高一化学上册暑假提升讲义第03讲 化学反应速率（原卷版）

第03讲化学反应速率模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理模块三重点难点必掌握模块四核心考点精准练模块五小试牛刀过关测1．知道化学反应速率的表示方法，会计算和比较反应速率，了解测定化学反应速率的简单方法。2．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。3．了解反应活化能的概念，知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。课时1化学反应速率一．概述意义表示化学反应进行_______的物理量表示用单位时间内反应物浓度的_______或生成物浓度的_______表示表达式υ＝EQ\f(Δc,Δt)Δc浓度的变化Δt时间的变化单位mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1与化学计量数关系各物质的化学反应速率之比_______化学方程式中各物质的化学计量数之比1.对于一些化学反应，也可以用单位时间内某物质的_______、_______、_______、_______的变化量来表示化学反应速率。2.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。3.同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能_______，但表示的意义相同。4.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计算化学反应速率。二．计算和比较1.化学反应速率的计算①公式法：υ＝EQ\f(Δc,Δt)注意：①如果题目中给出的是_______，在计算速率时应先除以_______，转化为浓度的变化量。②规律法：运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。对于一个化学反应：mA＋nBpC＋qD，υ(A)∶υ(B)∶υ(C)∶υ(D)＝m∶n∶p∶q。③三段式法a．写出有关反应的______________。b．找出各物质的_______、转化量、某时刻量(转化量之比_______各物质的化学计量数之比)。c．根据已知条件列方程式计算。例如：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)起始浓度/mol·L－1abc转化浓度/mol·L－1xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)某时刻浓度/mol·L－1a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m)利用化学反应速率的定义式求算，如υ(A)＝eq\f(xmol·L－1,ts)，υ(C)＝EQ\f(eq\f(px,m)mol·L－1,ts)。注意：①计算中以下量的关系，对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。②转化率＝______________×100%。2.比较定性比较通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的_______、固体消失或气体充满所需时间的_______等来定性判断化学反应的快慢定量比较“一看”：看化学反应速率的单位是否_______，若不一致，需转化为同一_______。“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成_______物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学______________，所得数值大的_______。“三比较”：标准统一后比较_______大小，数值越大，______________越大。3.测定测定原理利用与化学反应中任何一种化学物质的_______相关的可观测量进行测定。测定方法直接观察测定：如______________和______________等。科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用______________和______________间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。1．速率常数的含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成_______，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。2．速率方程一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成_______。对于反应：aA＋bBgG＋hH则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。如：①SO2Cl2SO2＋Cl2v＝k1·c(SO2Cl2)②2NO22NO＋O2v＝k2·c2(NO2)③2H2＋2NON2＋2H2Ov＝k3·c2(H2)·c2(NO)3．速率常数的影响因素温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。课时2影响化学反应速率的因素一．内因在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的_______、_______和_______等因素决定的。❶实验Ⅰ：定性探究影响化学反应速率的外界因素实验原理：________________________________________________________实验方案设计影响因素实验步骤实验现象实验结论浓度_____________________增大浓度，化学反应速率增大温度混合后均出现浑浊，但70℃热水一组首先出现浑浊升高温度，化学反应速率_______催化剂前者无明显现象，后者出现大量_______催化剂能加快化学反应速率❷实验Ⅱ：反应速率的定量测定和比较实验步骤：①取一套装置(如图所示)，加入40mL1mol·L－1的硫酸和锌粒，测量收集10mLH2所需的时间。②取另一套装置，加入40mL4mol·L－1的硫酸和锌粒，测量收集10mLH2所需的时间。实验现象锌与稀硫酸反应产生_______，收集10mL气体，②所用时间比①所用时间_______。实验结果加入试剂反应时间(填“长”或“短”)反应速率(填“快”或“慢”)40mL1mol·L－1硫酸______________40mL4mol·L－1硫酸______________实验结论：4mol·L－1硫酸与锌反应比1mol·L－1硫酸与锌反应的速率_______。注意事项：①锌的颗粒大小基本_______；②40mL的稀硫酸要_______加入；③装置气密性良好，且计时要迅速准确；④气体收集可以用排水量气装置(如图所示)代替。实验讨论：除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有：①测定一定时间内产生的H2的_______；②测定一段时间内H＋的_______变化；③测定一段时间内锌粒的_______变化。二．外因(其他条件不变，只改变一个条件)浓度增大反应物浓度，化学反应速率_______，反之_______压强对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率_______，反之_______温度升高温度，化学反应速率_______，反之_______(温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍)催化剂催化剂可以_______化学反应速率(对于可逆反应，正、逆反应速率的改变程度_______)其他因素如增大反应物的接触面积、光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、形成原电池等，都有可能改变化学反应速率❶由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故增加(或减少)固体或纯液体的量，反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积将增大，反应速率将加快。溶液中的离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，才会影响反应速率，如Zn与稀H2SO4反应，加入少量Na2SO4固体，生成H2速率不变。❷增大压强实际上就是减小气体体积，增大反应物的浓度。恒温增大压强eq\o(→,\s\up7(引起))体积缩小eq\o(→,\s\up7(引起))浓度增大eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率增大。恒温恒容a．充入气体反应物eq\o(→,\s\up7(引起))反应物浓度增大eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率增大。b．充入稀有气体(或非反应气体)eq\o(→,\s\up7(引起))总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。恒温恒压充入稀有气体(或非反应气体)eq\o(→,\s\up7(引起))体积增大eq\o(→,\s\up7(引起))各物质浓度减小eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率减小。❸不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大；降低温度，正、逆反应速率均减小。一、许多化学反应，尽管其反应方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。例如H2(g)＋I2(g)2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应：①I2→I＋I(快)；②H2＋2I＝2HI(慢)其中慢反应为整个反应的决速步骤。二、分子发生反应必须发生碰撞，但有的碰撞不一定能发生反应。有效碰撞理论解释1.有效碰撞理论基元反应大多数化学反应往往经过几步完成的，其中的每一步反应都称为基元反应反应机理先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理基元反应发生的先决条件反应物的分子必须发生碰撞但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应有效碰撞概念：能够发生化学反应的碰撞条件：具有足够的能量；具有合适的取向与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率越快活化分子和活化能①活化分子：能够发生有效碰撞分子对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。②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，叫做反应的活化能反应物、生成物的能量与活化能的关系图E1：正反应的活化能E2：活化分子变成生成物分子放出的能量，也认为是逆反应的活化能E1－E2为反应热，即ΔH＝E1－E22.基元反应发生经历的过程eq\x(\a\al(分,子,运,动))→eq\x(\a\al(相,互,碰,撞))eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(①活化分子具有足够的能量),\s\do4(→))),\s\do5(②碰撞取向合适))eq\x(\a\al(有,效,碰,撞))→eq\x(\a\al(化,学,反,应))3.有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释浓度反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小压强增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小温度升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小催化剂使用催化剂→改变了反应的历程，反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的几率增加→反应速率加快绝大多数催化剂都有活性温度范围，温度太低时，催化剂的活性很小，反应速率很慢，随着温度的升高，反应速率逐渐增大，物质转化效率增大，温度过高又会破坏催化剂的活性。考点一：化学反应速率的计算与比较1．（23-24高二上·安徽马鞍山·阶段练习）对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是A． B．C． D．2．（22-23高二上·天津蓟州·阶段练习）在温度不变、恒容的容器中进行反应：A(g)B(g)+C(g)，若反应物的浓度由0.1mol/L降低到0.06mol/L时，需20s；那么由0.06mol/L降低到0.036mol/L，所需反应时间应为A．等于l0s B．等于12s C．大于12s D．小于12s3．（23-24高二上·四川广安·阶段练习）在2L密闭容器内发生反应2A(g)+B(g)C(g)，A气体在2s内由8mol/L变为7.2mol/L，则用A气体表示的平均反应速率为A．0.4mol/(L·s) B．0.3mol/(L·s) C．0.2mol/(L·s) D．0.1mol/(L·s)4．（23-24高二上·青海西宁·期中）反应，经2min后，B的浓度减少了0.6mol·L-1。对此反应速率的正确表示是A．用A表示的反应速率是0.4mol·L-1·min-1B．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol·L-1·min-1C．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的考点二：影响化学反应速率的因素5．（2024高二下·北京·学业考试）变量控制是科学研究的重要方法。实验室用相同质量的铁与足量相同体积的盐酸分别在下列条件下发生反应，开始阶段化学反应速率最大的是选项ABCD盐酸的浓度/()0.510.51铁的状态片状片状粉末粉末6．（22-23高二上·天津蓟州·阶段练习）已知反应3A(g)+2B(g)≒C(g)+4D(g)

ΔH<0。如图：a、b表示在一定条件下，D的体积分数D%随时间t的变化情况。若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是

①增加C的质量

②升高温度

③缩小反应容器的容积(加压)

④减小B的浓度

⑤使用适当催化剂A．只有⑤ B．①③ C．③⑤ D．②③⑤7．（22-23高二上·天津蓟州·阶段练习）用铁片与50mL1mol/L的硫酸制取H2时，下列措施不能使氢气生成速率加大是A．对该反应体系加热 B．改用浓硫酸C．加入少量铜粉 D．不用铁片，改用铁粉考点三：碰撞理论及活化能8．（23-24高二下·上海·期中）下列关于有效碰撞理论的说法正确的是A．催化剂在化学反应过程中参与了反应，使活化分子百分数增大，反应速率加快B．增大浓度，活化分子百分数增大，反应速率加快C．升高温度，反应的活化能降低，反应速率加快D．增大压强，所有反应的有效碰撞概率增大，反应速率加快9．（23-24高二上·山东东营·期末）科学家正在研究纳米材料作为光催化剂催化和实现耦联合成尿素的方法。该反应主要有两个过程：ⅰ.

放热快反应ⅱ.

吸热慢反应下列图象能正确表示这两个过程能量(E)变化历程的是A．B．C．D．10．（23-24高二上·上海·阶段练习）如图(E表示活化能)是与生成的反应过程中能量变化关系图，下列说法正确的是A．第一步反应吸收的热量大于第二步反应放出的热量B．升高温度，活化分子的百分数不变，但反应速率加快C．增大的浓度，可提高反应速率，但不影响的大小D．第一步反应的速率大于第二步反应1．（22-23高二上·云南临沧·阶段练习）下列做法或措施与反应速率无关的是A．将熟食放在冰箱中储存B．肉制品制作过程中添加适量的防腐剂C．合成氨采用以铁触媒为主体的催化剂D．侯氏制碱法：向饱和食盐水中先通氨气，再通二氧化碳2．（23-24高二上·山东临沂·阶段练习）在密闭容器中，反应达到平衡后，若将容器体积缩小一半，对反应产生的影响是A．(正)减小，(逆)增大 B．(正)增大，(逆)减小C．(正)，(逆)都减小 D．(正)，(逆)都增大3．（23-24高二上·河北保定·阶段练习）在反应中，表示反应速率最快的是A． B．C． D．4．（22-23高二上·云南临沧·阶段练习）对反应来说，同一段时间内，用不同物质表示的化学反应速率（单位相同）的关系正确的是A． B．C． D．5．（22-23高二上·云南临沧·阶段练习）下列关于化学反应速率的说法，正确的是A．增大压强，一定能加快化学反应速率B．煅烧黄铁矿时将矿石磨成粉末可以加快反应速率C．恒压下充入He，化学反应速率不变D．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率6．（22-23高二上·云南临沧·阶段练习）对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最慢的是A． B．C． D．7．（23-24高二上·四川成都·阶段练习）下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是A压力传感器测量反应前后体系压强变化B分析天平称量镁条变化前后的质量变化C注射器收集反应后气体体积D溶液电导率的变化8．（23-24高二上·甘肃白银·阶段练习）在气体反应中，使反应物的活化分子数和活化分子百分数同时增大的反应条件是A．增加反应物浓度 B．升高温度 C．增大压强 D．降低温度9．（22-23高二上·天津蓟州·阶段练习）反应2SO2+O22SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol·L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1，则这段时间为A．0.1s B．2.5s C．5s D．10s10．（23-24高二上·安徽六安·阶段练习）温度不变恒容的容器中进行反应2NH3N2+3H2，若反应物浓度由0.1mol·L-1降到0.06mol·L-1需20s，那么由0.06mol·L-1降到0.02mol·L-1所需反应时间应为A．大于20s B．等于20s C．等于20s D．小于20s11．（23-24高二上·天津·阶段练习）在一容积可变的密闭容器中进行反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H>0。下列条件的改变(其他条件不变)可以加快反应速率的是A．降低温度 B．增加C的物质的量.C．保持容积不变，充入Ne使压强增大 D．将容器的容积缩小一半12．（23-24高二上·浙江绍兴·期末）我国科技工作者运用DFT计算研究HCOOH在不同催化剂（Pd和Rh）表面分解产生的部分反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。下列说法不正确的是A．参与反应的反应物总键能小于生成物总键能B．Pd和Rh分别作催化剂时HCOOH分解产生的不同C．HCOOH吸附在催化剂表面是一个放热过程D．是该历程的决速步骤13．（23-24高二上·上海普陀·期中）某同学利用铁与硫酸的反应，探究影响反应速率的因素(实验所用铁的质量相等且铁块的形状相同，硫酸均过量)，实验设计如表：实验编号硫酸浓度/硫酸体积/mL铁的状态温度/K11.0040块状29322.0040块状29332.0040粉末29342.0040块状313回答下列问题：（1）若四组实验均以收集到(标准状况)氢气为标准，则上述实验中还需要测定的数据是。（2）实验_______是探究温度对该反应速率的影响。A．2和4 B．1和3 C．2和3 D．3和4（3）根据实验测得的在不同时间t产生氢气体积V的数据，绘制得到下图，则曲线c对应的实验组别可能是。（4）若上述实验所用硫酸体积均为，实验3反应进行时收集到(标准状况)氢气，该时间段内以硫酸的浓度变化表示的平均反应速率(反应后溶液体积不变)。（5）进行实验3时，若将稀硫酸改为盐酸(其他条件不变)，发现放出气泡的速率，盐酸明显比硫酸快。你认为可能的原因是(忽略温度对反应速率的影响)。（6）为了进一步研究硫酸铜的量对铁与硫酸反应生成氢气速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量锌粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。实验混合溶液ABCDEF稀硫酸/mL30饱和溶液/mL00.52.5520100其中：，。14．（23-24高二上·广西南宁·阶段练习）完成下列问题。（1）由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式。若1g水蒸气转化成液态水时放热2.444kJ，则反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)的△H=kJ·mol-1。（2）一定温度下，反应3Fe(