第8章 第1讲 化学反应速率及其影响因素(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·化学(鲁琼版 不定项)
2026-08-12
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教辅
摘要:
该高中化学讲义围绕化学反应速率及其影响因素高考核心考点,涵盖概念表示、计算方法、影响因素及有效碰撞理论,按“基础概念-定量计算-理论解释”逻辑架构知识。通过考点梳理、方法指导(如三段式计算、归一法比较速率)、真题训练等环节,帮助学生系统突破难点,体现复习的针对性。
讲义突出科学探究与实践及科学思维培养,设计“变量控制”实验题(如H₂O₂分解速率影响因素探究),引导学生分析浓度、温度等变量关系。设置分层练习(基础判断、综合计算、高考真题),配合即时反馈,助力学生高效提升应考能力,为教师把控复习节奏提供清晰指导。
内容正文:
第1讲 化学反应速率及其影响因素
1.了解化学反应速率的概念及表示方法,根据提取的信息计算化学反应速率。
2.掌握影响化学反应速率的因素,并能用有关理论解释。
考点一 化学反应速率
1.化学反应速率的表示方法
[注意] (1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率,且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
(2)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的化学反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
(3)固体或纯液体的浓度视为常数,不能用固体或纯液体的浓度变化表示化学反应速率。
2.化学反应速率与化学计量数的关系
在化学反应中,各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比。如mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g),vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q。
3.化学反应速率的比较
(1)归一法
①“一看”:看化学反应速率的单位是否一致,若不一致,则需转化为同一单位。
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。
③“三比较”:标准统一后比较数值大小,数值越大,化学反应速率越大。
(2)比值法:通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较,比值大的化学反应速率大。如对于反应aA(g)+bB(g)⥫⥬cC(g)+dD(g),若>,则用A表示的化学反应速率较大。
4.“三段式”法计算化学反应速率
对于反应mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g),起始时A、B、C的浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1、c mol·L-1,反应进行至t1 s时,A消耗了x mol·L-1,列“三段式”:
mA(g) + nB(g)⥫⥬pC(g)
起始浓度/
(mol·L-1) a b c
转化浓度/
(mol·L-1) x
t1 s时浓度/
(mol·L-1) a-x b- c+
v(A)= mol·L-1·s-1,v(B)= mol·L-1·s-1,v(C)= mol·L-1·s-1。
(1)由v=计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值( )
(2)化学反应速率一般指的是瞬时速率,可以用固体物质来表示( )
(3)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1,是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1( )
(4)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象越明显( )
(5)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越大( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
1.在铝与稀硫酸的反应中,已知10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/L,若不考虑反应过程中溶液体积的变化,则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是( )
A.0.02 mol/(L·min) B.1.8 mol/(L·min)
C.1.2 mol/(L·min) D.0.18 mol/(L·min)
解析:选C。铝与稀硫酸反应的化学方程式为2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,在溶液体积不变的情况下,硫酸的浓度减少了0.6 mol/L,则硫酸铝的浓度增加了×0.6 mol/L=0.2 mol/L,所以10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是=0.02 mol/(L·s)=1.2 mol/(L·min)。
2.反应2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(g)中,有关反应速率的关系式正确的是( )
A.2v(H2S)=3v(O2) B.2v(O2)=3v(SO2)
C.3v(O2)=2v(SO2) D.3v(O2)=2v(H2O)
解析:选B。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,由化学方程式可知,v(H2S)∶v(O2)∶v(SO2)∶v(H2O)=2∶3∶2∶2,得3v(H2S)=2v(O2)=3v(SO2)=3v(H2O),故B正确。
3.A(g)+3B(s)⥫⥬2C(g)+2D(g)在不同条件下的反应速率如下,其中反应速率最大的是( )
A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B.v(B)=1.2 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.1 mol·L-1·s-1
D.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
答案:C
4.(双选)2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生反应:2A(g)+3B(g)⇌2C(g)+zD(g)。若2 s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,下列推断正确的是( )
A.v(A)=v(C)=0.75 mol·L-1·s-1
B.z=2
C.B的转化率为25%
D.C的体积分数为28.6%
解析:选BD。若2 s后,A的转化率为50%,则参加反应的A的物质的量为2 mol×50%=1 mol,测得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,则生成D的物质的量为0.25 mol·L-1·s-1×2 L×2 s=1 mol,=,解得z=2,列“三段式”如下:
2A(g)+3B(g)⥫⥬2C(g)+2D(g)
初始/mol 2 2 0 0
转化/mol 1 1.5 1 1
2 s后/mol 1 0.5 1 1
A项,化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(A)=v(C)=v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,错误;B项,z=2,正确;C项,B的转化率为×100%=75%,错误;D项,2 s后,n(A)=1 mol,n(B)=0.5 mol,n(C)=n(D)=1 mol,则C的体积分数为×100%≈28.6%,正确。
考点二 影响化学反应速率的因素 有效碰撞理论
1.影响化学反应速率的因素
(1)内因:反应物的组成、结构和性质。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al。
(2)外因(只改变一个条件,其他条件不变)
2.有效碰撞理论
(1)有效碰撞
(2)活化分子:具有足够的能量,能够发生有效碰撞的分子。活化分子百分数=×100%。
(3)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件改变
单位体积内
有效碰撞次数
化学反应速率
分子总数
活化分子数
活化分子百分数
增大反应物浓度
增加
增加
不变
增加
增大
增大压强
增加
增加
不变
增加
增大
升高温度
不变
增加
增加
增加
增大
加催化剂
不变
增加
增加
增加
增大
(1)升温时吸热反应速率增大,放热反应速率减小( )
(2)100 mL 2 mol·L-1盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变( )
(3)增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分数,所以反应速率增大( )
(4)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气,滴入少量硫酸铜溶液或醋酸钠溶液均能够提高反应速率( )
(5)催化剂参与化学反应,改变了活化能,但反应前后物理和化学性质均保持不变( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
一、化学反应速率的影响因素
1.在C(s)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)的反应中,现采取下列措施,其中能够使反应速率增大的是( )
①缩小容器容积,增大压强 ②增加碳的量 ③恒容下通入CO2 ④恒容下充入N2
⑤恒压下充入N2
A.①④ B.②③⑤
C.①③ D.①②④
解析:选C。①该反应为有气体参加的反应,缩小容器容积,增大压强,反应速率增大;②碳为固体,增加碳的量,反应速率不变;③恒容下通入CO2,反应物浓度增大,反应速率增大;④恒容下充入N2,参与反应的各物质的物质的量浓度不变,反应速率不变;⑤恒压下充入N2,容器容积增大,参与反应的各物质的物质的量浓度减小,反应速率减小。
2.在容积不变的密闭容器中存在反应3H2(g)+3CO(g)⥫⥬CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH<0。研究其他条件不变时,改变某一条件对上述反应速率的影响。下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ研究的是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响
B.图Ⅰ研究的是t0时刻降低温度对反应速率的影响
C.图Ⅱ研究的是t0时刻增大压强对反应速率的影响
D.图Ⅱ研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
解析:选D。增大反应物浓度,正反应速率瞬间增大、逆反应速率瞬间不变,A错误;降低温度,正反应速率和逆反应速率都减小,B错误;该反应前后气体分子总数减小,所以增大压强,正反应速率和逆反应速率都增大,但正反应速率增大的程度更大,C错误;使用催化剂能同等程度地改变正反应速率和逆反应速率,D正确。
二、“变量控制”实验探究
3.为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响,某同学在4支试管中各加入3 mL H2O2溶液,并测量收集V mL气体所用时间,实验记录如下:
实验序号
H2O2溶液浓度
H2O2溶液温度/℃
催化剂
所用时间
①
5%
20
2滴1 mol/L FeCl3
t1
②
5%
40
2滴1 mol/L FeCl3
t2
③
10%
20
2滴1 mol/L FeCl3
t3
④
5%
20
不使用
t4
下列说法中,不正确的是( )
A.实验①②研究温度对反应速率的影响
B.实验②④研究催化剂对反应速率的影响
C.实验①与③比较:t1>t3
D.实验③与④比较:t3<t4
解析:选B。实验①②中只有温度不同,是研究温度对反应速率的影响,故A正确;实验②④中反应温度不同,不能研究催化剂对反应速率的影响,故B错误;实验①和③比较,实验③中过氧化氢溶液的浓度大,反应速率大,获得相同体积的氧气,实验①的用时长,故C正确;实验③与④比较,实验③中过氧化氢溶液的浓度大且使用催化剂,故反应速率大,所用时间短,故D正确。
4.某化学小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
[实验原理] 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
[实验内容及记录]
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及用量/mL
溶液褪
至无色
所需时
间/min
0.6 mol/L
H2C2O4
溶液
H2O
3 mol/L
H2SO4
溶液
0.05 mol/L
KMnO4
溶液
①
25
3.0
V1
2.0
3.0
1.5
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
③
50
2.0
V2
2.0
3.0
1.0
(1)V1=________,V2=________。
(2)实验①②探究的是_______________对化学反应速率的影响。根据上表中的实验数据,可以得到的结论是_____________________________________________________________
________________________________________________________。
(3)探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验______________(填实验编号)。
答案:(1)2.0 3.0 (2)反应物浓度 其他条件不变,增大(减小)反应物浓度,化学反应速率增大(减小) (3)②③
解答“变量控制”实验题的思维模型
1.(2024·甘肃卷)下列措施能减小化学反应速率的是( )
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂
B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释
D.石墨合成金刚石时增大压强
解析:选C。A项,催化氧化氨制备硝酸时加入铂,铂为该反应的催化剂,增大化学反应速率;B项,中和滴定时,边滴边摇锥形瓶,可以让反应物快速接触,增大化学反应速率;C项,锌粉和盐酸反应时加水稀释会减小H+的浓度,减小化学反应速率;D项,石墨合成金刚石的反应中没有气体参与,增大压强不会改变化学反应速率。
2.(2025·海南卷)恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成产物B、C、D,反应速率:v1>v2>v3。下列说法正确的是( )
A.反应的活化能:①>②>③
B.升高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C.加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D.总反应速率v总=v1+v2+v3
解析:选D。基元反应的反应速率与活化能成反比,由反应速率:v1>v2>v3可知,反应的活化能:①<②<③,A错误;升高温度会使所有反应的活化分子百分数均提高,B错误;加入催化剂,使反应③的活化能变小,反应③的反应速率增大,反应物A和Q的转化率不变,但生成物D的产量会增大,C错误;三个反应为平行反应,共同消耗反应物A和Q,总反应速率(反应物消耗速率)等于各反应速率之和,即v总=v1+v2+v3,D正确。
3.(2024·安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO的影响因素,测得不同条件下SeO浓度随时间变化关系如下图所示。下列说法正确的是( )
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
A.实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeO)=2.0 mol·L-1·h-1
B.实验③中,反应的离子方程式为2Fe+SeO+8H+===2Fe3++Se+4H2O
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可增大反应速率
D.其他条件相同时,水样初始pH越小,SeO的去除效果越好
解析:选C。实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeO)==2.0×10-5mol·L-1·h-1,A项错误;实验③中水样初始pH=8,溶液呈弱碱性,结合氧化还原反应规律可得反应的离子方程式为2Fe+SeO+4H2O===2Fe(OH)3+Se+2OH-,B项错误;由实验①②可知,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量,反应速率增大,C项正确;由实验②③可知,其他条件相同时,适当减小水样初始pH,SeO的去除效果更好,但若水样初始pH太小,则与H+反应的纳米铁的量增多,从而影响SeO的去除效果,D项错误。
4.(2025·广西卷)常温下,浓度均为1×10-3 mol·L-1的HClO和ClO混合溶液体系,存在竞争反应:
Ⅰ.HClO+2ClO+H+⥫⥬2ClO2+Cl-+H2O
Ⅱ.HClO+ClO⥫⥬ClO+Cl-+H+
初始pH=2.5的条件下,含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如下图(忽略其他反应)。下列说法正确的是( )
A.曲线②表示的微粒为ClO
B.0~2.0 s内,c(H+)逐渐减小
C.0~2.0 s内,v(HClO)=2.9×10-4 mol·L-1·s-1
D.体系中v正(HClO)∶v逆(ClO2)=1∶2时,反应Ⅰ达到平衡状态
解析:选B。由反应Ⅰ和Ⅱ可知,生成物中含氯微粒为ClO2、ClO、Cl-,根据氯元素守恒及2.0 s时数据可知,c(ClO2)=0.64×10-3 mol·L-1,c(Cl-)=0.42×10-3 mol·L-1,c(ClO)=0.10×10-3 mol·L-1,故曲线①②③分别表示ClO2、Cl-、ClO,A错误;0~2.0 s内,反应Ⅰ消耗0.32×10-3 mol·L-1 H+,反应Ⅱ生成0.10×10-3 mol·L-1 H+,故c(H+)逐渐减小,B正确;0~2.0 s内,反应消耗的HClO浓度与生成的Cl-浓度相等,故消耗0.42×10-3 mol·L-1 HClO,v(HClO)==2.1×10-4 mol·L-1·s-1,C错误;v正(HClO)为两反应消耗HClO的总速率,v逆(ClO2)仅为反应Ⅰ的逆反应速率,平衡时应满足反应Ⅰ的v正Ⅰ(HClO)∶v逆(ClO2)=1∶2,D错误。
5.(2024·重庆卷)醋酸甲酯制乙醇的反应为CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)。三个10 L恒容密闭容器中分别加入1 mol醋酸甲酯和9.8 mol氢气,在不同温度下,反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如下图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.容器甲中平均反应速率v(H2)= mol/(L·min)
C.容器乙中当前状态下反应速率v正<v逆
D.容器丙中乙醇的体积分数为8%
解析:选D。温度越高反应速率越大,比较容器乙、丙可知,升高温度,醋酸甲酯的物质的量增大,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,ΔH<0,A错误;容器甲中平均反应速率v(H2)=2v(CH3COOCH3)=2×= mol/(L·min),B错误;温度越高反应速率越大,比较容器乙、丙可知,容器丙达到平衡状态,但不确定乙是否平衡,不能确定容器乙中正、逆反应速率的相对大小,C错误;容器丙中,列“三段式”:
CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)
起始/mol 1 9.8 0 0
转化/mol 0.8 1.6 0.8 0.8
平衡/mol 0.2 8.2 0.8 0.8
容器丙中乙醇的体积分数为×100%=8%,D正确。
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