2.1 化学反应速率（8大题型，举一反三题型专练，广东专用）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 题型02 化学反应速率大小比较 题型03 化学反应速率的影响因素 题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响 题型05 基元反应与过渡态 题型06 活化能与碰撞理论 题型07 化学反应速率图像 题型08 化学反应速率的应用 ▌题型01 化学反应速率 化学反应速率的定义 化学反应速率可以用单位时间内，反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。 单位：mol/(L·min) 或mol/(L·s） 【注意】 （1）通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，所以反应速率是正值； （2）化学反应速率是一段时间内的 平均反应速率 ； （3）不能用固体或纯液体来表示化学反应速率； 对于一个化学反应：m A (g) ＋ n B (g) == p C (g) ＋ q D (g) υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D) ＝ m︰n︰p︰q 也可表达为 同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。 【典例1】（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）下列说法正确的是 A．对于反应：，可以用单位时间内浓度的减小来表示其化学反应速率，而且用和表示的化学反应速率相同 B．对于反应：，可以在温度、体积一定时，测量单位时间内体系压强变化描述其反应速率 C．5%的溶液中加入二氧化锰粉末，分解速率迅速加快的原因是降低了反应的焓变，活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快 D．下列三支试管中，①20 ℃时，m g粉末状的锌与1 L 2溶液，②20℃时，m g粉末状的锌与1 L 3HCl溶液，③20℃时，m g粉末状的锌与1 L 4 溶液，生成的反应速率最快的是① 【变式1-1】（25-26高二上·广东揭阳·期中）飞秒化学对了解反应机理十分重要。光分解反应，经过2×10-15 s后的浓度减少6×10-5 mol·L-1。下列说法正确的是 A．用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L-1·s-1 B．在2×10-15 s时，I·浓度是浓度的2倍 C．2×10-15 s末时的反应速率是3×1010 mol·L-1·s-1 D．CF2-CF2、I·的速率关系：v(CF2-CF2)=2v(I·) 【变式1-2】（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）一定条件下，在5 L恒容密闭容器中进行反应，在0~2 min内，NO的物质的量增加了0.6 mol。下列说法错误的是 A．在0~1 min内，用NO表示的平均速率 B．在0~2 min内，用NH3表示的平均速率 C．其他条件不变，降低温度，v(正)增大，v(逆)减小 D．其他条件不变，增大NH3浓度，NH3的活化分子百分数不变 【变式1-3】在4L密闭容器中充入6molA气体和5molB气体，在一定条件下发生反应： ，5s时，生成了2molC，经测定D的浓度为0.5mol⋅L-1，下列判断正确的是 A．x=1 B．5s内C的平均反应速率为0.1mol⋅L-1⋅s-1 C．此时A的浓度为1.50mol·L-1 D．5s内B的平均反应速率为0.2mol⋅L-1⋅s-1 ▌题型02 化学反应速率大小比较 化学反应速率大小比较 （1）对于同一个化学反应，在比较化学反应速率的大小时，应用同一种物质、同一单位表示化学反应速率，再进行比较。不能单纯比较数值的大小。 单位换算：1 mol/(L·min) = mol/(L·s） （2）对于反应m A (g) ＋ n B (g) == p C (g) ＋ q D (g) 也可比较、 【典例2】（25-26高二上·广东惠州·期中）对于可逆反应A(s)+3B(g)2C(g)+2D(g)，下列在不同条件下表示的化学反应速率中最快的是 A． B． C． D． 【变式2-1】（25-26高二上·广东广州·期中）已知反应4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最慢的是 A．v(CO)=0.04 mol·L-1·min-1 B．v(NO2)=0.06 mol·L-1·min-1 C．v(N2)=0.04 mol·L-1·min-1 D．v(CO2)=0.01 mol·L-1·s-1 【变式2-2】（24-25高二上·广东深圳·阶段检测）在不同条件下分别测得反应2SO2＋O2 2SO3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·min) B．v(SO3)=6 mol/(L·min) C．v(SO2)=0.1 mol/(L·s) D．v(O2)=0.08 mol/(L·s) 【变式2-3】反应，下列反应速率最快的是 A． B． C． D． ▌题型03 化学反应速率的影响因素 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3】（25-26高二上·广东广州·期中）下列措施无法改变化学反应速率的是 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．金刚石合成石墨时增大压强 D．锌粉和盐酸反应时加水稀释 【变式3-1】（25-26高二上·广东·阶段检测）某温度下，在一密闭容器中进行可逆反应：，下列叙述正确的是 A．缩小容器体积，正反应速率增大，逆反应速率减小 B．平衡后加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大 D．容器体积不变，充入He使压强增大，反应速率增大 【变式3-2】在某体积可变的密闭容器中发生反应：  。改变下列条件能够增大其反应速率的是 A．增加C(s)的物质的量 B．保持体积不变，分离出部分CO和H2 C．将体积缩小一半 D．保持体积不变，向容器内充入一定量氦气 【变式3-3】对于合成氨反应：  ，达到平衡后，以下分析不正确的是 A．降低温度，对逆反应的反应速率影响更大 B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C．改变反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D．加入催化剂，对正逆反应的反应速率影响一样大 ▌题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响 1、浓度对反应速率的影响： 实验原理：Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋ SO2↑＋S↓＋H2O 浓度 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.1 mol/L H2SO4溶液 较慢产生淡黄色沉淀 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。 第二组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 较快产生淡黄色沉淀 2、温度对反应速率的影响： 温度 试剂 反应条件 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液 和 2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 将试管置于冷水中 较慢产生淡黄色沉淀 其他条件相同时，升温加快反应速率，降温减慢反应速率 第二组 将试管置于热水中 较慢产生淡黄色沉淀 3、催化剂对反应速率的影响： 催化剂 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2 mL 5% H2O2溶液和几滴1 mol/L FeCl3溶液 较多气泡产生 其他条件相同时，加入催化剂，加快反应速率 第二组 2 mL 5% H2O2溶液 几乎无气泡 【典例4】（25-26高二上·广东江门·阶段检测）下列关于装置或操作说法正确的是 A．可用于测定酸碱中和反应的反应热 B．可依据单位时间内颜色变化来比较浓度对反应速率的影响 C．用于验证非金属性：C>Si D．可用于合成氨并检验氨气的生成 【变式4-1】（25-26高二上·广东广州·期中）某研究性学习小组为探究浓度、温度对化学反应速率的影响，利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应进行如下实验。下列说法错误的是 实验序号 实验温度/℃ 有关物质的体积/mL 溶液褪至无色所需时间/s 0.02酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 1 293 2 4 t1 2 T1 2 3 V1 8 3 313 2 V2 1 t2 A．T1=293，V2=3 B．实验2、3探究温度对化学反应速率的影响 C．t1<8，t2<8 D．实验2，0~8s内用KMnO4浓度变化表示的反应速率v=2.5×10-3mol·L-1·s-1 【变式4-2】（25-26高二上·广东肇庆·阶段检测）某实验小组以分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。 分组实验 反应物 催化剂 ① 溶液 无 ② 溶液 无 ③ 溶液 溶液 ④ 溶液+少量稀盐酸 溶液 ⑤ 溶液＋少量NaOH溶液 溶液 （1）实验①和②的目的是探究_________对反应速率的影响。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是________________________。 （2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。 分析下图能够得出的实验结论： ①______环境能增大分解的速率； ②______环境能减小分解的速率。 ③基于以上结论该小组提出可以用固体与溶液反应制，反应的化学方程式为________________________。 小组同学设计实验进一步探究和对分解的催化效果，分别设计了如下图甲、乙两种实验装置。 （3）有同学提出将，改为更为合理，其理由是________________________。 （4）若利用乙实验可进行定量比较分析，实验时均以生成40 mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略，实验中还需要用到的实验仪器为____________。 （5）使用催化剂催化分解的反应中，催化剂改变了______(填字母序号) A．反应限度 B．反应焓变 C．反应路径 D．活化分子百分数 【变式4-3】（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）回答下列问题。 （1）向一体积不变的密闭容器中加入2 molA、0.6 molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应  ，各物质浓度随时间变化如图1所示。图2为时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知阶段为使用催化剂；图1中阶段未画出。 ①B的起始物质的量为_________。 ②，阶段改变的条件为__________________，__________________。 （2）某小组利用溶液和硫酸酸化的溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知： 实验编号 0.1 mol/L酸性溶液的体积/mL 0.6 mol/L溶液的体积/mL 的体积/mL 实验温度/℃ 溶液褪色所需时间/min ① 10 35 25 ② 10 10 30 25 ③ 10 10 50 ①实验①测得溶液的褪色时间为2min，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率__________。 ②表中_______mL，_______mL。 ③探究温度对化学反应速率影响的实验编号是_______(填编号，下同)，可探究反应物浓度对反应速率影响的实验编号是________。 ④已知50℃时与反应时间的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25℃时的变化曲线示意图_________。 ▌题型05 基元反应与过渡态 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。 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。 2、反应历程：反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应。 大多数化学反应都是分几步完成的，基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。 总反应速率的快慢由 慢 的基元反应决定。 3、过渡态： 基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。 【典例5】（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）FeS2可用作光电材料，二硫化物(R-S-S-R)在铁表面作用生成FeS2的反应历程如图所示。下列有关说法错误的是 A．过渡态1最稳定 B．第Ⅱ步为决速步骤 C．总反应的ΔH<0 D．若加入催化剂，第Ⅰ步活化能小于155.1kJ/mol 【变式5-1】（25-26高二上·广东汕头·阶段检测）二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体二氧化碳的排放。制甲醇的总反应可表示为，该反应一般通过如下步骤来实现： ① ； ② 。 下列说法中错误的是 A．总反应的 B．能量示意图中有两个基元反应 C．若反应②为慢反应，如图示意图能体现上述反应能量变化 D．CO2(g)与3H2(g)合成CH3OH(g)的原子利用率小于100% 【变式5-2】（25-26高二上·广东东莞·期中）反应的物质能量随反应过程的变化如图中曲线①所示；使用催化剂M后，反应中物质能量随反应过程的变化如图中曲线②所示，下列说法不正确的是 A．生成是一个放热反应 B．使用催化剂降低了该反应的焓变 C．使用催化剂后，反应历程分3步进行 D．使用催化剂后，反应历程中的决速步为 【变式5-3】（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）已知反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g) ∆H= -752kJ·mol-1的反应机理如下， ①2NO(g) N2O2(g)(快) ②N2O2(g)+ H2(g) N2O(g)+H2O(g)(慢) ③N2O(g)+ H2(g) N2(g)+H2O(g)(快) 下列说法正确的是 A．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大 B．N2O2和N2O是该反应的催化剂 C．催化剂能改变该反应的焓变 D．快反应的活化能大，是反应历程中的决速反应 ▌题型06 活化能与碰撞理论 1、有效碰撞：我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 有效碰撞必须满足两个条件： ①反应物分子必须具有一定能量 ②碰撞时要有合适的取向 2、活化分子与活化能： 活化分子：能发生有效碰撞的分子； 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。 上图中，表示正反应的活化能的是 E1 ；逆反应的活化能的是 E2 ； 反应热为 E1-E2 。 3.碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 化学反应速率主要取决于有效碰撞的频率，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率 越快 。 （1）反应物浓度： 反应物浓度增大，单位体积内活化分子数 增多 ，活化分子百分数 不变 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快；同理，反应物浓度减小，单位体积内活化分子数 减小 ，活化分子百分数 不变 ，单位时间内有效碰撞次数减少，化学反应速率减慢。 （2）温度： 升高温度，活化分子数 增多 ，活化分子百分数 增大 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快；降低温度，活化分子数 减少 ，活化分子百分数 减小 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率减慢。 （3）催化剂： 加入催化剂，活化能 降低 ，单位体积内活化分子数 增多 ，活化分子百分数 增大 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快。 （4）压强： 其他条件相同时，增大反应体系压强，单位体积内活化分子数 增多 ，单位体积内活化分子百分数不变，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。 恒温恒容向反应体系内充惰性气体，单位体积内活化分子数 不变 ，化学反应速率 不变 。 恒温恒压向反应体系内充惰性气体，体积 增大 ，反应物浓度 减小 ，单位体积内活化分子数 减少 ，化学反应速率 减慢 。 【典例6】（25-26高二上·广东深圳·期中）向中加入少量溶液，的分解机理及其反应过程的能量变化如下。 ① ② 下列有关说法正确的是 A．反应①②均为放热反应 B．作催化剂，增大了活化分子百分数 C．反应①比反应②活化能大 D．加入少量溶液后，分解过程的最大能垒为 【变式6-1】（25-26高二上·广东惠州·期中）活泼自由基与氧气的反应一直是科学家关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A．该反应为放热反应 B．该历程中中间产物Z生成产物P2的过程为整个反应过程的决速步骤 C．该历程中活化能最大值为301.48 kJ/mol D．HNO自由基与O2生成产物P2的正反应的活化能小于逆反应的活化能 【变式6-2】（25-26高二上·广东汕头·期中）H2O2是一种重要的工业原料，利用H2和O2直接法合成H2O2的反应历程如图所示，下列说法中错误的是 A．和中Pd的化合价相同 B．步骤2中，若有1 mol O2参与反应，转移4 mol电子 C．降低了反应的活化能，加快了反应速率 D．直接法合成H2O2的总反应，原子利用率理论上为100% 【变式6-3】下列实验事实和原因对应正确的是 选项 实验事实 原因 A 其他条件相同，升高温度，Na2S2O3溶液与硫酸反应，析出硫的时间变短 升高温度可增大反应物中活化分子的百分数并提高分子间的碰撞频率 B H2O2溶液中加入MnO2充分反应后，MnO2质量不变 MnO2作催化剂，没有参加化学反应 C 其他条件相同，相同浓度的酸性KMnO4稀溶液与两种不同浓度的草酸溶液反应，浓度大的褪色快 浓度增大，可使反应的活化能降低 D 酸性KMnO4稀溶液与草酸溶液反应可观察到开始现象不明显，一段时间后较快褪色 反应显著放热而使反应速率加快 ▌题型07 化学反应速率图像 化学反应速率表示单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量； 同一反应，各物质的化学反应速率之比 = 各物质的化学计量数之比 例：某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 分析得知，反应物为X和Y ，生成物为 Z ； 2min内，X、Y、Z的物质的量的变化量分别为 0.3 mol、 0.1 mol、 0.2 mol， 故反应方程式为3X＋Y2Z 。 【典例7】酸性溶液和溶液可发生反应。控制其他条件相同，不同温度时混合两种溶液，随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线Ⅱ对应的温度 B．溶液紫色褪去的时间越长反应速率越快 C．实验中反应物用量 D．下段速率突然变大可能是生成的起到了催化作用 【变式7-1】某温度下，在金(Au)表面发生分解反应：，该反应的速率方程为(k为速率常数，k只与温度、催化剂、接触面积等有关，与浓度、压强无关，n为反应级数)，实验测得剩余的压强与时间的关系如图所示： 下列说法正确的是 A．n=1 B．速率常数 C．60分钟时 D．其他条件不变，增大的起始压强，反应速率增大 【变式7-2】某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g)    △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 【变式7-3】紫外光照射时，不同催化剂作用下将 CO2和 H2O(g)转化为 CH4和O2，CH4产量随光照时间的变化如图1，以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将 CO2和 CH4直接转化成乙酸，不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图 2.下列有关说法正确的是 A．由图1 知，在 0~15h 内，CH4的平均生成速率由大到小的顺序： III>II>I B．由图1 知，在0~35 h 内，CH4的平均生成速率由大到小的顺序： II>III> I C．由图2 知，250℃时催化剂的活性最高 D．由图2 知，乙酸的生成最佳温度范围： 400℃以上 ▌题型08 化学反应速率的应用 控制化学反应速率的核心思路是：加快有利反应（如工业生产、能源利用），抑制有害反应（如腐蚀、变质、爆炸）。这通常通过调节温度、浓度、压强、催化剂和接触面积等条件来实现。对反应速率的深入理解，是现代化学工程、环境科学、生物医药和材料科学的重要基础。 【典例8】（25-26高二上·广东惠州·期中）化学与生活密切相关，下列做法与化学反应速率控制无关的是 A．使用含氟牙膏防龋齿 B．工业矿石冶炼前先将矿石粉碎 C．夏天将牛奶放在冰箱保存 D．在月饼包装内放置抗氧化剂 【变式8-1】（25-26高二上·广东惠州·期中）化学与生产、生活密切相关。下列做法的目的属于减小化学反应速率且对人类有益的是 A．合成氨使用催化剂 B．厨房师傅做馒头时添加膨松剂 C．工业矿石冶炼前先将矿石粉碎 D．医护人员冷藏存放“新冠”疫苗 【变式8-2】（25-26高二上·广东广州·期中）化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用，下列说法正确的是 A．夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大 B．在化学工业中，选用催化剂一定能提高经济效益 C．茶叶等包装中加入还原性铁粉，可以延长茶叶的储存时间 D．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质 【变式8-3】钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物，主要成分为、及少量。用钒铬还原渣获得和的工艺流程如图： 已知：“酸浸”初始温度为，转化为。 回答下列问题： （1）“滤渣”主要成分的化学式是______________，提高“酸浸”时的浸出率，可采用的措施有___________________________________。(写出两条) （2）“氧化”时生成，发生反应的离子方程式为____________________________。 （3）可以与和反应生成，写出该反应的化学方程式______________。 （4）“一系列操作”包括、__________、___________、过滤、洗涤、干燥。 （5）查阅资料发现“氧化”时用代替更好，温度对沉钒、铬损的影响如图所示，用进行“氧化”时，应选择的适宜温度为_______，选用的原因是___________________。 / 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 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 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 典例精析 【典例1】D 举一反三 【变式1-1】A 【变式1-2】C 【变式1-3】B 题型02化学反应速率大小比较 典例精析 【典例2】B 举一反目 【变式2-1】A 【变式2-2】D 【变式2-3】C 题型03化学反应速率的影响因素 E 典例精析 【典例3】C 举一反 【变式3-1】C 【变式3-2】C 【变式3-3】C 题型04实验探究外界因素对化学反应速率的影响 三典例精析 【典例4】C 举一反三 1/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【变式4-1】D 【变式4-2】(1) 浓度 向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中） (2) 碱性 酸性 Ba0,+H,SO=H,O2+BaSO (3)排除阴离子种类差异带来的干扰 (4)秒表 (5)CD 【变式43】(1) 1mol 减小压强 升高温度 (2) 0.025mol.L.min- 5 30 ②和③ ①和② c(MnO) 25C 50C 题型05基元反应与过渡态 【典例5】A 三举一反三 【变式5-1】C 【变式5-2】B 【变式5-3】A 题型06活化能与碰撞理论 E 典例精析 【典例6】C 三举-反 【变式6-1】C 【变式6-2】B 【变式6-3】A 题型07化学反应速率图像 2/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 典例精析 【典例7】D 举一反王 【变式7-1】C 【变式7-2】B 【变式73】C 题型08化学反应速率的应用 典例精析 【典例8】A 三举一反三 【变式8-1】D 【变式8-2】C 【变式8-3】(1) SiO, 将矿渣粉碎、搅拌等 (2)H202+2V02+=2V05+2H (3)2Cr(OH),+4NaOH+3H,O,=2Na,CrO,+8H,O (4) 蒸发浓缩 冷却结晶 (5) 70C ①Na,S,0s稳定，受热不分解；②Na,S,0作氧化剂时，沉钒率远高于H,0,而铬损失 率受温度影响变化不大 3/3 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 题型02 化学反应速率大小比较 题型03 化学反应速率的影响因素 题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响 题型05 基元反应与过渡态 题型06 活化能与碰撞理论 题型07 化学反应速率图像 题型08 化学反应速率的应用 ▌题型01 化学反应速率 化学反应速率的定义 化学反应速率可以用单位时间内，反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。 单位：mol/(L·min) 或mol/(L·s） 【注意】 （1）通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，所以反应速率是正值； （2）化学反应速率是一段时间内的 平均反应速率 ； （3）不能用固体或纯液体来表示化学反应速率； 对于一个化学反应：m A (g) ＋ n B (g) == p C (g) ＋ q D (g) υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D) ＝ m︰n︰p︰q 也可表达为 同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。 【典例1】（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）下列说法正确的是 A．对于反应：，可以用单位时间内浓度的减小来表示其化学反应速率，而且用和表示的化学反应速率相同 B．对于反应：，可以在温度、体积一定时，测量单位时间内体系压强变化描述其反应速率 C．5%的溶液中加入二氧化锰粉末，分解速率迅速加快的原因是降低了反应的焓变，活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快 D．下列三支试管中，①20 ℃时，m g粉末状的锌与1 L 2溶液，②20℃时，m g粉末状的锌与1 L 3HCl溶液，③20℃时，m g粉末状的锌与1 L 4 溶液，生成的反应速率最快的是① 【答案】D 【解析】A．是生成物，应用单位时间内其浓度的增大表示反应速率；且水溶液中是溶剂，浓度基本不变，不能用来表示反应速率，A错误； B．该反应前后气体计量数之和相等，温度、体积一定时体系压强始终不变，无法通过压强变化描述反应速率，B错误； C．二氧化锰是反应的催化剂，作用是降低反应的活化能，催化剂不改变反应的焓变，C错误； D．为强氧化性酸，与锌反应不生成，相同温度下，①中浓度为，大于②中浓度，故①生成的反应速率最快，D正确； 故选D。 【变式1-1】（25-26高二上·广东揭阳·期中）飞秒化学对了解反应机理十分重要。光分解反应，经过2×10-15 s后的浓度减少6×10-5 mol·L-1。下列说法正确的是 A．用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L-1·s-1 B．在2×10-15 s时，I·浓度是浓度的2倍 C．2×10-15 s末时的反应速率是3×1010 mol·L-1·s-1 D．CF2-CF2、I·的速率关系：v(CF2-CF2)=2v(I·) 【答案】A 【解析】A．根据反应方程式中物质的转化关系可知与I·化学计量数之比是1∶2，在2×10-15 s后的浓度减少6×10-5 mol·L-1，则I·的浓度变化为1.2×10-4 mol·L-1，则用I·表示的反应速率v(I·)==6×1010 mol·L-1·s-1，A正确； B．在2×10-15 s时，I·改变的浓度是改变的浓度的2倍，而不是I·浓度是浓度的2倍，B错误； C．在0～2×10-15 s时，的平均反应速率v()==3×1010 mol·L-1·s-1，而不是2×10-15 s末的瞬时速率为3×1010 mol·L-1·s-1，C错误； D．化学反应速率之比等于方程式中相应物质的化学计量数之比，则、I·的速率关系：2v()=v(I·)，D错误； 故答案选A。 【变式1-2】（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）一定条件下，在5 L恒容密闭容器中进行反应，在0~2 min内，NO的物质的量增加了0.6 mol。下列说法错误的是 A．在0~1 min内，用NO表示的平均速率 B．在0~2 min内，用NH3表示的平均速率 C．其他条件不变，降低温度，v(正)增大，v(逆)减小 D．其他条件不变，增大NH3浓度，NH3的活化分子百分数不变 【答案】C 【解析】A．0~2 min内，，反应速率随反应物浓度降低逐渐减慢，故0~1 min内的平均速率大于0~2 min的平均速率，即，A正确； B．反应速率之比等于化学计量数之比，与计量数均为4，故，B正确； C．降低温度，活化分子百分数减小，正、逆反应速率均减小，C错误； D．增大浓度，单位体积内活化分子数增多，但活化分子百分数仅与温度、催化剂有关，故其活化分子百分数不变，D正确； 故选C。 【变式1-3】在4L密闭容器中充入6molA气体和5molB气体，在一定条件下发生反应： ，5s时，生成了2molC，经测定D的浓度为0.5mol⋅L-1，下列判断正确的是 A．x=1 B．5s内C的平均反应速率为0.1mol⋅L-1⋅s-1 C．此时A的浓度为1.50mol·L-1 D．5s内B的平均反应速率为0.2mol⋅L-1⋅s-1 【答案】B 【解析】A．5s时，生成，反应中物质的量变化量之比等于化学计量数之比，因此，解得，A错误； B．5s内C的平均反应速率，B正确； C．生成2mol C时，消耗A的物质的量为，剩余A的物质的量为，浓度为，C错误； D．生成2 mol C时，消耗B的物质的量为，B的平均反应速率，D错误； 故选B。 ▌题型02 化学反应速率大小比较 化学反应速率大小比较 （1）对于同一个化学反应，在比较化学反应速率的大小时，应用同一种物质、同一单位表示化学反应速率，再进行比较。不能单纯比较数值的大小。 单位换算：1 mol/(L·min) = mol/(L·s） （2）对于反应m A (g) ＋ n B (g) == p C (g) ＋ q D (g) 也可比较、 【典例2】（25-26高二上·广东惠州·期中）对于可逆反应A(s)+3B(g)2C(g)+2D(g)，下列在不同条件下表示的化学反应速率中最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A为固体，固体浓度为常数，一般不用固体表示化学反应速率，不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大，反应速率越快，B选项中，计算得；C选项中，计算得；D选项中，计算得，B选项中反应速率最大，因此选B。 【变式2-1】（25-26高二上·广东广州·期中）已知反应4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最慢的是 A．v(CO)=0.04 mol·L-1·min-1 B．v(NO2)=0.06 mol·L-1·min-1 C．v(N2)=0.04 mol·L-1·min-1 D．v(CO2)=0.01 mol·L-1·s-1 【答案】A 【解析】A．将该速率除以对应物质计量数得标准速率值为，数值最小，反应速率最慢，A符合题意； B．换算为标准速率值为，数值大于A，反应速率更快，B不符合题意； C．换算为标准速率值为，数值大于A，反应速率更快，C不符合题意； D．先统一单位得，换算为标准速率值为，数值最大，反应速率最快，D不符合题意； 故选A。 【变式2-2】（24-25高二上·广东深圳·阶段检测）在不同条件下分别测得反应2SO2＋O2 2SO3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·min) B．v(SO3)=6 mol/(L·min) C．v(SO2)=0.1 mol/(L·s) D．v(O2)=0.08 mol/(L·s) 【答案】D 【解析】A．将换算为的反应速率：； B．将换算为的反应速率：； C．先统一单位，，换算为的反应速率：； D．先统一单位，； 相同单位对比数值可得：D选项反应进行得最快，故选D。 【变式2-3】反应，下列反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】要比较反应速率快慢，需要将不同物质表示的反应速率换算为同一物质的反应速率，统一单位后再比较大小；根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得：；即将各个选项换算为X的反应速率且同一单位； 【解析】A． B． C． D． 比较换算后X的速率可得C选项反应速率最快；故答案为C。 ▌题型03 化学反应速率的影响因素 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3】（25-26高二上·广东广州·期中）下列措施无法改变化学反应速率的是 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．金刚石合成石墨时增大压强 D．锌粉和盐酸反应时加水稀释 【答案】C 【解析】A．铂是氨催化氧化反应的催化剂，催化剂可改变化学反应速率，该措施能加快反应速率，A不符合题意； B．中和滴定时边滴边摇锥形瓶，可增大反应物接触面积，加快反应速率，该措施能改变化学反应速率，B不符合题意； C．金刚石合成石墨的反应中反应物和生成物均为固体，无气体参与，增大压强对固体浓度无影响，无法改变化学反应速率，C符合题意； D．锌粉和盐酸反应时加水稀释，会降低盐酸的浓度，减慢反应速率，该措施能改变化学反应速率，D不符合题意； 故答案选C。 【变式3-1】（25-26高二上·广东·阶段检测）某温度下，在一密闭容器中进行可逆反应：，下列叙述正确的是 A．缩小容器体积，正反应速率增大，逆反应速率减小 B．平衡后加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大 D．容器体积不变，充入He使压强增大，反应速率增大 【答案】C 【解析】A．缩小容器体积，气体浓度增大，正反应速率和逆反应速率均增大，A错误； B．W为固体，加入固体不影响反应速率，B错误； C．升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，C正确； D．充入He，容器体积不变，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误； 故答案为：C。 【变式3-2】在某体积可变的密闭容器中发生反应：  。改变下列条件能够增大其反应速率的是 A．增加C(s)的物质的量 B．保持体积不变，分离出部分CO和H2 C．将体积缩小一半 D．保持体积不变，向容器内充入一定量氦气 【答案】C 【解析】A．C是固体，固体的浓度视为常数，增加C的物质的量不会改变其浓度，因此反应速率不变，A不符合题意； B．保持体积不变，分离出部分气态产物和，会使体系中气态生成物浓度降低，逆反应速率减小，同时平衡正向移动也会导致反应物的浓度逐渐降低，最终正、逆反应速率均减小，B不符合题意； C．将体积缩小一半，所有气态物质（、、）的浓度都瞬间变为原来的2倍，气态反应物浓度增大，反应速率加快，C符合题意； D．保持体积不变充入氦气，容器内总压增大，但原有气态反应物的物质的量和容器体积都没有变化，因此气态物质的浓度不变，反应速率不变，D不符合题意； 故选C。 【变式3-3】对于合成氨反应：  ，达到平衡后，以下分析不正确的是 A．降低温度，对逆反应的反应速率影响更大 B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C．改变反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D．加入催化剂，对正逆反应的反应速率影响一样大 【答案】C 【解析】A．温度对吸热反应速率影响更大，该反应，正反应放热，逆反应为吸热反应，降低温度对逆反应速率影响更大，A正确； B．该反应正方向为气体分子数减小的方向，增大压强平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，可知增大压强对正反应的反应速率影响更大，B正确； C．改变反应物浓度时，正反应速率瞬间发生变化，逆反应速率瞬时不变，对正反应的反应速率影响更大，C错误； D．加入催化剂会同等程度改变正、逆反应速率，平衡不移动，故对正逆反应的反应速率影响一样大，D正确； 故选C。 ▌题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响 1、浓度对反应速率的影响： 实验原理：Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋ SO2↑＋S↓＋H2O 浓度 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.1 mol/L H2SO4溶液 较慢产生淡黄色沉淀 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。 第二组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 较快产生淡黄色沉淀 2、温度对反应速率的影响： 温度 试剂 反应条件 实验现象 实验结论 第一组 2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液 和 2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液 将试管置于冷水中 较慢产生淡黄色沉淀 其他条件相同时，升温加快反应速率，降温减慢反应速率 第二组 将试管置于热水中 较慢产生淡黄色沉淀 3、催化剂对反应速率的影响： 催化剂 试剂 实验现象 实验结论 第一组 2 mL 5% H2O2溶液和几滴1 mol/L FeCl3溶液 较多气泡产生 其他条件相同时，加入催化剂，加快反应速率 第二组 2 mL 5% H2O2溶液 几乎无气泡 【典例4】（25-26高二上·广东江门·阶段检测）下列关于装置或操作说法正确的是 A．可用于测定酸碱中和反应的反应热 B．可依据单位时间内颜色变化来比较浓度对反应速率的影响 C．用于验证非金属性：C>Si D．可用于合成氨并检验氨气的生成 【答案】C 【解析】A．测定中和热的装置缺少环形玻璃搅拌棒，无法使酸碱充分混合反应，测量误差较大，A错误； B．两组实验中浓度不同，初始溶液颜色深浅不同，变量设置不合理，无法通过单位时间颜色变化比较浓度对反应速率的影响，B错误； C．稀硫酸与反应生成，通入溶液生成硅酸沉淀，证明酸性，最高价氧化物对应水化物酸性越强非金属性越强，可验证非金属性，C正确； D．干燥的试纸遇氨气无明显现象，检验氨气需要使用湿润的试纸，D错误； 故选C。 【变式4-1】（25-26高二上·广东广州·期中）某研究性学习小组为探究浓度、温度对化学反应速率的影响，利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应进行如下实验。下列说法错误的是 实验序号 实验温度/℃ 有关物质的体积/mL 溶液褪至无色所需时间/s 0.02酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 1 293 2 4 t1 2 T1 2 3 V1 8 3 313 2 V2 1 t2 A．T1=293，V2=3 B．实验2、3探究温度对化学反应速率的影响 C．t1<8，t2<8 D．实验2，0~8s内用KMnO4浓度变化表示的反应速率v=2.5×10-3mol·L-1·s-1 【答案】D 【解析】A．探究浓度对反应速率的影响时需控制温度相同，故；为保证除变量外其余条件一致，所有实验溶液总体积为，因此，A正确； B．实验2、3中反应物浓度完全相同，仅温度不同，符合控制变量法要求，可探究温度对化学反应速率的影响，B正确； C．实验1与实验2温度相同，实验1草酸浓度更大，反应速率更快，故；实验3温度高于实验2，反应物浓度与实验2相同，反应速率更快，故，C正确； D．实验2中溶液总体积为，的浓度变化量为，反应速率，不是，D错误； 故答案为D。 【变式4-2】（25-26高二上·广东肇庆·阶段检测）某实验小组以分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。 分组实验 反应物 催化剂 ① 溶液 无 ② 溶液 无 ③ 溶液 溶液 ④ 溶液+少量稀盐酸 溶液 ⑤ 溶液＋少量NaOH溶液 溶液 （1）实验①和②的目的是探究_________对反应速率的影响。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是________________________。 （2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。 分析下图能够得出的实验结论： ①______环境能增大分解的速率； ②______环境能减小分解的速率。 ③基于以上结论该小组提出可以用固体与溶液反应制，反应的化学方程式为________________________。 小组同学设计实验进一步探究和对分解的催化效果，分别设计了如下图甲、乙两种实验装置。 （3）有同学提出将，改为更为合理，其理由是________________________。 （4）若利用乙实验可进行定量比较分析，实验时均以生成40 mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略，实验中还需要用到的实验仪器为____________。 （5）使用催化剂催化分解的反应中，催化剂改变了______(填字母序号) A．反应限度 B．反应焓变 C．反应路径 D．活化分子百分数 【答案】（1）浓度 向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中) （2）碱性 酸性 ↓ （3）排除阴离子种类差异带来的干扰 （4）秒表 （5）CD 【分析】实验通过“唯一变量”法探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。 【解析】（1）题干明确指出研究“浓度、催化剂、溶液酸碱性”对反应速率的影响。实验③④⑤探究了酸碱性，实验③和无催化剂的实验对比探究了催化剂，因此实验①和②的目的是探究浓度对反应速率的影响。由于常温下 分解极慢，为观察到明显现象，可通过升高温度或加入催化剂来加快反应，故改进方案为向两支试管中加入等量同种催化剂或将两支试管同时放入同一热水浴中。 （2）① 由图像可知，曲线⑤的斜率最大，反应速率最快，对应加入少量 溶液的碱性环境，说明碱性环境能增大 分解的速率； ② 曲线④的斜率最小，反应速率最慢，对应加入少量稀盐酸的酸性环境，说明酸性环境能减小 分解的速率； ③ 根据复分解反应规律， 固体与 溶液反应生成 和 沉淀，化学方程式为 。 （3） 和 中不仅阳离子不同，阴离子也不同。为了探究 和 的催化效果，必须遵循单一变量原则，将 改为 可以保证阴离子均为 ，从而排除阴离子种类差异带来的干扰。 （4）定量比较反应速率，在收集相同体积（）气体的情况下，需要测量收集该体积气体所消耗的时间，因此还需要用到测量时间的仪器，即秒表（或计时器）。 （5）催化剂能够改变反应的路径（历程），降低反应所需的活化能，从而使更多的普通分子变为活化分子，增大了活化分子百分数，加快了反应速率（C、D正确）。但催化剂不能改变反应的始态和终态，因此不改变反应的焓变，也不能使平衡发生移动，不改变反应限度（A、B错误）。故选 CD。 【变式4-3】（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）回答下列问题。 （1）向一体积不变的密闭容器中加入2 molA、0.6 molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应  ，各物质浓度随时间变化如图1所示。图2为时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知阶段为使用催化剂；图1中阶段未画出。 ①B的起始物质的量为_________。 ②，阶段改变的条件为__________________，__________________。 （2）某小组利用溶液和硫酸酸化的溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知： 实验编号 0.1 mol/L酸性溶液的体积/mL 0.6 mol/L溶液的体积/mL 的体积/mL 实验温度/℃ 溶液褪色所需时间/min ① 10 35 25 ② 10 10 30 25 ③ 10 10 50 ①实验①测得溶液的褪色时间为2min，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率__________。 ②表中_______mL，_______mL。 ③探究温度对化学反应速率影响的实验编号是_______(填编号，下同)，可探究反应物浓度对反应速率影响的实验编号是________。 ④已知50℃时与反应时间的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25℃时的变化曲线示意图_________。 【答案】（1）1mol 减小压强 升高温度 （2） 5 30 ②和③ ①和② 【分析】（2）利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”，实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢，根据控制单一变量法，实验②混合液的总体积为10 mL+10 mL+30 mL=50 mL，则实验①、实验③混合液的总体积也是50 mL，则V1=50 mL−10 mL−35 mL=5 mL，V2=50 mL−10 mL-10 mL=30 mL，据此分析解答。 【解析】（1）①反应开始至平衡过程中，A的物质的量浓度由1 mol/L降低至0.8 mol/L，，则，A起始的物质的量为2mol，起始浓度为1 mol/L，则容器体积为2L，平衡时c(B)=0.4mol/L，则起始c(B)=0.4 mol/L+0.1 mol/L=0.5 mol/L，n(B)=0.5 mol/L×2 L=1 mol； ②t3～t4阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，而t3～t4阶段为使用催化剂，若t4～t5阶段改变的条件为降低反应温度，平衡会发生移动，则正逆反应速率不相等，该反应为气体等体积反应，则t4～t5阶段应为减小压强；t5～t6阶段化学反应速率均增加，且正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，该反应正向为吸热反应，因此t5～t6阶段改变的条件为升高温度； （2）①草酸的物质的量为0.60 mol/L×0.005 L=0.003 mol，高锰酸钾的物质的量为0.10 mol/L×0.01 L=0.001 mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.003 mol:0.001 mol=3:1，由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知，草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为，这段时间内平均反应速率，由速率之比等于化学计量数之比可知，这段时间内平均反应速率为：； ②实验②混合液的总体积为10 mL+10 mL+30 mL=50 mL，则实验①、实验③混合液的总体积也是50 mL，则V1=50 mL−10 mL−35 mL=5 mL，V2=50 mL−10 mL-10 mL=30 mL； ③探究温度对化学反应速率影响，必须满足除了温度不同，其他条件完全相同，所以满足此条件的实验编号是：②和③；探究反应物浓度对化学反应速率影响，除了浓度不同，其他条件完全相同的实验编号是①和②； ④25 ℃时反应速率小于50 ℃时，所以高锰酸根离子的浓度变化比50 ℃时小，反应需要的时间大于50 ℃条件下需要的时间，据此画出25 ℃时，的变化曲线示意图为：。 ▌题型05 基元反应与过渡态 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。 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。 2、反应历程：反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应。 大多数化学反应都是分几步完成的，基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。 总反应速率的快慢由 慢 的基元反应决定。 3、过渡态： 基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。 【典例5】（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）FeS2可用作光电材料，二硫化物(R-S-S-R)在铁表面作用生成FeS2的反应历程如图所示。下列有关说法错误的是 A．过渡态1最稳定 B．第Ⅱ步为决速步骤 C．总反应的ΔH<0 D．若加入催化剂，第Ⅰ步活化能小于155.1kJ/mol 【答案】A 【解析】A．物质能量越低越稳定，过渡态的能量均高于各中间体、反应物和产物，过渡态1能量最高，并非最稳定，而是最不稳定，A错误； B．反应的决速步骤为活化能最大的步骤，第Ⅱ步活化能为，是三步中最大的，故第Ⅱ步为决速步骤，B正确； C．总反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，故，C正确； D．催化剂可以降低反应的活化能，因此加入催化剂后第Ⅰ步活化能小于，D正确； 故答案选A。 【变式5-1】（25-26高二上·广东汕头·阶段检测）二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体二氧化碳的排放。制甲醇的总反应可表示为，该反应一般通过如下步骤来实现： ① ； ② 。 下列说法中错误的是 A．总反应的 B．能量示意图中有两个基元反应 C．若反应②为慢反应，如图示意图能体现上述反应能量变化 D．CO2(g)与3H2(g)合成CH3OH(g)的原子利用率小于100% 【答案】C 【解析】A．根据盖斯定律，将反应①+②可得总反应，，A正确； B．总反应通过①、②两个基元步骤实现，能量示意图中两个峰对应两个基元反应的过渡态，能体现两个基元反应，B正确； C．慢反应的活化能更高，若反应②为慢反应，则第二步的能垒应高于第一步；题图中第一步能垒更高，对应反应①为慢反应，无法体现反应②为慢反应的特点，C错误； D．总反应产物为和，存在副产物，因此合成的原子利用率小于100%，D正确； 故选C。 【变式5-2】（25-26高二上·广东东莞·期中）反应的物质能量随反应过程的变化如图中曲线①所示；使用催化剂M后，反应中物质能量随反应过程的变化如图中曲线②所示，下列说法不正确的是 A．生成是一个放热反应 B．使用催化剂降低了该反应的焓变 C．使用催化剂后，反应历程分3步进行 D．使用催化剂后，反应历程中的决速步为 【答案】B 【解析】A．由曲线①可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此生成为放热反应，A正确； B．催化剂只能降低反应的活化能，不改变反应物和生成物的总能量差，因此反应的焓变不变，B错误； C．使用催化剂后的反应历程有3个能峰（过渡态），对应3步基元反应：、、，反应历程分3步进行，C正确； D．反应的决速步是历程中活化能最大的基元反应，由曲线②可知，的活化能最高，为该反应的决速步，D正确； 故选B。 【变式5-3】（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）已知反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g) ∆H= -752kJ·mol-1的反应机理如下， ①2NO(g) N2O2(g)(快) ②N2O2(g)+ H2(g) N2O(g)+H2O(g)(慢) ③N2O(g)+ H2(g) N2(g)+H2O(g)(快) 下列说法正确的是 A．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大 B．N2O2和N2O是该反应的催化剂 C．催化剂能改变该反应的焓变 D．快反应的活化能大，是反应历程中的决速反应 【答案】A 【解析】A．总反应的为放热反应，由可知，即逆反应的活化能比正反应的活化能大，A正确； B．和是反应过程中生成、后续又被消耗的物质，属于中间产物，不是催化剂，B错误； C．催化剂只能改变反应的活化能，不改变反应的始终态，而焓变由反应的始终态决定，因此催化剂不能改变该反应的焓变，C错误； D．活化能越小反应速率越快，快反应的活化能更小，反应历程中慢反应才是决速反应，D错误； 故选A。 ▌题型06 活化能与碰撞理论 1、有效碰撞：我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 有效碰撞必须满足两个条件： ①反应物分子必须具有一定能量 ②碰撞时要有合适的取向 2、活化分子与活化能： 活化分子：能发生有效碰撞的分子； 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。 上图中，表示正反应的活化能的是 E1 ；逆反应的活化能的是 E2 ； 反应热为 E1-E2 。 3.碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 化学反应速率主要取决于有效碰撞的频率，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率 越快 。 （1）反应物浓度： 反应物浓度增大，单位体积内活化分子数 增多 ，活化分子百分数 不变 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快；同理，反应物浓度减小，单位体积内活化分子数 减小 ，活化分子百分数 不变 ，单位时间内有效碰撞次数减少，化学反应速率减慢。 （2）温度： 升高温度，活化分子数 增多 ，活化分子百分数 增大 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快；降低温度，活化分子数 减少 ，活化分子百分数 减小 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率减慢。 （3）催化剂： 加入催化剂，活化能 降低 ，单位体积内活化分子数 增多 ，活化分子百分数 增大 ，单位时间内有效碰撞次数增加，化学反应速率加快。 （4）压强： 其他条件相同时，增大反应体系压强，单位体积内活化分子数 增多 ，单位体积内活化分子百分数不变，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。 恒温恒容向反应体系内充惰性气体，单位体积内活化分子数 不变 ，化学反应速率 不变 。 恒温恒压向反应体系内充惰性气体，体积 增大 ，反应物浓度 减小 ，单位体积内活化分子数 减少 ，化学反应速率 减慢 。 【典例6】（25-26高二上·广东深圳·期中）向中加入少量溶液，的分解机理及其反应过程的能量变化如下。 ① ② 下列有关说法正确的是 A．反应①②均为放热反应 B．作催化剂，增大了活化分子百分数 C．反应①比反应②活化能大 D．加入少量溶液后，分解过程的最大能垒为 【答案】C 【解析】A．由能量变化图可知，反应①的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，二者并非均为放热反应，A错误； B．结合反应机理，在反应①中被消耗、反应②中重新生成，是该反应的催化剂，是反应中间产物，B错误； C．由图可知反应①的活化能大于反应②的活化能，即反应①比反应②活化能大，C正确； D．是无催化剂时分解的能垒，加入作催化剂后，分解过程的最大能垒为，D错误； 故选C。 【变式6-1】（25-26高二上·广东惠州·期中）活泼自由基与氧气的反应一直是科学家关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A．该反应为放热反应 B．该历程中中间产物Z生成产物P2的过程为整个反应过程的决速步骤 C．该历程中活化能最大值为301.48 kJ/mol D．HNO自由基与O2生成产物P2的正反应的活化能小于逆反应的活化能 【答案】C 【解析】A．反应物和的总能量高于两种产物的总能量，因此该反应为放热反应，A正确； B．决速步骤为反应历程中活化能最大的步骤，中间产物Z生成产物P2的活化能为，是所有基元步骤中活化能最大的，为整个反应的决速步骤，B正确； C．由上述计算可知，该历程中最大正反应活化能为，不是，C错误； D．与生成的反应为放热反应，，根据，可知正反应的活化能小于逆反应的活化能，D正确； 故选C。 【变式6-2】（25-26高二上·广东汕头·期中）H2O2是一种重要的工业原料，利用H2和O2直接法合成H2O2的反应历程如图所示，下列说法中错误的是 A．和中Pd的化合价相同 B．步骤2中，若有1 mol O2参与反应，转移4 mol电子 C．降低了反应的活化能，加快了反应速率 D．直接法合成H2O2的总反应，原子利用率理论上为100% 【答案】B 【解析】A．中为-1价，计算得化合价为+2；中为过氧键结构，O为-1价，为-1价，计算得化合价也为+2，二者化合价相同，A正确； B．步骤2中转化为过氧键中的，元素化合价从0变为-1，1 mol 参与反应转移2 mol电子，并非4 mol，B错误； C．步骤1中参加了反应，在步骤3中又转化为，因此是该反应的催化剂，催化剂可降低反应活化能、加快反应速率，C正确； D．直接法合成的总反应为，无其他副产物生成，原子利用率理论上为100%，D正确； 故答案选B。 【变式6-3】下列实验事实和原因对应正确的是 选项 实验事实 原因 A 其他条件相同，升高温度，Na2S2O3溶液与硫酸反应，析出硫的时间变短 升高温度可增大反应物中活化分子的百分数并提高分子间的碰撞频率 B H2O2溶液中加入MnO2充分反应后，MnO2质量不变 MnO2作催化剂，没有参加化学反应 C 其他条件相同，相同浓度的酸性KMnO4稀溶液与两种不同浓度的草酸溶液反应，浓度大的褪色快 浓度增大，可使反应的活化能降低 D 酸性KMnO4稀溶液与草酸溶液反应可观察到开始现象不明显，一段时间后较快褪色 反应显著放热而使反应速率加快 【答案】A 【解析】A．升高温度，分子总能量上升，活化分子百分数增大，有效碰撞频率提高，反应速率加快，析出硫时间变短，事实与原因对应正确，A符合题意； B．作催化剂，参与反应历程，只是反应前后质量与化学性质不变，“没有参加化学反应” 表述错误，B不符合题意； C．反应物浓度增大，仅提升活化分子总数，不会改变反应活化能，原因描述错误，C不符合题意； D．该反应先慢后快主要是生成的对反应起到催化作用（自催化），不是反应放热主导速率加快，D不符合题意； 故选A。 ▌题型07 化学反应速率图像 化学反应速率表示单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量； 同一反应，各物质的化学反应速率之比 = 各物质的化学计量数之比 例：某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 分析得知，反应物为X和Y ，生成物为 Z ； 2min内，X、Y、Z的物质的量的变化量分别为 0.3 mol、 0.1 mol、 0.2 mol， 故反应方程式为3X＋Y2Z 。 【典例7】酸性溶液和溶液可发生反应。控制其他条件相同，不同温度时混合两种溶液，随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线Ⅱ对应的温度 B．溶液紫色褪去的时间越长反应速率越快 C．实验中反应物用量 D．下段速率突然变大可能是生成的起到了催化作用 【答案】D 【分析】控制其他条件相同，改变温度，温度越高，反应速率越快，反应结束需要的时间越短。所以温度ⅡⅠ。 【解析】A．由上面分析可知曲线Ⅱ对应的温度，A错误； B．溶液紫色褪去，反应结束，时间越长反应速率越慢，B错误； C．由图中信息高锰酸钾完全反应，草酸过量，，C错误； D．加入催化剂或升高温度，能明显加快反应速率，在其它条件都相同时，开始速率小，过一会儿速率突然增大，有可能反应放热温度明显升高引起的，也可能是反应生成了具有催化作用的物质，其中水没有这种作用，CO2释放出去了，所以可能起催化作用的是Mn2+，D正确； 故选D。 【变式7-1】某温度下，在金(Au)表面发生分解反应：，该反应的速率方程为(k为速率常数，k只与温度、催化剂、接触面积等有关，与浓度、压强无关，n为反应级数)，实验测得剩余的压强与时间的关系如图所示： 下列说法正确的是 A．n=1 B．速率常数 C．60分钟时 D．其他条件不变，增大的起始压强，反应速率增大 【答案】C 【分析】分析图像可知，剩余的压强与时间成线性关系，说明反应速率是恒定的，与的压强无关，即n=0，据此分析解答。 【解析】A．由分析可知，n=0，故A错误； B．反应速率，从反应开始至40min，，；速率方程为，所以，故B错误； C．由得60min时的，故C正确； D．因为n=0，速率方程为，反应速率与的压强无关，所以增大的起始压强，反应速率不变，故D错误； 故答案选C。 【变式7-2】某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g)    △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 【答案】B 【解析】A．由图可知，t2时刻，改变条件，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，该反应为气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，且正逆反应速率同等增大，故也可能是改变压强，A错误； B．t3时刻，改变条件，正、逆反应速率降低，且逆反应速率降低更多，平衡向正反应移动，B正确； C．该反应为气体分子数不变的反应，增大压强正逆反应速率同等增大，平衡不移动，C错误； D．t2～t3平衡不移动，转化率不变；反应为放热反应，t3时刻改变条件，正、逆反应速率都降低，且逆反应速率降低更多，则改变条件为降低温度，t3～t4时刻，平衡向正反应移动，转化率增大；t5时刻改变条件，正、逆反应速率都升高，且逆反应速率降低升高更多，则改变条件为升高温度，t5～t6时刻，平衡向逆反应移动，转化率降低；对比t3、t6时刻平衡时速率可知，t5时刻升高温度幅度没有t3时刻降温幅度大，则t6时刻平衡较t3时刻，相当于平衡正向移动，t6时刻转化率大于t3时刻，D错误； 故选B。 【变式7-3】紫外光照射时，不同催化剂作用下将 CO2和 H2O(g)转化为 CH4和O2，CH4产量随光照时间的变化如图1，以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将 CO2和 CH4直接转化成乙酸，不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图 2.下列有关说法正确的是 A．由图1 知，在 0~15h 内，CH4的平均生成速率由大到小的顺序： III>II>I B．由图1 知，在0~35 h 内，CH4的平均生成速率由大到小的顺序： II>III> I C．由图2 知，250℃时催化剂的活性最高 D．由图2 知，乙酸的生成最佳温度范围： 400℃以上 【答案】C 【解析】A．由图1知，0~15内相同时间下产量II>III>I，平均生成速率与产量成正比，故顺序为II>III>I，A错误； B．由图1知，0~35内最终产量III>II>I，故平均生成速率顺序为III>II>I，B错误； C．由图2知，250℃时催化剂的催化效率达到最大值，故催化剂活性最高，C正确； D．由图2知，400℃以上催化剂催化效率为0，已经失活，乙酸生成最佳温度为250℃左右，此时催化活性高且生成速率较快，D错误； 故选C。 ▌题型08 化学反应速率的应用 控制化学反应速率的核心思路是：加快有利反应（如工业生产、能源利用），抑制有害反应（如腐蚀、变质、爆炸）。这通常通过调节温度、浓度、压强、催化剂和接触面积等条件来实现。对反应速率的深入理解，是现代化学工程、环境科学、生物医药和材料科学的重要基础。 【典例8】（25-26高二上·广东惠州·期中）化学与生活密切相关，下列做法与化学反应速率控制无关的是 A．使用含氟牙膏防龋齿 B．工业矿石冶炼前先将矿石粉碎 C．夏天将牛奶放在冰箱保存 D．在月饼包装内放置抗氧化剂 【答案】A 【解析】A．使用含氟牙膏防龋齿的原理是氟离子与牙齿表面的羟基磷酸钙发生沉淀转化，生成更耐酸腐蚀的氟磷酸钙，与化学反应速率控制无关，A正确； B．工业矿石冶炼前先将矿石粉碎，可增大矿石与反应物的接触面积，加快反应速率，与化学反应速率控制有关，B错误； C．夏天将牛奶放在冰箱保存，温度降低可减慢牛奶变质的反应速率，与化学反应速率控制有关，C错误； D．在月饼包装内放置抗氧化剂，可消耗包装内氧气、降低氧气浓度，减慢月饼被氧化的速率，与化学反应速率控制有关，D错误； 故选A。 【变式8-1】（25-26高二上·广东惠州·期中）化学与生产、生活密切相关。下列做法的目的属于减小化学反应速率且对人类有益的是 A．合成氨使用催化剂 B．厨房师傅做馒头时添加膨松剂 C．工业矿石冶炼前先将矿石粉碎 D．医护人员冷藏存放“新冠”疫苗 【答案】D 【解析】A．合成氨使用催化剂的目的是降低反应活化能，加快合成氨的反应速率，A不符合题意； B．做馒头时添加膨松剂是为了使馒头松软多孔，与改变反应速率无关，B不符合题意； C．工业冶炼矿石前粉碎矿石，可增大矿石与反应物的接触面积，加快反应速率，C不符合题意； D．医护人员冷藏存放“新冠”疫苗，可以降低温度，减慢疫苗变质的速率，避免疫苗失效，属于减小化学反应速率且对人类有益，D符合题意； 故选D。 【变式8-2】（25-26高二上·广东广州·期中）化学反应速率在工农业生产和日常生活中都有重要作用，下列说法正确的是 A．夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率相差不大 B．在化学工业中，选用催化剂一定能提高经济效益 C．茶叶等包装中加入还原性铁粉，可以延长茶叶的储存时间 D．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质 【答案】C 【解析】A．温度越高化学反应速率越快，夏天温度明显高于冬天，夏天面粉发酵速率远快于冬天，A错误； B．催化剂可以加快反应速率，但催化剂的成本、使用寿命等均会影响最终收益，选用催化剂不一定能提高经济效益，B错误； C．还原性铁粉可与茶叶包装中的氧气反应，降低氧气浓度，减慢茶叶氧化变质的速率，可以延长茶叶储存时间，C正确； D．低温冷藏只能降低微生物活性、减慢肉类腐败变质的速率，无法完全阻止反应发生，不能使其永远不会腐败变质，D错误； 故选C。 【变式8-3】钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物，主要成分为、及少量。用钒铬还原渣获得和的工艺流程如图： 已知：“酸浸”初始温度为，转化为。 回答下列问题： （1）“滤渣”主要成分的化学式是______________，提高“酸浸”时的浸出率，可采用的措施有___________________________________。(写出两条) （2）“氧化”时生成，发生反应的离子方程式为____________________________。 （3）可以与和反应生成，写出该反应的化学方程式______________。 （4）“一系列操作”包括、__________、___________、过滤、洗涤、干燥。 （5）查阅资料发现“氧化”时用代替更好，温度对沉钒、铬损的影响如图所示，用进行“氧化”时，应选择的适宜温度为_______，选用的原因是___________________。 【答案】（1） 将矿渣粉碎、搅拌等 （2） （3） （4）蒸发浓缩 冷却结晶 （5）70℃ ①稳定，受热不分解；②作氧化剂时，沉钒率远高于，而铬损失率受温度影响变化不大 【分析】钒铬还原渣用硫酸酸浸，二氧化硅成为滤渣除去，滤液中含VO2+、Cr3+；加入过氧化氢把VO2+氧化为，调pH水解沉钒，分离得到和含Cr3+净化液。净化液调pH析出Cr(OH)3沉淀，沉淀再加过氧化氢、氢氧化钠氧化得到铬酸盐，调pH转化为重铬酸钠溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体，实现钒、铬两种元素的回收分离。 【解析】（1）“滤渣”的主要成分是；提高“酸浸”时的浸出率，可采用的措施有将矿渣粉碎、搅拌、适当增大酸溶液的浓度等； （2）“氧化”时，双氧水与反应生成，发生反应离子方程式为； （3）可以与和反应生成，反应方程式为； （4）的溶解度随温度升高而增大，的溶解度随温度升高变化不大，“一系列操作”包括先蒸发浓缩，再过滤除去，然后冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到； （5）沉钒率越高越好，铬损率越低越好，用进行“氧化”时，稳定，受热不分解，从图像可知，作氧化剂时，在沉钒率维持在很高的水平，但70℃铬损率低于90℃，因此选择70℃；对比的曲线可发现，同温度下沉钒率远高于，铬损率随温度变化不大，能提升钒的回收率、减少铬的损失，因此效果更好。 / 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 $