较同一物质的化学反应速率或不同物质的化学反应速率除以相应化学计量数之后的数值。数值越大，反应速率越快。 如反应：aA(g)+bB(g)=cC(g)，比较与，若>，则用A表示的反应速率比用B表示的大。 【典例2】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为：①v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1、②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1、③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1、④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1，该反应进行的快慢顺序为(　　) A.①>③>②>④ B.①>②＝③>④ C.②>①＝④>③ D.①>④>②＝③ 【变式2-1】将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol·L－1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好完全溶解。下列有关这个反应的反应速率的表示正确的是(　　) A.0～2 min内，铁的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 B.0～2 min内，H2SO4的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 C.2 min末，FeSO4的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 D.0～2 min内，H2的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 【变式2-2】在不同条件下，分别测得反应2SO2＋O22SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是(　　) A．v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1 B．v(O2)＝3 mol·L－1·min－1 C．v(SO2)＝0.1 mol·L－1·s－1 D．v(O2)＝0.1 mol·L－1·s－1 【变式2-3】某温度下，在恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(s)，反应进程如下图所示。下列说法正确的是( ) A．0~2 s内，D的平均反应速率为0.15mol·L-1·s-1 B．反应进行过程中，v(B)：v(C)=2:1 C．12 s 时，A的转化率为75% D．图中两曲线相交时，A和B的平均反应速率相等 ▌题型03 化学反应速率的测定 【典例3】（25-26高二上·四川内江·期末）利用如图装置（注射器活塞位于底部）测定锌粒与硫酸的平均反应速率。下列说法错误的是 A．除用到图中仪器外，还需要使用秒表 B．轻轻向外拉动注射器的活塞，松手后活塞位置固定证明装置的气密性良好 C．在锥形瓶中加入适量固体，则增大 D．为使硫酸顺利滴下及减小误差，可在锥形瓶和分液漏斗上口间连接一橡胶管 【变式3-1】（25-26高二上·北京·阶段检测）测量Zn与反应的速率。下列相关量的变化不能用来测定该反应速率的是 A．测量随时间的变化 B．测量c(H+)随时间的变化 C．测量的体积随时间的变化 D．测量装置内P(压强)随时间的变化 ▌题型04 影响化学反应速率的因素 一、内因：物质自身的性质 二、外因： 1、反应物的浓度： 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。 2、反应的温度： 升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。 3、催化剂：一般情况下，催化剂能加快化学反应速率。 4、压强（有气体参加的反应）： （1）一般情况下，有气体参加的反应，缩小体积，增大压强，反应物浓度增大，化学反应速率加快； 增大体积，减小压强，反应物浓度减小，化学反应速率减慢； （2）恒容密闭容器中，通入反应物气体，反应物浓度增大，化学反应速率加快； （3）恒容密闭容器中，通入惰性气体或无关气体，反应物浓度不变，化学反应速率不变； （4）恒压密闭容器，通入惰性气体或无关气体，体积增大，反应物浓度减小，化学反应速率减慢。 【典例4】（25-26高二上·陕西汉中·阶段检测）二甲醚是一种新型能源，被誉为“21世纪的清洁燃料”。用和合成二甲醚的反应为，对于该反应，下列说法错误的是 A．升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大 B．恒温恒容下，增大的量，可以加快反应速率 C．及时分离出二甲醚，可以加快正反应速率 D．升高温度可增加反应物分子中活化分子的百分数 【变式4-1】（25-26高二上·山东·期中）下列措施能减缓化学反应速率的是 A．FeCl3溶液与KSCN反应时加入K2SO4固体 B．锌粉和稀硫酸反应时加入NaCl溶液 C．中和热测定时用环形玻璃棒搅拌 D．工业合成氨恒温恒容条件下通入Ar增大压强 【变式4-2】某工业流程中，进入反应塔的混合气体中的NO和的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应，在其他条件相同时，测得实验数据如下表。根据表中数据，下列说法正确的是 压强/( ) 温度/℃ NO达到所列转化率需要的时间/s 50％ 90％ 98％ 1.0 30 12 250 2830 90 25 510 5760 8.0 30 0.2 3.9 36 90 0.6 7.9 74 A．升高温度，反应速率变慢 B．增大压强，反应速率变慢 C．在 、90℃条件下，当转化率为98%时，反应已达到平衡 D．若进入反应塔的混合气体为a mol，反应速率以表示，则在 、30℃条件下，转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为 【变式4-3】（25-26高二上·浙江温州·期中）有研究表明，和在铁系催化剂作用下生成乙烯的反应分两步进行： ①   ②   反应过程中能量变化如图所示： 下列说法不正确的是 A．， B．加入合适的催化剂可以改变和的大小 C．和生成乙烯的总反应速率由反应①决定 D．增大体系的压强，可提高反应速率，但不影响的大小 ▌题型05 化学反应速率的调控作用 【典例5】（25-26高一下·河南开封·期中）下列生产、生活中的具体做法，目的不是为了改变化学反应速率的是 A．生活中，将吃剩的食物放在冰箱里冷藏储存 B．工业生产中，在高炉炼铁工艺中增加炉高 C．洗衣时，常用温水和加酶洗衣粉提高洗衣效果 D．实验室，将锌粒先在硫酸铜溶液中浸泡后再制氢气 【变式5-1】（25-26高一下·北京·期中）下列做法与调控化学反应速率无关的是 A．食盐中添加碘酸钾预防缺碘 B．酸浸时先将矿石粉碎 C．用冰箱冷藏以保鲜食物 D．食品抽真空包装 ▌题型06 活化能与碰撞理论 1．反应物、生成物的能量与活化能的关系。如图所示，反应的活化能是E1，反应热是E1-E2。 2．活化能与化学反应速率的关系：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越大。 3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 4．利用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 变化结果 条件变化 活化能 单位体积分子总数 活化分子百分数 单位体积活化分子数 有效碰撞次数 反应速率 增大反应 物的浓度 不变 增多 不变 增多 增多 加快 增大气态反 应物的压强 不变 增多 不变 增多 增多 加快 升高反应 物的温度 不变 不变 增多 增多 增多 加快 使用 催化剂 降低 不变 增多 增多 增多 加快 相互关系 单位体积活化分子数＝单位体积分子总数×活化分子百分数 【典例6】（2026·北京·一模）以NO和为原料生产是工业制硝酸的重要反应，反应分两步进行： 聚合：NO聚合生成 氧化：和生成 反应过程的能量变化如图所示，下列分析不正确的是 A．聚合、氧化均为放热反应 B．聚合的反应速率比氧化的反应速率快 C．是活化能，表示反应物分子断开全部化学键所需的能量 D．    【变式6-1】（25-26高二上·陕西汉中·阶段检测）一定温度下，对于反应，加入催化剂后下列选项不改变的是 A．反应速率 B．焓变 C．活化能 D．反应历程 【变式6-2】（25-26高二上·浙江·期末）泰坦星是土星最大的卫星，大气中含有大量和，其反应过程能量变化如图，（TS：过渡态；1、2：中间产物）下列说法正确的是 A．R到P3的反应中，反应物的键能总和大于生成物的键能总和 B．中间产物1比2稳定 C．中间产物1到P1是生成P3的决速步骤 D．由中间产物1转化为P1有极性键的断裂和非极性键的生成 【变式6-3】25-26高二下·安徽六安·开学考试）研究发现，合成氨反应过程中有无催化剂条件下的能量变化及有催化剂时的部分微观历程如图1、图2所示(*表示物质吸附在催化剂表面)。下列说法错误的是 A．图1中，Ⅱ表示无催化剂，其活化能：正反应高于逆反应 B．合成氨反应为放热反应，其 C．图2中，①→②过程可表示为 D．图2中，②→③过程是放热过程 【变式6-4】（25-26高二上·四川·期中）碘钟反应是一种化学振荡反应，某化学兴趣小组以过硫酸根()—碘离子(I-)—硫代硫酸根()体系的碘钟反应，探究外界条件对化学反应速率的影响。 已知：该“碘钟实验”反应分两步进行，反应机理如下： 第一步：(慢反应)； 第二步：(快反应)。 设计的实验方案如下表所示(试剂：0.10mol·L-1 K2S2O8溶液、0.50mol·L-1 KI溶液、0.10mol·L-1 Na2S2O3溶液、0.2%淀粉溶液)。 实验 编号 实验温度 /℃ 试剂体积V/mL K2S2O8溶液 KI溶液 水 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 25 10 4 0 4 2 ② 25 8 4 Vx 4 2 ③ 35 10 4 0 4 2 回答下列问题： （1）该“碘钟实验”的总反应离子方程式为___________。 （2）该实验的“时钟效应”体现在向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的___________耗尽后，溶液颜色将由___________色变为___________色。 （3）实验中Vx=___________。实验①②是探究___________对化学反应速率的影响，实验①③是探究___________对化学反应速率的影响。 （4）整个反应的反应速率由___________反应决定，第一步反应活化能Ea1___________第二步反应活化能Ea2(填“>”“<”或“=”)。 （5）实验①②③中，变色时间最短的为实验___________，用碰撞理论解释原因：___________。 ▌题型07 基元反应与反应历程 1．基元反应发生经历的过程 2．反应历程：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 （1）同一反应，在不同条件下，反应历程也可能不同。杨sir化学，侵权必究 （2）反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 （3）对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。 3．反应历程的解题步骤 【典例7】（25-26高二上·安徽·阶段检测）捷里多维奇(Zeldovich)发现的和反应生成的能量变化过程如下图所示： 已知TS表示过渡态，下列说法错误的是 A．该历程中有三个基元反应 B．经过TS2的反应式为 C．该反应决速步骤为经过TS3的步骤 D．反应的 【变式7-1】（25-26高二上·北京海淀·期末）甲酸有两种可能的分解反应，一定温度下，使用某催化剂时的反应历程如下图所示。现分别于低温和高温条件下反应相同时间(且均未平衡)，下列说法不正确的是 A．反应①为吸热反应，反应②为放热反应 B．反应②比反应①速率慢 C．低温时，反应①的选择性比反应②低 D．高温时反应②选择性增大，是由于升温使反应②速率增大的程度大于反应① 【变式7-2】（25-26高二下·湖南长沙·期中）碳酸二甲酯()是一种性能优良的有机合成中间体，科学家提出了一种利用二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯的方案，其反应机理如图所示，吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法不正确的是 A．1 mol碳酸二甲酯能与2 mol 反应 B．反应过程中有极性键的断裂和形成 C．该过程中，决速步骤为 D．该合成反应总反应的活化能： 【变式7-3】（25-26高二上·江西九江·期末）我国科学家以铜为催化剂，实现了用（简称）转化制备。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示（*表示物质吸附在铜催化剂表面）。下列说法不正确的是 A．该反应反应物的总键能小于生成物的总键能 B．该历程包含6个基元反应，且均为放热反应 C．为决速步骤 D．该反应历程中有极性键的断裂和形成 ▌题型08 速率常数与速率方程 【典例9】（25-26高二上·福建泉州·期末）碘钟反应是一种化学振荡反应。反应分两步，反应；反应B：。已知反应A的速率方程为，式中为常数。 某小组同学进行如下探究实验(溶液浓度均为)。 实验序号 试剂体积 显色时间 溶液 KI溶液 溶液 淀粉溶液 水 ① 10 10 4 1 0 27.0 ② 10 10 2 1 2 27.0 ③ 10 5 4 1 5 54.0 ④ 5 10 4 1 V 54.0 根据表中的测定结果，下列结论错误的是 A． B． C． D．反应B为快反应 【变式8-1】（25-26高二上·湖北·阶段检测）草酸钾与氯化汞()的反应方程式为：，其反应速率。在373 K，其它条件相同时，不同起始浓度的反应物溶液中完全沉淀的数据如下表所示。下列有关说法错误的是 实验 起始浓度(mol/L) 完全沉淀的时间(min) I 0.08 0.4 40 II 0.08 0.2 80 III 0.04 0.4 160 A．   B．实验I中， C．适当升温，可以提高活化分子百分数使速率常数k增大 D．对比实验可知，其它条件相同时，增大反应物的浓度，可以加快反应的速率 【变式8-2】（24-25高二上·福建龙岩·期末）某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了以下实验： 实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色时所需时间/min 溶液 溶液 稀硫酸 ① 2.0 2.0 1.0 1.0 4.1 ② 3.0 1.0 1.0 1.0 3.7 以下说法正确的是 A．实验①中 B．依据上述数据无法求得该反应的速率方程 C．保持草酸溶液体积不变，改变溶液浓度也能达到探究目的 D．其他条件不变，用溶液实验，也可以实现探究目的 【变式8-3】（25-26高二上·内蒙古·期中）化学与生活密切相关。根据所学知识回答下列问题： （1）人们常将食物放进冰箱，目的是___________，原理是___________。 （2）以硫铁矿为原料生产硫酸时，将硫铁矿石进行粉碎的原因是___________。 （3）某学习小组同学为探究过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应(H2O2+2HI=I2+2H2O)的反应速率的影响因素，室温下进行如下实验，实验数据如表所示。 已知：该反应的速率方程可表示为，速率方程中各物质浓度的指数称为各物质的分级数，所有指数的总和称为反应总级数，k为速率常数，测得实验Ⅲ的速率为0.12 mol⋅L-1⋅s-1。 实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ c(H2O2)/(mol⋅L-1) 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3 c(HI)/(mol⋅L-1) 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1 v/(mol⋅L-1⋅s-1) x 2x 3x 2x 3x ①实验Ⅰ和实验Ⅱ探究的是___________对反应速率的影响。 ②根据表中数据计算，a=___________，b=___________，k=___________L·mol-1·s-1。 ③实验Ⅳ中v=___________mol⋅L-1⋅s-1。 ▌题型09 实验探究影响化学反应速率的因素 控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略 1．确定变量：理清影响实验探究结果的所有因素。 2．定多变一：在探究时，先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 3．数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 【典例10】（25-26高二上·河南南阳·期中）常温下，某实验小组进行如图所示实验(已知：为二元弱酸)探究影响化学反应速率的因素(溶液混合后的体积等于两者体积之和)，测得试管a、b、c中溶液褪色分别耗时690s、677s、600s。回答下列问题： （1）KMnO4可以将氧化为CO2，本身被还原成，写出试管a中反应的离子方程式：___________。试管a、b、c中产生气体的量___________(填“相同”或“不同”)。 （2）由试管a、b中溶液褪色时间可以得出结论：___________。 （3）实验过程中观察到试管c刚开始时反应缓慢，一段时间后突然加快，产生该现象的原因可能是___________(反应过程中无明显热量变化)。试管c中反应的平均速率___________。 （4）有同学提出通过试管c、d褪色时间可以验证H＋对于反应速率的影响，你认为该同学的看法___________(填“合理”或“不合理”)，理由是___________。 （5）实验中高锰酸钾溶液褪色较慢，可以加热至60~70℃以加快反应速率，较适宜的加热方式是___________。 【变式9-1】（25-26高一下·辽宁朝阳·期中）在化学反应的研究和实际应用中，我们要关注化学反应进行的快慢，以提高生产效率。为此某化学研究小组的同学设计如下实验，探究浓度对反应速率的影响： 实验混合溶液 A B C D E F 5 0 0.5 1 2.5 5 1 0 反应完全所用时间/秒 （1）溶液和稀硫酸的反应离子方程式为：___________。若此反应反应物的总能量高于生成物的总能量，则生成物成键释放的能量___________反应物断键吸收的能量(填“大于”或“小于”)。 （2）=___________mL，=___________mL，=___________mL。 （3）利用出现淡黄色浑浊的快慢来比较反应速率的快慢，最先变浑浊的是实验___________(填字母)，此实验用硫代硫酸钠表示的化学反应速率为：=___________。 （4）请你分析不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较反应速率快慢的原因：___________。 （5）实验时，将蒸馏水更换为溶液，测得速率___________。(填偏大、偏小或无影响) 【变式9-2】（25-26高二上·河南濮阳·期中）某实验小组设计实验探究双氧水的部分性质。 实验(一)：探究外界因素对KI、稀硫酸与反应速率的影响(均滴3滴淀粉溶液)。 实验 30%双氧水/mL 0.1mol/LKI溶液/mL 加入X 0.1mol/L硫酸溶液/mL 水浴温度/℃ 测定变蓝色时间/s Ⅰ 10 20 0 10 25 Ⅱ 10 15 水 10 25 Ⅲ 10 20 0 10 45 （1）在酸性条件下双氧水和KI溶液反应的离子方程式为___________。 （2）___________。实验测得：，由此得出的结论是___________。 （3）小组预测，实验表明：，请你分析“反常现象”产生的可能原因是___________。 实验(二)：定量探究外界因素对分解反应速率的影响。 实验 30%双氧水/mL 0.1mol/LFeSO4溶液/mL 0.1mol/L稀硫酸/mL 蒸馏水/mL 测定“物理量” A 20 0 10 5.0 B1 B 20 5.0 10 0 B2 （4）测定“物理量”可能是___________。 （5）经进一步检验可得出结论：作双氧水分解反应的催化剂，其反应机理如下： ① ②___________(补充) ③ ④ 【变式9-3】（25-26高一下·安徽池州·期中）已知：是放热反应。某化学兴趣小组欲用上述反应测定化学反应速率并探究影响反应速率的因素。请回答下列问题： （1）草酸(H2C2O4)中碳元素的化合价为___________。 （2）向锥形瓶中加入100 mL一定浓度的草酸溶液(如图1所示)，通过分液漏斗滴加一定浓度的酸性KMnO4溶液并测定生成CO2的体积，以此测定该反应的化学反应速率。常温下，测得生成CO2的体积随时间的变化如图2所示(常温下，)。 ①0~2 min内，生成CO2的平均反应速率为___________mol/min。 ②该反应过程中，化学反应速率先增快后减慢的可能原因为___________。 （3）探究外界条件改变对该反应速率的影响。得到如下实验数据： 实验编号 温度/℃ 催化剂质量/g 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O KMnO4溶液褪色所用时间/s 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL Ⅰ 25 0.2 2 0.05 6 0.1 2 130 Ⅱ 25 0.2 2 0.05 5 0.1 a b Ⅲ 40 0.2 2 0.05 6 0.1 2 3 Ⅳ 25 0 2 0.05 6 0.1 2 500 ①实验编号Ⅰ、Ⅱ研究___________外界条件对反应速率的影响，b___________130(填“>”、“<”或“=”)；实验编号___________研究温度对反应速率的影响，得到的结论为___________。 ②实验编号Ⅳ从反应开始至高锰酸钾溶液褪色，草酸的反应速率为___________mol/(L·s)。 / 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 $ 第一节 化学反应速率（题型突破·举一反三） ▌题型01 化学反应速率的概念与表示 【典例1】C 【变式1-1】D 【变式1-2】A ▌题型02 化学反应速率的计算与大小比较 【典例2】D 【变式2-1】B 【变式2-2】D 【变式2-3】C ▌题型03 化学反应速率的测定 【典例3】B 【变式3-1】A ▌题型04 影响化学反应速率的因素 【典例4】C 【变式4-1】B 【变式4-2】AD 【变式4-3】B ▌题型05 化学反应速率的调控作用 【典例5】B 【变式5-1】A ▌题型06 活化能与碰撞理论 【典例6】C 【变式6-1】B 【变式6-2】D 【变式6-3】A 【变式6-4】（1） （2）Na2S2O3或 无 蓝 （3）2 浓度 温度 （4）慢 > （5）③ 温度升高，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增加，实验③反应速率最快 ▌题型07 基元反应与反应历程 【典例7】C 【变式7-1】C 【变式7-2】C 【变式7-3】B ▌题型08 速率常数与速率方程 【典例9】C 【变式8-1】B 【变式8-2】B 【变式8-3】（1）延长食物保质期 温度降低，食物的腐败速率降低 （2）增大反应物接触面积，加快反应速率 （3）反应物浓度或HI的浓度 1 1 4 0.08 ▌题型09 实验探究影响化学反应速率的因素 【典例10】（1） 相同 （2）其他条件相同时，增大的浓度，反应速率加快 （3）Mn2+的催化作用 （4）不合理 试管c、d中除H+浓度不同外，还可能存在其他变量(如阴离子种类、H2C2O4的电离程度)，未控制单一变量 （5）水浴加热 【变式9-1】（1） 大于 （2）5 4 2.5 （3）F （4）易溶于水，导致测定结果不准确 （5）无影响 【变式9-2】（1） （2）5 其他条件相同，反应物浓度越大，化学反应速率越大(合理即可) （3）温度过高，加快了分解，导致氧化KI的减小，浓度影响大于温度影响(合理即可) （4）收集相同体积所用时间(或相同时间内收集的体积)(合理即可) （5） 【变式9-3】（1）+3 （2）0.24 反应放热，温度升高，反应速率逐渐增快，随反应进行，浓度下降，反应速率逐渐减慢(或生成的Mn2+对反应有催化作用，反应速率逐渐增快，随反应进行，浓度下降，反应速率逐渐减慢，答案合理即可) （3）草酸的浓度 > Ⅰ、Ⅲ 其他条件不变的情况下，升高温度，反应速率加快 5×10-5 / 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 $ 第一节 化学反应速率（题型突破·举一反三） 题型01 化学反应速率的概念与表示 题型02 化学反应速率的计算与大小比较 题型03 化学反应速率的测定 题型04 影响化学反应速率的因素 题型05 化学反应速率的调控作用 题型06 活化能与碰撞理论 题型07 基元反应与反应历程 题型08 速率常数与速率方程 题型09 实验探究影响化学反应速率的因素 ▌题型01 化学反应速率的概念与表示 对化学反应速率概念的理解 （1）不论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。 （3）在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 （4）表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算，即单位时间时，速率之比等于化学方程式中相应物质的计量数之比。 （5）一般来说在反应过程中都不是等速进行的，由公式v＝计算得到的是某一段时间间隔内的平均速率。 （6）平均速率与瞬时速率。若时间间隔Δt非常小，则平均速率v＝接近某一时刻的瞬时速率。瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。 【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0.5 mol·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0.5 mol·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】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；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；若某化学反应的反应速率为0.5 mol·(L·s)－1是指用某一物质表示的平均速率，与用其他物质表示的速率不一定相等，C错误；公式v＝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，D正确。 【变式1-1】（25-26高二上·江苏苏州·月考）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。 【变式1-2】反应经一段时间后，的浓度增加了，在这段时间内用表示的反应速率为，则这段时间可能为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据物质的量浓度变化量之比等于化学计量数之比，，，得到，则反应时间为；只有A选项时间间隔1s，故答案选A。 ▌题型02 化学反应速率的计算与大小比较 对于同一化学反应，用不同物质表示的反应速率数值可能不同，但比较反应速率的大小不能只看数值的大小，还要进行一定的转化。具体比较方法如下： 1．“一看”：看化学反应速率的单位是否统一。 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”：比较同一物质的化学反应速率或不同物质的化学反应速率除以相应化学计量数之后的数值。数值越大，反应速率越快。 如反应：aA(g)+bB(g)=cC(g)，比较与，若>，则用A表示的反应速率比用B表示的大。 【典例2】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为：①v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1、②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1、③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1、④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1，该反应进行的快慢顺序为(　　) A.①>③>②>④ B.①>②＝③>④ C.②>①＝④>③ D.①>④>②＝③ 【答案】D 【解析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，故各物质表示的反应速率与其化学计量数之比越大，反应速率越快。①＝0.45 mol·L－1·s－1；②＝0.2 mol·L－1·s－1；③＝0.2 mol·L－1·s－1；④＝0.225 mol·L－1·s－1；反应速率①＞④＞②＝③。 【变式2-1】将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol·L－1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好完全溶解。下列有关这个反应的反应速率的表示正确的是(　　) A.0～2 min内，铁的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 B.0～2 min内，H2SO4的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 C.2 min末，FeSO4的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 D.0～2 min内，H2的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 【答案】B 【解析】铁为固体，不能用单位时间内浓度变化量表示反应速率，A错误；5.6 g铁粉的物质的量为＝0.1 mol，由Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，可知参加反应的硫酸的物质的量为0.1 mol，故用硫酸表示的反应速率为＝0.5 mol/(L·min)，B正确；2 min末硫酸亚铁的反应速率表示瞬时速率，而0.5 mol/(L·min)表示2 min内硫酸亚铁的平均反应速率，C错误；氢气为气体，必须在一定体积的容器中方可用单位时间内浓度变化量表示反应速率，D错误。 【变式2-2】在不同条件下，分别测得反应2SO2＋O22SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是(　　) A．v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1 B．v(O2)＝3 mol·L－1·min－1 C．v(SO2)＝0.1 mol·L－1·s－1 D．v(O2)＝0.1 mol·L－1·s－1 【答案】D 【解析】以SO2为标准，并将单位统一，A、B、C、D选项换算成以SO2为标准的反应速率后分别为A．v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1；B．v(SO2)＝2v(O2)＝6 mol·L－1·min－1；C．v(SO2)＝0.1×60 mol·L－1·min－1＝6 mol·L－1·min－1；D．v(SO2)＝2v(O2)＝2×0.1×60 mol·L－1·min－1＝12 mol·L－1·min－1。 【变式2-3】某温度下，在恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(s)，反应进程如下图所示。下列说法正确的是( ) A．0~2 s内，D的平均反应速率为0.15mol·L-1·s-1 B．反应进行过程中，v(B)：v(C)=2:1 C．12 s 时，A的转化率为75% D．图中两曲线相交时，A和B的平均反应速率相等 【答案】C 【解析】A项，D是固体，反应过程中D浓度不变，不能用D的浓度变化表示反应速率，A错误；B项，化学反应速率比等于化学计量系数之比，v(B)：v(C)=1:2，B错误；C项，12s时，A的转化率为，C正确；D项，图中两曲线相交时，A、B的浓度相同，A和B浓度的改变量不同，A和B的平均反应速率不相等，D错误；故选C。 ▌题型03 化学反应速率的测定 【典例3】（25-26高二上·四川内江·期末）利用如图装置（注射器活塞位于底部）测定锌粒与硫酸的平均反应速率。下列说法错误的是 A．除用到图中仪器外，还需要使用秒表 B．轻轻向外拉动注射器的活塞，松手后活塞位置固定证明装置的气密性良好 C．在锥形瓶中加入适量固体，则增大 D．为使硫酸顺利滴下及减小误差，可在锥形瓶和分液漏斗上口间连接一橡胶管 【答案】B 【解析】A．测定平均反应速率，需要用注射器读取生成气体的体积，用秒表记录时间，A正确； B．轻轻向外拉动注射器活塞，装置内压强减小。若气密性良好，外界空气无法进入，松手后活塞会被大气压推回原位置，不会固定在拉动后的位置，B错误； C．固体完全电离出，会增大溶液中浓度，从而加快反应速率，使增大，C正确； D．在锥形瓶和分液漏斗上口间连接橡胶管，可使漏斗与瓶内气压一致，既方便硫酸顺利滴下，也能减小因液体流下导致的体积误差，D正确； 故答案选B。 【变式3-1】（25-26高二上·北京·阶段检测）测量Zn与反应的速率。下列相关量的变化不能用来测定该反应速率的是 A．测量随时间的变化 B．测量c(H+)随时间的变化 C．测量的体积随时间的变化 D．测量装置内P(压强)随时间的变化 【答案】A 【分析】反应中，完全电离为和。反应消耗生成和Zn2+，而总浓度因和的等量替换而保持不变，即该反应的本质为：，故无法通过浓度变化测速率。浓度减少、体积增加及密闭系统中的压强变化均可用于测定反应速率。 【解析】A．由分析可知，总浓度因和的等量替换而保持不变，A错误； B．由分析可知，浓度减少，测量c(H+)随时间的变化能用来测定该反应速率，B正确； C．由分析可知，体积增加，测量的体积随时间的变化能用来测定该反应速率，C正确； D．因体积增加，则压强也会增大，测量装置内P(压强)随时间的变化能用来测定该反应速率，D正确； 故答案选A。 ▌题型04 影响化学反应速率的因素 一、内因：物质自身的性质 二、外因： 1、反应物的浓度： 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。 2、反应的温度： 升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。 3、催化剂：一般情况下，催化剂能加快化学反应速率。 4、压强（有气体参加的反应）： （1）一般情况下，有气体参加的反应，缩小体积，增大压强，反应物浓度增大，化学反应速率加快； 增大体积，减小压强，反应物浓度减小，化学反应速率减慢； （2）恒容密闭容器中，通入反应物气体，反应物浓度增大，化学反应速率加快； （3）恒容密闭容器中，通入惰性气体或无关气体，反应物浓度不变，化学反应速率不变； （4）恒压密闭容器，通入惰性气体或无关气体，体积增大，反应物浓度减小，化学反应速率减慢。 【典例4】（25-26高二上·陕西汉中·阶段检测）二甲醚是一种新型能源，被誉为“21世纪的清洁燃料”。用和合成二甲醚的反应为，对于该反应，下列说法错误的是 A．升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大 B．恒温恒容下，增大的量，可以加快反应速率 C．及时分离出二甲醚，可以加快正反应速率 D．升高温度可增加反应物分子中活化分子的百分数 【答案】C 【解析】A．温度升高，反应物和生成物的活化分子数目和百分数都增加，正、逆反应的有效碰撞次数均增大，反应速率均增大，A正确； B．恒温恒容下，增大反应物一氧化碳的量，反应物的浓度增大，反应速率加快，B正确； C．及时分离出二甲醚，生成物的浓度减小，正、逆反应速率均减小，C错误； D．温度升高，反应物和生成物的活化分子数目和百分数都增加，D正确； 故选C。 【变式4-1】（25-26高二上·山东·期中）下列措施能减缓化学反应速率的是 A．FeCl3溶液与KSCN反应时加入K2SO4固体 B．锌粉和稀硫酸反应时加入NaCl溶液 C．中和热测定时用环形玻璃棒搅拌 D．工业合成氨恒温恒容条件下通入Ar增大压强 【答案】B 【解析】A．与的反应，离子反应为：，加入固体溶解后虽增加离子总浓度，但实际参与反应的和的浓度未改变，反应速率不变，A错误； B．锌与稀硫酸反应时加入溶液，稀释了浓度，导致反应速率降低，B正确； C．中和热测定时搅拌是为了加快反应速率，使热量快速释放，C错误； D．恒温恒容下通入，总压增大但反应物分压未变（浓度未变），反应速率不变，D错误； 故答案选B。 【变式4-2】某工业流程中，进入反应塔的混合气体中的NO和的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应，在其他条件相同时，测得实验数据如下表。根据表中数据，下列说法正确的是 压强/( ) 温度/℃ NO达到所列转化率需要的时间/s 50％ 90％ 98％ 1.0 30 12 250 2830 90 25 510 5760 8.0 30 0.2 3.9 36 90 0.6 7.9 74 A．升高温度，反应速率变慢 B．增大压强，反应速率变慢 C．在 、90℃条件下，当转化率为98%时，反应已达到平衡 D．若进入反应塔的混合气体为a mol，反应速率以表示，则在 、30℃条件下，转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为 【答案】AD 【解析】A．在相同压强时，温度高时达到相同转化率需要的时间多，升高温度，反应速率越慢，A正确； B．相同温度，压强高时达到相同转化率需要的时间少，增大压强，说明反应速率加快，B错误； C．在此条件下，当转化率为98%时需要的时间较长，但无法判断是否达到平衡，C错误； D．若进入反应塔的混合气体为a mol，且进入反应塔的混合气体中的NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，则初始NO物质的量为0.10a mol，转化率从50%增至90%时，NO物质的量的变化量为：，时间差为3.7 s，则反应速率：，D正确； 故选AD。 【变式4-3】（25-26高二上·浙江温州·期中）有研究表明，和在铁系催化剂作用下生成乙烯的反应分两步进行： ①   ②   反应过程中能量变化如图所示： 下列说法不正确的是 A．， B．加入合适的催化剂可以改变和的大小 C．和生成乙烯的总反应速率由反应①决定 D．增大体系的压强，可提高反应速率，但不影响的大小 【答案】B 【解析】A．由图可知，图示第一步反应对应反应①，第二步对应反应②，反应①的生成物总能量大于反应物总能量，所以，反应②的生成物总能量小于反应物总能量，所以，A正确； B．反应的焓变只与始态终态有关，与催化剂无关，B错误； C．反应①活化能更高，所以反应①为决速步，C正确； D．增大压强，速率加快，反应的焓变只与始态终态有关，不影响焓变大小，D正确； 故选B。 ▌题型05 化学反应速率的调控作用 【典例5】（25-26高一下·河南开封·期中）下列生产、生活中的具体做法，目的不是为了改变化学反应速率的是 A．生活中，将吃剩的食物放在冰箱里冷藏储存 B．工业生产中，在高炉炼铁工艺中增加炉高 C．洗衣时，常用温水和加酶洗衣粉提高洗衣效果 D．实验室，将锌粒先在硫酸铜溶液中浸泡后再制氢气 【答案】B 【解析】A．冰箱内温度较低，降低温度可减慢食物腐败变质的化学反应速率，目的是改变化学反应速率，A不符合题意； B．高炉炼铁的核心反应为可逆反应，增加炉高没有改变温度、反应物浓度等影响反应速率的条件，目的是提升原料利用率而非改变化学反应速率，B符合题意； C．升高温度、使用酶催化剂均可加快污渍分解的化学反应速率，目的是改变化学反应速率，C不符合题意； D．锌置换出硫酸铜中的铜后形成铜锌原电池，可加快锌与酸反应生成氢气的速率，目的是改变化学反应速率，D不符合题意； 故选B。 【变式5-1】（25-26高一下·北京·期中）下列做法与调控化学反应速率无关的是 A．食盐中添加碘酸钾预防缺碘 B．酸浸时先将矿石粉碎 C．用冰箱冷藏以保鲜食物 D．食品抽真空包装 【答案】A 【解析】A．食盐中添加碘酸钾是为了给人体补充碘元素，预防碘缺乏病，与化学反应速率的调控无关，A符合题意； B．酸浸时先将矿石粉碎，可增大矿石与酸的接触面积，加快酸浸的反应速率，与调控化学反应速率有关，B不符合题意； C．用冰箱冷藏食物，可降低环境温度，减慢食物变质的反应速率，延长保鲜时间，与调控化学反应速率有关，C不符合题意； D．食品抽真空包装可减少食品与氧气的接触，减慢食品氧化变质的反应速率，与调控化学反应速率有关，D不符合题意； 故选A。 ▌题型06 活化能与碰撞理论 1．反应物、生成物的能量与活化能的关系。如图所示，反应的活化能是E1，反应热是E1-E2。 2．活化能与化学反应速率的关系：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越大。 3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 4．利用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 变化结果 条件变化 活化能 单位体积分子总数 活化分子百分数 单位体积活化分子数 有效碰撞次数 反应速率 增大反应 物的浓度 不变 增多 不变 增多 增多 加快 增大气态反 应物的压强 不变 增多 不变 增多 增多 加快 升高反应 物的温度 不变 不变 增多 增多 增多 加快 使用 催化剂 降低 不变 增多 增多 增多 加快 相互关系 单位体积活化分子数＝单位体积分子总数×活化分子百分数 【典例6】（2026·北京·一模）以NO和为原料生产是工业制硝酸的重要反应，反应分两步进行： 聚合：NO聚合生成 氧化：和生成 反应过程的能量变化如图所示，下列分析不正确的是 A．聚合、氧化均为放热反应 B．聚合的反应速率比氧化的反应速率快 C．是活化能，表示反应物分子断开全部化学键所需的能量 D．    【答案】C 【解析】A．由能量变化图可知：聚合反应生成物总能量低于反应物总能量，氧化反应生成物总能量也低于反应物总能量，因此两步均为放热反应，A正确； B．反应速率由活化能决定，活化能越小反应速率越快，聚合反应活化能为，氧化反应活化能为，根据图像可知大于，故聚合的反应速率比氧化的反应速率快，B正确； C．为聚合反应活化能，其表示的是反应物分子从常态转变为活化分子所需要的最低能量，是活化能，但活化能不表示反应物分子断开全部化学键所需的能量，C错误； D．根据盖斯定律，总反应焓变等于两步反应焓变之和：第一步聚合反应，第二步氧化反应，因此总反应，D正确； 故选C。 【变式6-1】（25-26高二上·陕西汉中·阶段检测）一定温度下，对于反应，加入催化剂后下列选项不改变的是 A．反应速率 B．焓变 C．活化能 D．反应历程 【答案】B 【解析】A．加入催化剂会降低反应的活化能，使正、逆反应的速率都加快，因此反应速率会改变，A改变； B．催化剂只改变反应历程，不改变反应的初态与终态能量，因此反应的焓变不受影响，不改变，B不改变； C．催化剂通过提供新的反应路径，降低了活化能，所以活化能会改变，C改变； D．加入催化剂后反应历程改变，D改变； 故选B。 【变式6-2】（25-26高二上·浙江·期末）泰坦星是土星最大的卫星，大气中含有大量和，其反应过程能量变化如图，（TS：过渡态；1、2：中间产物）下列说法正确的是 A．R到P3的反应中，反应物的键能总和大于生成物的键能总和 B．中间产物1比2稳定 C．中间产物1到P1是生成P3的决速步骤 D．由中间产物1转化为P1有极性键的断裂和非极性键的生成 【答案】D 【解析】A．R到P3的反应中，反应物R能量为0，P3能量为-31.4，ΔH=生成物能量-反应物能量=-31.4 kJ/mol（放热反应）；ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和<0，故反应物键能总和小于生成物键能总和，故A错误； B．物质能量越低越稳定，中间产物1能量为-69.5，中间产物2能量为-82.1，中间产物2能量更低，更稳定，故B错误； C．生成P3的路径没有过渡态，决速步骤需为生成P3路径中活化能最大的步骤，故C错误； D．中间产物1（含C-N极性键）转化为P1（N2中含有N≡N非极性键），过程中断裂C-N极性键，生成N≡N非极性键，中间产物1转化为P1有极性键的断裂和非极性键的生成，故D正确； 故答案为D。 【变式6-3】25-26高二下·安徽六安·开学考试）研究发现，合成氨反应过程中有无催化剂条件下的能量变化及有催化剂时的部分微观历程如图1、图2所示(*表示物质吸附在催化剂表面)。下列说法错误的是 A．图1中，Ⅱ表示无催化剂，其活化能：正反应高于逆反应 B．合成氨反应为放热反应，其 C．图2中，①→②过程可表示为 D．图2中，②→③过程是放热过程 【答案】A 【解析】A．催化剂能降低反应的活化能，图1中的活化能低于，所以表示有催化剂，表示无催化剂；对于放热反应，正反应活化能低于逆反应活化能，从图1可知反应物总能量高于生成物总能量，合成氨反应是放热反应，所以正反应活化能低于逆反应活化能，A错误； B．从图1可知，合成氨反应为放热反应，，并且，故反应的，B正确； C．图2中①→②过程是氢气和氮气在催化剂表面发生解离，可表示为，C正确； D．图2中②→③过程是原子结合成分子的过程，形成化学键会放出热量，所以是放热过程，D正确； 故选A。 【变式6-4】（25-26高二上·四川·期中）碘钟反应是一种化学振荡反应，某化学兴趣小组以过硫酸根()—碘离子(I-)—硫代硫酸根()体系的碘钟反应，探究外界条件对化学反应速率的影响。 已知：该“碘钟实验”反应分两步进行，反应机理如下： 第一步：(慢反应)； 第二步：(快反应)。 设计的实验方案如下表所示(试剂：0.10mol·L-1 K2S2O8溶液、0.50mol·L-1 KI溶液、0.10mol·L-1 Na2S2O3溶液、0.2%淀粉溶液)。 实验 编号 实验温度 /℃ 试剂体积V/mL K2S2O8溶液 KI溶液 水 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 25 10 4 0 4 2 ② 25 8 4 Vx 4 2 ③ 35 10 4 0 4 2 回答下列问题： （1）该“碘钟实验”的总反应离子方程式为___________。 （2）该实验的“时钟效应”体现在向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的___________耗尽后，溶液颜色将由___________色变为___________色。 （3）实验中Vx=___________。实验①②是探究___________对化学反应速率的影响，实验①③是探究___________对化学反应速率的影响。 （4）整个反应的反应速率由___________反应决定，第一步反应活化能Ea1___________第二步反应活化能Ea2(填“>”“<”或“=”)。 （5）实验①②③中，变色时间最短的为实验___________，用碰撞理论解释原因：___________。 【答案】（1） （2）Na2S2O3或 无 蓝 （3）2 浓度 温度 （4）慢 > （5）③ 温度升高，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增加，实验③反应速率最快 【分析】该“碘钟实验”的总反应： ，分两步进行： 第一步：(慢反应)；第二步：(快反应)； ，根据淀粉遇碘变蓝和控制变量法，改变单一变量； 【解析】（1）将两步反应、相加，得到总反应离子方程式为； （2）在反应过程中，Na2S2O3会优先消耗第一步生成的I2，当Na2S2O3耗尽后，后续生成的I2会与淀粉结合，使溶液由无色变为蓝色； （3）实验探究应控制变量，溶液总体积应相同，故Vx=2。实验①②中变量是浓度，是探究浓度对化学反应速率的影响。实验①③中变量是温度，是探究温度对化学反应速率的影响； （4）整个反应的反应速率由慢反应(第一步反应)决定；活化能越大，反应速率越慢，因此第一步反应活化能Ea1大于第二步反应活化能Ea2； （5）实验③变色时间最短，从碰撞理论看，实验③温度最高且K2S2O8溶液浓度与实验①相同，温度升高，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增加，反应速率加快。 ▌题型07 基元反应与反应历程 1．基元反应发生经历的过程 2．反应历程：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 （1）同一反应，在不同条件下，反应历程也可能不同。杨sir化学，侵权必究 （2）反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 （3）对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。 3．反应历程的解题步骤 【典例7】（25-26高二上·安徽·阶段检测）捷里多维奇(Zeldovich)发现的和反应生成的能量变化过程如下图所示： 已知TS表示过渡态，下列说法错误的是 A．该历程中有三个基元反应 B．经过TS2的反应式为 C．该反应决速步骤为经过TS3的步骤 D．反应的 【答案】C 【解析】A．由图可知反应历程中有三个过渡态，故该历程中有三个基元反应，A正确； B．形成过渡态TS2的步骤是N原子和生成NO和O的过程，B正确； C．决速步骤是活化能最大的步骤，该反应决速步骤为经过TS1的步骤，C错误； D．由图可知，三步反应加和得总反应，TS2步和TS3加和反应为，根据盖斯定律两式加和得反应，D正确； 故选C。 【变式7-1】（25-26高二上·北京海淀·期末）甲酸有两种可能的分解反应，一定温度下，使用某催化剂时的反应历程如下图所示。现分别于低温和高温条件下反应相同时间(且均未平衡)，下列说法不正确的是 A．反应①为吸热反应，反应②为放热反应 B．反应②比反应①速率慢 C．低温时，反应①的选择性比反应②低 D．高温时反应②选择性增大，是由于升温使反应②速率增大的程度大于反应① 【答案】C 【解析】A．由图像反应的始态和终态可知，反应①为吸热反应，反应②为放热反应，A正确； B．从反应历程可知，反应①的活化能小于反应②的活化能，反应①速率大于反应②，B正确； C．低温时，活化能小的反应更易进行（因分子能量难以达到高活化能要求），反应①的活化能小于反应②的活化能，故低温时反应①的速率更快，选择性比反应②高，C错误； D．高温时，反应①和反应②反应速率均增大，反应②选择性增大，因为升温使反应②速率增大的程度大于反应①，D正确； 故答案选C。 【变式7-2】（25-26高二下·湖南长沙·期中）碳酸二甲酯()是一种性能优良的有机合成中间体，科学家提出了一种利用二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯的方案，其反应机理如图所示，吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法不正确的是 A．1 mol碳酸二甲酯能与2 mol 反应 B．反应过程中有极性键的断裂和形成 C．该过程中，决速步骤为 D．该合成反应总反应的活化能： 【答案】C 【解析】A．碳酸二甲酯含有两个酯基，1 mol酯基水解消耗1 mol NaOH，因此1 mol碳酸二甲酯完全水解会消耗 2 mol NaOH，A正确； B．反应物包括CO2（包含C=O极性键）和CH3OH（包含C-O、O-H极性键），产物中有H2O（包含H-O极性键）和碳酸二甲酯（包含C-H等极性键），在反应过程中，旧键断裂，新键形成，涉及的都是极性键，B正确； C．决速步骤（限速步骤）是反应历程中活化能最大（即能垒最高）的一步，由图中计算可得第一步活化能，第二步活化能为，第三步活化能为，因此第一步是决速步骤，：CH3OH*+，选项中所列的反应方程式为第二步，C错误； D．根据能量图，反应物总能量为0，生成物的能量为，该反应是吸热反应，由于，所以必然有，D正确； 故答案为C。 【变式7-3】（25-26高二上·江西九江·期末）我国科学家以铜为催化剂，实现了用（简称）转化制备。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示（*表示物质吸附在铜催化剂表面）。下列说法不正确的是 A．该反应反应物的总键能小于生成物的总键能 B．该历程包含6个基元反应，且均为放热反应 C．为决速步骤 D．该反应历程中有极性键的断裂和形成 【答案】B 【解析】A．由反应历程图可知，生成物相对能量低于反应物相对能量，总反应为放热反应，反应焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，放热反应焓变小于零，则反应物总键能小于生成物总键能，说法正确，A不符合题意； B．比较反应历程图中各阶段相对能量大小可知，6个基元反应存在生成物能量高于反应物的基元反应，如，属于吸热反应，说法错误，B符合题意； C．计算各步基元反应的活化能知，最后一步反应的正反应活化能最高，其能垒为[-1.02-(-2.21)]eV=1.19eV，即为决速步骤，说法正确，C不符合题意； D．反应过程中，有极性键键的断裂断裂，生成极性键键等，说法正确，D不符合题意； 答案选B。 ▌题型08 速率常数与速率方程 【典例9】（25-26高二上·福建泉州·期末）碘钟反应是一种化学振荡反应。反应分两步，反应；反应B：。已知反应A的速率方程为，式中为常数。 某小组同学进行如下探究实验(溶液浓度均为)。 实验序号 试剂体积 显色时间 溶液 KI溶液 溶液 淀粉溶液 水 ① 10 10 4 1 0 27.0 ② 10 10 2 1 2 27.0 ③ 10 5 4 1 5 54.0 ④ 5 10 4 1 V 54.0 根据表中的测定结果，下列结论错误的是 A． B． C． D．反应B为快反应 【答案】C 【解析】A．本实验控制总体积不变改变反应物浓度，实验①总容积为，因此实验④总体积也应为： 故，A正确； B．对比实验①和④：浓度相同，c，，代入得：，得，B正确； C．对比实验①和③：浓度相同，，代入得：(c(I−)，得，因此C选项，C错误； D．反应A生成的立即被反应B消耗，只有耗尽后才会显色，说明反应B的速率远快于A，B是快反应，D正确； 故选C。 【变式8-1】（25-26高二上·湖北·阶段检测）草酸钾与氯化汞()的反应方程式为：，其反应速率。在373 K，其它条件相同时，不同起始浓度的反应物溶液中完全沉淀的数据如下表所示。下列有关说法错误的是 实验 起始浓度(mol/L) 完全沉淀的时间(min) I 0.08 0.4 40 II 0.08 0.2 80 III 0.04 0.4 160 A．   B．实验I中， C．适当升温，可以提高活化分子百分数使速率常数k增大 D．对比实验可知，其它条件相同时，增大反应物的浓度，可以加快反应的速率 【答案】B 【分析】首先明确反应速率与完全沉淀时间成反比，速率表达式为，其中，。对比实验I和II，浓度相同，变为原来的，反应时间变为原来的2倍，速率变为原来的，得。对比实验I和III，浓度相同，变为原来的，反应时间变为原来的4倍，速率变为原来的，得的总反应级数为2，即，解得。 【解析】A．对比实验I、II和I、III的速率与浓度变化关系，推导得、，A正确； B．实验I中，，完全沉淀时间为40 min，故，B错误； C．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率升高，速率常数增大，C正确； D．对比实验I和II，增大浓度，反应速率加快；对比实验I和III，增大浓度，反应速率加快，故其它条件相同时，增大反应物浓度可加快反应速率，D正确； 故选B。 【变式8-2】（24-25高二上·福建龙岩·期末）某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了以下实验： 实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色时所需时间/min 溶液 溶液 稀硫酸 ① 2.0 2.0 1.0 1.0 4.1 ② 3.0 1.0 1.0 1.0 3.7 以下说法正确的是 A．实验①中 B．依据上述数据无法求得该反应的速率方程 C．保持草酸溶液体积不变，改变溶液浓度也能达到探究目的 D．其他条件不变，用溶液实验，也可以实现探究目的 【答案】B 【解析】A．根据转移电子守恒可知5H2C2O4~2KMnO4，实验①中，加入的草酸与高锰酸钾的物质的量之比为10:1，则草酸过量，褪色时没有反应完全，应根据高锰酸钾的物质的量计算速率，该时间段内∆c(KMnO4)=，所以v(KMnO4)==mol·L-1·min-1，根据反应方程式可知v(H2C2O4)=v(KMnO4)=mol·L-1·min-1，A错误； B．实验数据只有两组，且仅改变了草酸浓度，高锰酸钾浓度和氢离子浓度均保持不变，无法确定反应级数和完整的速率方程，B正确； C．高锰酸钾浓度不同，溶液颜色深浅自然不同，那么褪色时间也不同，无法通过改变溶液浓度探究浓度对反应速率的影响，C错误； D． ，而完全反应需 ，实际 ，草酸不足，KMnO4 不能完全消耗，溶液不褪色，无法测量速率，D错误； 故答案选B。 【变式8-3】（25-26高二上·内蒙古·期中）化学与生活密切相关。根据所学知识回答下列问题： （1）人们常将食物放进冰箱，目的是___________，原理是___________。 （2）以硫铁矿为原料生产硫酸时，将硫铁矿石进行粉碎的原因是___________。 （3）某学习小组同学为探究过氧化氢溶液与氢碘酸(HI)反应(H2O2+2HI=I2+2H2O)的反应速率的影响因素，室温下进行如下实验，实验数据如表所示。 已知：该反应的速率方程可表示为，速率方程中各物质浓度的指数称为各物质的分级数，所有指数的总和称为反应总级数，k为速率常数，测得实验Ⅲ的速率为0.12 mol⋅L-1⋅s-1。 实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ c(H2O2)/(mol⋅L-1) 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3 c(HI)/(mol⋅L-1) 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1 v/(mol⋅L-1⋅s-1) x 2x 3x 2x 3x ①实验Ⅰ和实验Ⅱ探究的是___________对反应速率的影响。 ②根据表中数据计算，a=___________，b=___________，k=___________L·mol-1·s-1。 ③实验Ⅳ中v=___________mol⋅L-1⋅s-1。 【答案】（1）延长食物保质期 温度降低，食物的腐败速率降低 （2）增大反应物接触面积，加快反应速率 （3）反应物浓度或HI的浓度 1 1 4 0.08 【分析】过氧化氢与氢碘酸的氧化还原反应：，通过控制变量法分析实验数据，推导反应速率方程的级数与速率常数，据此分析。 【解析】（1）人们常将食物放进冰箱，目的是延长食物保质期；原理是温度降低，食物的腐败速率降低； （2）将硫铁矿石进行粉碎的原因是增大反应物接触面积，加快反应速率； （3）①实验Ⅰ和实验Ⅱ中，浓度相同，浓度不同，故探究的是反应物浓度或HI的浓度对反应速率的影响； ②根据速率方程，对比实验Ⅰ和Ⅱ：，解得；再对比实验Ⅰ和Ⅳ：，解得；已知实验Ⅲ速率为，代入，解得； ③实验Ⅳ中，。 ▌题型09 实验探究影响化学反应速率的因素 控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略 1．确定变量：理清影响实验探究结果的所有因素。 2．定多变一：在探究时，先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 3．数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 【典例10】（25-26高二上·河南南阳·期中）常温下，某实验小组进行如图所示实验(已知：为二元弱酸)探究影响化学反应速率的因素(溶液混合后的体积等于两者体积之和)，测得试管a、b、c中溶液褪色分别耗时690s、677s、600s。回答下列问题： （1）KMnO4可以将氧化为CO2，本身被还原成，写出试管a中反应的离子方程式：___________。试管a、b、c中产生气体的量___________(填“相同”或“不同”)。 （2）由试管a、b中溶液褪色时间可以得出结论：___________。 （3）实验过程中观察到试管c刚开始时反应缓慢，一段时间后突然加快，产生该现象的原因可能是___________(反应过程中无明显热量变化)。试管c中反应的平均速率___________。 （4）有同学提出通过试管c、d褪色时间可以验证H＋对于反应速率的影响，你认为该同学的看法___________(填“合理”或“不合理”)，理由是___________。 （5）实验中高锰酸钾溶液褪色较慢，可以加热至60~70℃以加快反应速率，较适宜的加热方式是___________。 【答案】（1） 相同 （2）其他条件相同时，增大的浓度，反应速率加快 （3）Mn2+的催化作用 （4）不合理 试管c、d中除H+浓度不同外，还可能存在其他变量(如阴离子种类、H2C2O4的电离程度)，未控制单一变量 （5）水浴加热 【分析】利用该反应探究影响化学反应速率的因素，本实验观察的实验现象为KMnO4溶液褪色的时间，因此各组实验中KMnO4的浓度、体积相同，过量，保证KMnO4完全反应，溶液褪色，实验探究的原则应遵循控制单一变量，据此分析解答。 【解析】（1）酸性条件下，(+7价Mn)氧化(+3价C)生成Mn2+(+2价)和CO2(+4价)，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平该反应的离子方程式为，试管a、b、c中KMnO4的浓度、体积相同(物质的量固定)，过量(保证KMnO4完全反应)，根据离子方程式，的物质的量决定CO2的生成量，故三者产生CO2的量相同。 （2）a、b试管温度相同，KMnO4的浓度、体积相同，仅的浓度不同(b中浓度高于a)；且b中褪色时间(677s)短于a(690s)，说明浓度增大，反应速率加快，故可以得出结论：其他条件相同时，增大的浓度，反应速率加快。 （3）题目明确“反应过程中无明显热量变化”，排除温度影响，反应生成的Mn2+可作为催化剂，降低反应活化能，使反应速率突然加快，前期Mn2+浓度低，催化效果不明显，后期Mn2+积累，催化作用显著。反应时间t=600s=10min，平均速率。 （4）验证H+的影响需保证除H+浓度外，其他条件(KMnO4浓度、浓度、温度等)完全相同，若试管d中加入了酸(如盐酸)，可能引入新的阴离子，或改变的电离平衡，导致变量不唯一，无法单独验证H+的作用。 （5）加热温度为60~70℃，水浴加热可使温度均匀稳定，避免局部过热导致分解(草酸受热易分解)，且便于控制温度在目标范围。 【变式9-1】（25-26高一下·辽宁朝阳·期中）在化学反应的研究和实际应用中，我们要关注化学反应进行的快慢，以提高生产效率。为此某化学研究小组的同学设计如下实验，探究浓度对反应速率的影响： 实验混合溶液 A B C D E F 5 0 0.5 1 2.5 5 1 0 反应完全所用时间/秒 （1）溶液和稀硫酸的反应离子方程式为：___________。若此反应反应物的总能量高于生成物的总能量，则生成物成键释放的能量___________反应物断键吸收的能量(填“大于”或“小于”)。 （2）=___________mL，=___________mL，=___________mL。 （3）利用出现淡黄色浑浊的快慢来比较反应速率的快慢，最先变浑浊的是实验___________(填字母)，此实验用硫代硫酸钠表示的化学反应速率为：=___________。 （4）请你分析不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较反应速率快慢的原因：___________。 （5）实验时，将蒸馏水更换为溶液，测得速率___________。(填偏大、偏小或无影响) 【答案】（1） 大于 （2）5 4 2.5 （3）F （4）易溶于水，导致测定结果不准确 （5）无影响 【解析】（1）与反应生成S沉淀、和水，配平后得离子方程式为，反应物总能量高于生成物总能量为放热反应，放热反应中生成物成键释放的总能量大于反应物断键吸收的总能量； （2）探究浓度对反应速率影响时，需保证所有实验混合液总体积一致，由F组可知，总体积为，且实验中硫酸浓度不变，所有组硫酸体积均为，因此， E组中，得，D组中，得； （3）F组中浓度最大，反应速率最快，最先变浑浊，F组总体积为10mL，硫代硫酸钠的物质的量，则 ，反应时间为，故； （4）反应生成的​易溶于水，排水法收集时会有大量溶解在水中，导致测得的气体体积误差很大，无法准确比较反应速率； （5）将等体积蒸馏水更换为​溶液，混合液总体积不变，反应物​和​的浓度不变，且、不参与反应，因此对反应速率无影响。 【变式9-2】（25-26高二上·河南濮阳·期中）某实验小组设计实验探究双氧水的部分性质。 实验(一)：探究外界因素对KI、稀硫酸与反应速率的影响(均滴3滴淀粉溶液)。 实验 30%双氧水/mL 0.1mol/LKI溶液/mL 加入X 0.1mol/L硫酸溶液/mL 水浴温度/℃ 测定变蓝色时间/s Ⅰ 10 20 0 10 25 Ⅱ 10 15 水 10 25 Ⅲ 10 20 0 10 45 （1）在酸性条件下双氧水和KI溶液反应的离子方程式为___________。 （2）___________。实验测得：，由此得出的结论是___________。 （3）小组预测，实验表明：，请你分析“反常现象”产生的可能原因是___________。 实验(二)：定量探究外界因素对分解反应速率的影响。 实验 30%双氧水/mL 0.1mol/LFeSO4溶液/mL 0.1mol/L稀硫酸/mL 蒸馏水/mL 测定“物理量” A 20 0 10 5.0 B1 B 20 5.0 10 0 B2 （4）测定“物理量”可能是___________。 （5）经进一步检验可得出结论：作双氧水分解反应的催化剂，其反应机理如下： ① ②___________(补充) ③ ④ 【答案】（1） （2）5 其他条件相同，反应物浓度越大，化学反应速率越大(合理即可) （3）温度过高，加快了分解，导致氧化KI的减小，浓度影响大于温度影响(合理即可) （4）收集相同体积所用时间(或相同时间内收集的体积)(合理即可) （5） 【解析】（1）在酸性条件下双氧水和KI溶液反应的离子方程式为。 （2）根据探究目的：探究外界因素对KI、稀硫酸与反应速率的影响，各组实验总体积相同，为40 mL，故V=5 mL。 实验I、Ⅱ中KI溶液的浓度不同，其他条件相同，故实验I、Ⅱ是探究KI浓度对KI、稀硫酸与反应速率的影响，实验I浓度较大，测得变蓝色时间更短()，由此得出的结论是其他条件相同，反应物浓度越大，化学反应速率越大。 （3）实验I和Ⅲ中水浴温度不同，故用于探究温度对KI、稀硫酸与反应速率的影响。小组预测温度越高(实验Ⅲ) 测得变蓝色时间更短，但实验表明：， “反常现象”产生的可能原因是温度过高，加快了分解，导致氧化KI的减小，浓度影响大于温度影响。 （4）分解的方程式：。故测定“物理量”可能是收集相同体积所用时间(或相同时间内收集的体积)。 （5）作双氧水分解反应的催化剂，总反应为，通过总反应和反应①③④的反应历程可得反应②的反应为：。 【变式9-3】（25-26高一下·安徽池州·期中）已知：是放热反应。某化学兴趣小组欲用上述反应测定化学反应速率并探究影响反应速率的因素。请回答下列问题： （1）草酸(H2C2O4)中碳元素的化合价为___________。 （2）向锥形瓶中加入100 mL一定浓度的草酸溶液(如图1所示)，通过分液漏斗滴加一定浓度的酸性KMnO4溶液并测定生成CO2的体积，以此测定该反应的化学反应速率。常温下，测得生成CO2的体积随时间的变化如图2所示(常温下，)。 ①0~2 min内，生成CO2的平均反应速率为___________mol/min。 ②该反应过程中，化学反应速率先增快后减慢的可能原因为___________。 （3）探究外界条件改变对该反应速率的影响。得到如下实验数据： 实验编号 温度/℃ 催化剂质量/g 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O KMnO4溶液褪色所用时间/s 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL Ⅰ 25 0.2 2 0.05 6 0.1 2 130 Ⅱ 25 0.2 2 0.05 5 0.1 a b Ⅲ 40 0.2 2 0.05 6 0.1 2 3 Ⅳ 25 0 2 0.05 6 0.1 2 500 ①实验编号Ⅰ、Ⅱ研究___________外界条件对反应速率的影响，b___________130(填“>”、“<”或“=”)；实验编号___________研究温度对反应速率的影响，得到的结论为___________。 ②实验编号Ⅳ从反应开始至高锰酸钾溶液褪色，草酸的反应速率为___________mol/(L·s)。 【答案】（1）+3 （2）0.24 反应放热，温度升高，反应速率逐渐增快，随反应进行，浓度下降，反应速率逐渐减慢(或生成的Mn2+对反应有催化作用，反应速率逐渐增快，随反应进行，浓度下降，反应速率逐渐减慢，答案合理即可) （3）草酸的浓度 > Ⅰ、Ⅲ 其他条件不变的情况下，升高温度，反应速率加快 5×10-5 【解析】（1）根据正负化合价代数和为0，草酸(H2C2O4)中碳元素的化合价为+3； （2）①0~2 min内，生成CO2的平均反应速率为； ②该反应过程中，化学反应速率先增快后减慢产生该变化可能的原因为反应放热，温度升高，反应速率逐渐增快，随反应进行，浓度下降，反应速率逐渐减慢(或生成的Mn2+对反应有催化作用，反应速率逐渐增快，随反应进行，浓度下降，反应速率逐渐减慢)； （3）①根据控制单一变量的思想，实验Ⅰ、Ⅱ数据只改变了草酸的体积，故研究草酸的浓度对反应速率的影响，总体积是10 mL，a=3，实验Ⅱ中H2C2O4溶液浓度小于实验Ⅰ，反应速率慢，所需时间长，故b>130；对比实验Ⅰ(25℃，130s)和实验Ⅲ(40℃，3s)可知，升高温度，反应时间显著缩短，反应速率加快实验Ⅰ、Ⅲ只改变温度，其余量完全相同，可知探究的是温度对反应速率的影响；实验Ⅰ、Ⅳ探究催化剂对反应速率的影响； ②实验Ⅳ从反应开始至高锰酸钾溶液褪色，草酸的反应速率为。 / 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 $