第30讲 化学反应速率的影响因素（1）-化学反应速率及相关计算 课件-2027届高三化学一轮复习

最适合真实课堂教学的课件！ 简洁、启智！ 1.7.2013 ‹#› 化学反应速率及影响因素 化学反应速率 用来衡量化学反应进行 的物理量。 快慢 1.概念： 2.表示方法： 通常用单位时间内反应物浓度的　　　或生成物浓度的　　　来表示。 3.数学表达式及单位 减小 增大 v(B) = ，单位为 或 。 mol/(L·s) mol·L-1·s-1 【注意】纯固体、纯液体浓度视为常数。 Δc(B) Δt 【说明】理论上，化学反应速率可以利用单位时间内某一种物质的_____、__________、___________或_________、_________、 等相关量的变化来定性判断。 质 量 气体体积 物质的浓度 体系压强 体系颜色 溶液导电能力 3.数学表达式及单位 v(B) = ，单位为 或 。 mol/(L·s) mol·L-1·s-1 【注意】纯固体、纯液体浓度视为常数。 Δc(B) Δt 【例】在某一化学反应中，反应物B的浓度在5s内从6.0mol/L变成2.0mol/L。在这5s内物质B的平均反应速率为 。 0.8mol/(L·s) 化学反应速率 注意事项 1.化学反应速率表示的是 （填“平均”或“瞬时”）反应速率。 3.固体和纯液体的浓度视为 ，一般不用其浓度来表示化学反应速率。 平均 2.化学反应速率取 （填“正值”、“负值”或“正负值均可”） 正值 化学反应速率 常数 【例】在2Na＋2H2O === 2NaOH＋H2↑的反应中，下列说法正确的是（ ） A.可以用c (Na)表示此反应的化学反应速率 B.可以用c (H2O)表示此反应的化学反应速率 C.可以用c (NaOH)表示此反应的化学反应速率 D.可以用c (H2)表示此反应的化学反应速率 CD 化学反应速率 【例1】反应4NH3 + 5O2 === 4NO + 6H2O 在1 L的密闭容器中进行，10s后恢复到室温时，NO的物质的量增加了0.4mol，计算下列物质的反应速率。 （1）v (NO)= ；（2）v (O2)= ； （3）v (H2O)= ；（4） v (NH3)= 。 0.04 mol/(L·s) 0.05 mol/(L·s) 0.06 mol/(L·s) 0.04 mol/(L·s) 4. 对于同一个反应来说，用不同的物质表示其化学反应速率数值可能不同，但表示的意义是相同的。 5. 同一化学反应，各物质表示的速率之比等于 之比。 注意事项 化学计量数 【例】对于某一反应mA(g)＋nB(g) === pC(g)＋qD(g) ， 则 v(A) :v(B):v(C):v(D) = 。 m:n:p:q 化学反应速率大小的比较方法 先“统一”单位，再“统一”为同种物质的反应速率，然后进行比较。 “两统一” 归一法： 比值法： 统一单位后，化学反应速率的数值除以相应的化学计量数，数值越大，表示反应速率越快。 如aA＋bB＝cC＋dD，若 ＞ ，则A表示的速率＞B表示的速率。 【例】对于反应2A(g) + 3B(g) == C(g) + 4D(g)来说，下列不同条件下的反应速率中最快的是（ ） A. v (A) = 0.006 mol/(L·s ) B. v (B) = 0.6mol/(L·min) C. v (C) = 0.8mol/(L·min) D. v (D) = 0.5mol/(L·min) C 化学反应速率的计算 Δc(B) Δt 方法一：公式法。利用 计算。 方法二：比例关系式法。 化学反应速率之比＝ 之比 ＝ 之比 ＝ 之比。 物质的量浓度的变化量 物质的量的变化量 化学计量数 v(B) = 方法三：依据图像获取数据求反应速率。 方法四：三段式法。 列起始量、变化量、最终量。 再根据定义式或比例关系计算。 化学反应速率的计算 方法三：依据图像获取数据求反应速率。 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。  mol/(L·s) （1）求某物质的平均速率、转化率： v(X)＝ ， v(Z)＝ ， Y的转化率＝ 。  mol/(L·s) 化学反应速率的计算 方法三：依据图像获取数据求反应速率。 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。 （2）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 数之比为 。 (n1－n3)∶(n2－n3)∶n2 【测】在2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，测得CO(g)和CH3OH(g)的物质的量变化如图所示，反应经过3 min后达到平衡，该过程中H2的化学反应速率是　　　　　　 。  0.25 mol·L-1·min-1 化学反应速率的计算 化学反应速率的计算 方法四：三段式法。 【例】一定条件下，合成氨反应为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。将1 mol N2和3 mol H2放入1 L密闭容器中反应，2s末测定容器内含有1.8 mol H2，则2 s内用v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少？ 起始浓度c始(mol/L) 变化浓度Δc(mol/L) 2 s时浓度c末(mol/L) 1.0 3.0 0 0.6 1.8 0.8 0.4 1.2 0.8 N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g)。 【练1】NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应 4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)，现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2，4 min后,测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( ) A.v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1 B.v(H2O)=0.375 mol·L-1·min-1 C.v(O2)=0.225 mol·L-1·min-1 D.v(NH3)=0.250 mol·L-1·min-1 化学反应速率的计算 三段式法 C 4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) 【例】温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL， 吸氢速率v＝_____mL·g－1·min－1。 30 用其他物理量的变化表示的化学反应速率的计算 解析： 用其他物理量的变化表示的化学反应速率的计算 【例2】工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 ℃时，在1 L的恒温容器中，反应过程中的部分数据见下表： 反应时间/min SO2(g) /mol O2(g) /mol SO3(g) /mol 0 4 2 0 5     1.5 10 2     15   1   若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，气态物质分压=总压×气态物质的物质的量分数。 则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)= kPa·min－1。（用p0的代数式表示） 列出三段式 　　　　　　 2SO2(g)＋ O2(g) 2SO3(g) 初始/mol 　　 4　　　 2 　　　 0 转化/mol　　　2　　　 1　　　　 2 10 min时/mol　 2　　　 1　　　　 2 恒温恒容下，气体总压之比等于气体物质的量之比， 所以10 min时体系总压p10 min满足 【正误辨析】 (1)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。(　　) [提示]　×　化学反应速率为平均速率，不能表示某时刻的物质的浓度。 (2)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率。(　　) [提示]　×　 (3)通常情况下，化学反应速率的单位由时间单位和物质的量浓度单位决定。(　　) [提示]　√　化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加，单位是mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1，单位由时间单位和物质的量浓度的单位决定。 (4)化学反应速率也可以用单位时间内生成某物质的物质的量多少来表示。(　　) [提示]　√　化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量，也可以用单位时间内生成某物质的物质的量多少来表示。 (5)用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的平均速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比。(　　) [提示]　√　用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的平均速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比。 (6)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快。(　　) [提示]　×　用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，不能表示化学反应速率越快。 1．(2025·山东青岛模拟)一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应的化学方程式为 3X＋Y===2Z B．0～2 min时间段内，用物质X表示的反应速率为0.15 mol·L－1·min－1 C．反应物平衡时的转化率X∶Y＝3∶1 D．0～2 min时间段内，用物质Z表示的反应速率为0.10 mol·L－1·min－1 C 2．(2025·山西长治模拟)一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(　　) A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1 B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1 C．反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 mol·L－1·s－1 D．反应的化学方程式为 X(g)＋Y(g) 2Z(g) D 3．(2025·河南名校联考)将等物质的量的A、B混合于2 L的 恒容密闭容器中，发生反应：3A(g) ＋ B(g)=== xC(g) ＋ 2D(g)， 2 min后测得c(D)＝0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·L－1·min－1，下列说法正确的是(　　) A．2 min时，A的物质的量为1.5 mol B．2 min时，A的转化率为60% C．反应速率v(B)＝0.25 mol·L－1·min－1 D．该反应方程式中，x＝1 [答案]　A [解析]　由v(C)＝0.25 mol·L－1·min－1知，2 min内C的浓度变化量Δc(C)＝0.25 mol·L－1·min－1×2 min＝0.5 mol·L－1，设A、B初始浓度为a mol·L－1，结合题中数据，可列出“三段式”： 　　　　 3A(g)　＋　B(g)===xC(g)＋2D(g) 起始浓度(mol·L－1) a a 0 0 转化浓度(mol·L－1) 0.75 0.25 0.5 0.5 平衡浓度(mol·L－1) a－0.75 a－0.25 0.5 0.5 A 4．(2024·安徽卷，12,3分)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素，测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图。 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 下列说法正确的是(　　) A．实验①中，0～2小时内平均反应速率v(SeO42-)＝2.0 mol·L－1·h－1 B．实验③中，反应的离子方程式为 2Fe＋ SeO42- ＋8H＋===2Fe3＋＋Se＋4H2O C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始pH越小， SeO42-的去除效果越好 C 内因包括组成、结构、性质等物质自身因素 1.内因： 影响化学反应速率的因素 (决定因素) 【例】相同条件下，Mg、Al与同种稀盐酸反应的速率大小关系为______________。 Mg>Al （1）浓度： 2.外因： 反应物的浓度越大，化学反应速率越 。 影响化学反应速率的因素 浓度、压强、温度、催化剂、其他因素。 【例】5%和10%的过氧化氢溶液分解，速率较大的是 。 【思考1】反应物的浓度越大，反应速率一定加快吗？ 不一定。铁（铝）与硫酸反应。当硫酸浓度达到一定值时，铁（铝）钝化，反应速率减慢。 【思考2】Na与水反应，增加水的量能使反应速率加快吗? 不能。水是纯液体，增加水的量不会改变水的浓度，不影响反应速率。 快 （2）压强： 影响化学反应速率的因素 2.外因： 增加体系的压强，若引起了反应物浓度增大，则可以加快反应速率（仅适用于有气体参加的反应） 【思考1】增大压强，反应速率一定加快吗？ 不一定。必须有气体参加反应且增大压强要改变反应物浓度才能改变反应速率。 【练1】 Fe与稀硫酸反应制取H2时，增大压强，反应速率加快吗？ 反应速率不加快 不变 【练2】在体积不变的容器中发生反应：2SO2+O2 2SO3，向容器内通入氦气，增大压强，此反应速率 。 （3）温度： 2.外因： 温度升高，化学反应速率 。 影响化学反应速率的因素 【规律】无论是吸热反应还是放热反应，温度升高速率都加快 2SO2+O2　 　2SO3　ΔH<0 【练2】 ，升高温度，反应速率 。 CO2+C === 2CO　ΔH >0 【练1】 ，升高温度，反应速率 。 加快 加快 加快 （4）催化剂： 催化剂能 化学反应速率。 影响化学反应速率的因素 改变 【规律】使用正催化剂，可以 化学反应速率； 使用负催化剂，可以 化学反应速率。 加快 减慢 【思考】催化剂能加快化学反应速率的原因是 。 催化剂能降低正反应的活化能 影响化学反应速率的因素 （5）其他因素： 光、固体颗粒大小、溶剂、原电池等 【练】下列措施可以增大化学反应速率的是　　 　(填序号)。 ①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉； ②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸； ③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强； ④2SO2+O2　 　2SO3　ΔH<0，升高温度； ⑤Na与水反应时，增大水的用量； ⑥2H2O2===2H2O+O2↑反应中，加入少量MnO2； ⑦H2与Cl2混合后光照 ①④⑥⑦ 【实验探究】 影响化学反应速率的因素 【实验探究】影响化学反应速率的因素 【思考】硫代硫酸钠与稀硫酸反应的现象是 ，发生反应的离子方程式为 。 S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑ 产生乳白色沉淀 【实验探究】影响化学反应速率的因素 影响 因素 实验步骤 实验现象比较 结论 都产生乳白色沉淀，且滴加0.5 mol·L-1 H2SO4溶液的试管中比滴加0.1 mol·L-1 H2SO4溶液的试管中先出现乳白色沉淀 浓度越大，反应速率越快 离子方程式： 浓度对化学反应速率的影响 S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑ 【思考】：乙中使用浓硫酸是否可行，为什么？ 甲实验 乙实验 不可行，浓硫酸溶于水放热，使溶液温度升高，变量不唯一。 【实验探究】影响化学反应速率的因素 影响 因素 实验步骤 实验现象比较 结论 温度对化学反应速率的影响 都产生乳白色沉淀，且热水中比蒸馏水中先出现乳白色沉淀 温度越高，反应速率越快 离子方程式： S2O32-+2H+= S↓+H2O+SO2↑ 【实验探究】影响化学反应速率的因素 影响 因素 实验步骤 实验现象比较 结论 催化剂对化学反应速率的影响 未加FeCl3溶液的H2O2溶液中产生气泡不明显，而滴有FeCl3溶液的H2O2溶液中产生大量气泡 催化剂可加快化学反应速率 【实验探究】化学反应速率的测定 按如图所示组装实验装置。在锥形瓶内放入2 g锌粒,通过分液漏斗加入40 mL 1 mol·L-1 （和4 mol·L-1 ）H2SO4溶液,测量并记录收集10 mL H2所用时间。 试剂 所用时间 反应速率 结论 1 mol·L-1 H2SO4溶液       4 mol·L-1 H2SO4溶液     9’42’’ 慢 2’27’’ 快 其它条件相同时，浓度越大，反应速率越快 实验必须测定的量：时间和特征变量 【思考】还有哪些方法测定 的反应速率。 ①测定氢气的质量的变化 ②测量体系的压强的变化 ③测定锌粒的质量的变化 ④测定Zn2+的浓度变化 ⑤测定H+的浓度(或PH变化) ⑥测定体系的温度或测定反应的热量变化 Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑ 如图安装好实验装置(装置气密性良好),在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(Zn-65)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L-1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。回答下列问题（忽略锥形瓶内溶液体积的变化）： （1）用H+表示10 s内该反应的速率为 mol·L-1·s-1 （2）用Zn2+表示10 s内该反应的速率为 mol·L-1·s-1 （3）用锌粒表示10 s内该反应的速率为 g·s-1 （4）用H2表示10 s内该反应的速率为 mol·s-1 0.01 0.013 0.000 2 0.005 【练1】(2024·济南高三模拟)选择不同的反应探究化学反应速率的影响因素，所用试剂不合理的是（ ） a.CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O(观察气泡产生的快慢) b.S2+2H+===S↓+SO2↑+H2O(观察浑浊产生的快慢) 选项 反应 影响因素 所用试剂 A a 接触面积 块状CaCO3、0.5 mol·L-1 HCl溶液 粉末状CaCO3、0.5 mol·L-1 HCl溶液 B a H+浓度 块状CaCO3、0.5 mol·L-1 HCl溶液 块状CaCO3、3.0 mol·L-1 HCl溶液 C b H+浓度 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液、稀H2SO4 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液、浓H2SO4 D b 温度 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液、冷水 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液、热水 C 浓硫酸中H2SO4主要以硫酸分子存在，稀硫酸中则完全电离产生H+及，浓硫酸溶于水时会放出大量热量使溶液温度升高，因此两个实验对比，不仅溶液中c(H+)不同，而且溶液温度也不相同，C不正确。 【练2】为了研究一定浓度Fe2+的溶液在不同条件下被O2氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是（ ） A.pH越小，氧化率越小 B.温度越高，氧化率越小 C.Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关 D.实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2+的氧化率 3.为了研究一定浓度Fe2+的溶液在不同条件下被O2氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是 D 二、用控制变量法探究影响化学反应速率的因素 A.pH越小，氧化率越小 B.温度越高，氧化率越小 C.Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关 D.实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2+的氧化率 对比分析②③ 大 对比分析①② 大 还受其他因素影响,如浓度等 D 4.已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)： 编号 0.01mol/L酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1mol/L H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时 间/min Ⅰ 2 2 0 20 2.1 Ⅱ V1 2 1 20 5.5 Ⅲ V2 2 0 50 0.5 下列说法不正确的是 A.V1＝1，V2＝2 B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响 C.实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束 D.实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=0.01mol/(L·min) 根据控制变量法的原则，溶液总体积应保持不变 ＝1 ＝2 √ 溶液紫红色刚好褪去时结束 由表中数据可知,草酸溶液过量 注意:溶液总体积为4ml Δc(KMnO4)=0.005mol·L－1 √ × 【练3】已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)： 编号 0.01mol/L酸性KMnO4溶液 体积/mL 0.1mol/L H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时 间/min Ⅰ 2 2 0 20 2.1 Ⅱ V1 2 1 20 5.5 Ⅲ V2 2 0 50 0.5 下列说法不正确的是（ ） A.V1＝1，V2＝2 B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响 C.实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束 D.实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=0.01mol/(L·min) C A.实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1 B.实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40 C.相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D.相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 【练4】(2022·浙江6月选考)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂 表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是（ ） 催化剂 编号 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x   ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 时间/min 表面积/cm2 c(NH3)/(10－3 mol·L－1) C 活化能 活化能 一、基元反应与反应历程 1. 基元反应： 一个化学反应往往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. 反应历程： 某化学反应所有的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。 3. 自由基： 带有单电子的原子或原子团 【思考】2HI == H2 + I2反应分两步完成，第一步反应的表达式为 ，第二步反应的表达式为 。 2I• → I2（慢） 2HI → H2+2 I•（快） 【思考】2HI == H2 + I2反应的决速步骤是第 步。 二 1. 化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须 。 发生碰撞 二、有效碰撞 活化能 2. 有效碰撞是指 。 能够发生化学反应的碰撞。 3. 有效碰撞必须具备两个条件：一是发生碰撞的分子具有　 　. 　 ，二是碰撞时要有　　　　　　。 足够的能量 合适的取向 二、有效碰撞 【例】2HI=== H2+I2反应中分子碰撞示意图 取向合适 能量不足 取向不合适 有效碰撞 【思考】有效碰撞的实质是什么？ 使化学键断裂，形成自由基，自由基可以重新组合形成新的化学键，从而发生化学反应。 活化能 1. 活化分子是指分子有足够的　　，能够发生　 　　的分子。 三、活化分子 活化分子百分数= 有效碰撞 ①吸收外界能量（如加热、光照等） ②分子间碰撞时，能量交换不均衡而出现较高能量的分子。 2. 活化分子百分数： 活化分子在反应物中所占的个数百分比 ×100% 活化分子数 反应物分子总数 活化能 【规律】在一定温度下的某物质，活化分子百分数是一个定值。 能量 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 增大压强 升高温度 加催化剂 增加 增加 不变 增加 增大 增加 增加 不变 增加 增大 不变 增加 增加 增加 增大 不变 增加 增加 增加 增大 3. 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。 能量 反应过程 E1 E2 反应物 生成物 正反应活化能（旧化学键断裂吸收的能量、反应物具有的总键能） E1： E2： 逆反应活化能（成键释放的能量、生成物具有的总键能） E1-E2： 反应热 活化能越小，越容易反应，反应速率越快 【思考】化学反应的难易与活化能有什么关系？ 【练】判断下列说法是否正确。 A.当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化学反应 B.发生有效碰撞的分子一定是活化分子 C.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 D.活化分子间每次碰撞都发生化学反应 E.能发生有效碰撞的分子必须具有较高的能量 F.活化能是指活化分子具有的平均能量与反应物分子平均能量的差值。 G.催化剂能使不反应的物质间发生反应 √ √ √ √ × × × 【思考】活化分子数与化学反应速率的关系。 单位体积内活化分子数越多，单位时间内 越多，化学反应速率越 。 【思考】请尝试用碰撞理论解释： （1）当其他条件相同时，为什么增大反应物浓度会使反应速率增大，而降低反应物的浓度会使化学反应速率减小？ 浓度增大，单位体积内活化分子数目增多，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率增大。 浓度降低……………………………………………………………. 活化能 有效碰撞次数 快 （2）当其他条件相同时，为什么升高温度会使化学反应速率增大，而降低温度会使化学反应速率减小？ 温度升高，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，增加了单位体积内活化分子的数目，活化分子有效碰撞的次数增加，反应速率增大。 活化能 请尝试用碰撞理论解释： （3）当其他条件相同时，为什么加入正催化剂会使化学反应速率增大？ O 非催化反应 催化反应 反应物 生成物 能 量 反应过程 催化剂使反应活化能降低，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，增加了单位体积内活化分子的数目，活化分子有效碰撞的次数增加，反应速率增大。 活化能 【注意】 1.催化剂能同等程度的降低正反应和逆反应的活化能 2.催化剂只能改变反应速速，不能改变化学平衡的移动。 活化能 催化剂催化化学反应的原理： 【例】2SO2+O2 2SO3，在催化剂表面的反应历程如下： V2O5 Δ SO2＋ ＋ O2＋ 【思考】催化剂是否参加反应？ 参加反应 中间产物 基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到生成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。 基元反应过渡状态理论 AB＋C→[A…B…C]→A＋BC 反应物     过渡态      生成物 基元反应过渡状态理论 的反应历程如图所示（TS代表过渡态）。 1.(2024·甘肃，4)下列措施能降低化学反应速率的是（ ） A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂催化剂 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 C 催化氧化氨制备硝酸时，加入铂可以加快化学反应速率，A不符合题意； 中和滴定时，边滴边摇锥形瓶，使反应物充分接触，可加快化学反应速率，B不符合题意； 锌粉和盐酸反应时加水稀释，盐酸的浓度降低，化学反应速率降低，C符合题意； 石墨合成金刚石，该反应中没有气体参与，增大压强不改变化学反应速率，D不符合题意。 真题演练 2.(2021·辽宁，12)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是（ ） B 真题演练 A.其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 B.其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 C.条件①，反应速率为0.012 mol·L-1·min-1 D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L-1时，半衰期为62.5 min 由图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间越短，故反应速率越大，A项正确； 由图中曲线①③可知，其他条件相同时，降 冰片烯的浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B项错误； 条件①，反应速率为v==0.012 mol·L-1·min-1，C项正确。 3.(2022·广东)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则下列说法正确的是（ ） A.无催化剂时，反应不能进行 B.与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D.使用催化剂Ⅰ时，0~2 min内，v(X)=1.0 mol·L-1·min-1 D 由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物的浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误； 由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，反应速率大，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，故B错误； 由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0~2 min 内Y的浓度变化了2.0 mol·L-1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·L-1，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化，故C错误； 使用催化剂Ⅰ时，在0~2 min内，Y的浓度变化了4.0 mol·L-1，则v(Y)==2.0 mol·L-1· min-1，v(X)=v(Y)=×2.0 mol·L-1·min-1=1.0 mol· L-1·min-1，故D正确。 4.(2024·安徽，12)室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如右图。 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 下列说法正确的是（ ） A.实验①中，0~2小时内平均反应速率v()=2.0 mol·L-1·h-1 B.实验③中，反应的离子方程式为：2Fe++8H+===2Fe3++Se+4H2O C.其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D.其他条件相同时，水样初始pH越小，的去除效果越好 C 实验①中，0~2小时内平均反应速率v()= =2.0×10-5mol· L-1·h-1 ，A不正确； 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，B不正确； 由实验①和②可知，在相同时间内，实验①中浓度的变化大，则其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确； 由实验②和③可知，在相同时间内，实验②中浓度的变化大，则其他条件相同时，适当减小水样初始pH，的去除效果较好，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，水样初始pH越小，的去除效果不一定越好，D不正确。 5.(2024·广西，13)573 K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：C6H5CN(苯甲腈)→C6H5CONH2(苯甲酰胺)→C6H5COOH(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用X、Y、Z表示)的物质的量分数x(A)随时间t的变化曲线，其中x(A)=。 下列说法错误的是（ ） D A.水解产物除了Y、Z还有NH3 B.a点时v(Y)消耗=v(Y)生成 C.x(Z)在15 min前基本不变，15 min后明显增大，可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用 D.任意25 min时间段内存在v(X)=v(Y)+v(Z) 苯甲腈在溶液中发生连续水解：C6H5CN+H2O C6H5CONH2，C6H5CONH2+H2O C6H5COOH+NH3，有NH3生成，A正确； a点之前x(Y)逐渐增大，v(Y)消耗<v(Y)生成，a点之后，x(Y)逐渐减小，v(Y)消耗>v(Y)生成，a点是Y物质的最大值，则生成和消耗的速率相等，即v(Y)消耗=v(Y)生成，B正确； x(Z)在15 min前基本不变，15 min后明显增大，在没有另加物质、改变反应条件的情况下，可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用，C正确； 根据图像所示，反应的前期应该有v(X)=v(Y)+ v(Z)，a点之后，由于v(X)明显减小，v(Z)显著增大，三者的速率关系不再满足v(X)=v(Y)+ v(Z)，D错误。 v(NH3)＝＝＝0.4 mol·L－1·s－1。 由单位可知v＝＝30 mL·g－1·min－1。 [解析]　由图可知，X、Y为反应物，Z为生成物，开始至平衡时Δn(X)＝0.3 mol、Δn(Y)＝0.1 mol、Δn(Z)＝0.2 mol，则Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝3∶1∶2,2 min达到平衡，为可逆反应，可知化学方程式为3X(g)＋Y(g) 2Z(g)，故A错误；0～2 min时间段内，用物质X表示的反应速率为v(X)＝＝＝＝0.075 mol·L－1·min－1，故B错误；反应物平衡时的转化率X∶Y＝∶＝3∶1，故C正确；用物质Z表示的反应速率为v(Z)＝0.05 mol·L－1·min－1，故D错误。 [解析]　由题图可知，由0～10 s，n(X)由1.20 mol减少到0.41 mol，n(Y)由1.00 mol减少到0.21 mol，n(Z)由0增加到1.58 mol，故v(Z)＝1.58 mol÷2 L÷10 s＝0.079 mol·L－1·s－1，A项错误；反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少＝0.395 mol·L－1，B项错误；10 s时c(Y)＝＝0.105 mol·L－1，单位有误，C项错误；相同时间内X、Y、Z的物质的量的变化值之比为0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，故反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，D项正确。 EVCapture5.0.7软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EVCapture5.0.7软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $