化学反应速率-2023年高一化学暑假作业自测预习（人教版）

自学03化学反应速率

自学目录：

【核心素养分析】

【知识导图】

【目标导航】

【目学内容】

【目学检测】

【核心素养分析】

1.变化观念与平衡思想：能认识化学反应速率是变化的，知道化学反应速率与外界条件有关，并遵循一定规

律；能多角度。动态地分析化学反应速率，运用化学反应原理解决实际问题。

2.证据推理与模型认知：建立观点、结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过分析、推理等方法认识化学

反应速率的本质特征及其相互关系，建立模型,能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。

3.科学探究与创新意识：能发现和提出有关化学反应速的有探究价值的问题；通过控制变量来探究影响化学

反应速率的外界条件。

【知识导图】

【目标导航】

1.能进行化学反应速率的简单计算，能通过实验探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响，能用一

定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。

2.能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题，

能讨论化学反应条件的选择和优亿。

【自学内容】

一、化学反应速率

1.概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量

2.表示：单位时间内某种量的变化量

3.同一反应中各物质化学反应速率的关系

mA(g)+〃B(g)=pY(g)+qZ(g)

(1)化学反应速率之比等于化学计量数之比。

(2)v(A)：v(B)：v(Y)：v(Z)=m\n\p\q.

4.化学反应速率的计算

①常用单位：1］】(小115-1或1110卜11”11八户或

②适用范围：表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率,不表示固体或纯液体物质的速率

AV

（2）非常规公式：1，==（X代表〃、P、〃1、V等量）

△/

①常用单位：Pa・mii「、g・min，Luini

②适用范围：任何物质的反应速率

（3）利用关系式计算

①应用前提：同一化学反应

②常用关系：速率比=化学计量数比=物质的量浓度变化比=物质的量变化比

5.化学反应速率的实验测定

1）定性描述：（根据实验现象）

①观察产生气泡的快二慢；

②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少;

③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低

2）定量描述：（根据实验测量，单位时间内：）

①测定气体的体积；

②测定物质的物质的量的变化;

③测定物质或离子的液度变化；

④测定体系的温度或测定反应的热量变化。

3）测量化学反应速率的常见方法

（1）量气法

（2）比色法

（3）电导法

（4）激光技术法

4）化学反应速率的测量——实验

（1）反应原理：Zn+H2sO4=ZnSO4+H2T

①单位时间内收集氢气的体积；

②收集相同体积氢气所需要的幽

③用pH计测相同时间内辿_变化，即△«!•1）

④用传感器测温仪!？」）变化。

⑤测相同时间内△m（Zn）。

⑥相同时间内恒容压强变化：

⑦相同时间内绝热容器中温度变亿。

6.比较化学反应速率大小

（1）比较前提：同一反应,同一物质,同一-单位

（2）比较步骤：

①变换单位——将各化学反应速率的单位统一。

②转换物质——将各化学反应速率转换成用同一物质表示的化学反应速率

③比较大小——各物质的速率除以相应的化学计量数,数大的速率快

【特别提醒】（1）化学反应速率表示某段时间内的平均反应速率,不表示即时速率

（2）化学反应速率只有正值，没有负值

（3）随着反应的进行、反应物的浓度等量逐渐减小，反应速率越来越慢。

（4）即时速率还可以表示为正反应速率和逆反应速率，如N2+3H2=^=2NH3反应中，N?、出的渲耗速率

和NE的生成速率为正反应速率，Nz、H＞的生成速率和NH3的消超速率为逆反应速率。

二、影响化学反应速率的因素

1.实验探究——定性与定量研究影响化学反应速率的因素p26

【实验探究I】

影响因实验步骤

实验现象结论

素

取两支试管，各加入5mL0.1mol/LNa2s2O3溶液,溶液中反应物的浓

加入0.5mol/LH2s04

然后向一支试管中加入5mL（）.1mol/LH2sO4溶液，度越大，反应速率

浓度溶液的试管中出现浑

向另一支试管中加入5mL0.5mol/LH2so4溶液，记越快；反之反应速

浊所用的时间短

录出现浑浊的时间率越慢

取两支试管，各加5mL0.1mol/LNa2s2O3溶液,另

放入热水的试管中出

取两支试管各加入5mL0.1mol/LH2s04溶液,将四溶液的温度越高，

现浑浊所用的时间

支试管分成两组（各有一支盛有Na2s2O3溶液和反应速率越快：溶

温度短，放入冷水的试管

H2s04溶液的试管），一组放入冷水中，另一组放入液的温度越低，反

中出现浑浊所用的时

热水中，经过一段时间后，分别混合并振荡，记录应速率越慢

间性

出现浑浊的时间

在两支试管中各加入2mL5%+02溶液，再向两支加入FeCh溶液的试

盛有H2O2溶液的试管中分别加入0.1mol/LFeCl3管中，产生气泡快：加入催化剂能加快

催化剂

溶液和H2O各1mL,摇匀，比较产生气泡的快慢加入比0的试管中，化学反应速率

产生气泡缓慢

【实验探究II】

（1）含义：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每二步反应叫基元反应。

（2）特点：大多数化学反应都是由几个基元反应组成的。

2.反应历程（反应机理）：多个基元反应构成的反应序列。

3.有效碰撞理论与活化能

（1）相关概念

能够发生化学反应的反应物分子的

有效碰撞|一—

碰撞

活化分子I一能量较高，能够发生有效碰撞的分子

r——活化分子的平均能量与所有反应物

活化能一--------

分子的平均能量的差

（2）图示

①&表示正反应的活化能，旦表示逆反应的活化能

②（Ei-E?）表示反应热

4.反应历程中的速率

（1）决速反应：活化能量大的反应或速率最慢的反应

（2）决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率

5.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系

（I）关系：活化分子的百分数越大，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快c

（2）解释

内因----------------------->反应物的组成、结构和性质

I

，催化砧一

I国度一画分子百分版

外因《

I［压强1~»跋度）~»国位体积内工化分子£）

L〔固体的表面侧一日立期索献叫

--------有效碰撞次数一）

罡学反应速率］

解释说明：①影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质，决定了反应的活化能的大小；

②使用催化剂降低了反应的活化能，增大了活化分子口分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增

大反应速率；

③升高反应体系的温度，吸收能量，增大了活化分子百分数，进而单位体积内活化分子数增大，从而增

大反应速率；

④增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大，

从而增大反应速率；

⑤增大气体压强，减小反应体系的体积，单位体积内分子总数增大，活化分子百分数不变，单位体积内

活化分子数增大，从而增大反应速率；

⑥增大固体的表面积，增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数，从而增大反应速率。

（3）催化剂对反应的影响

①催化剂参与反应，降低反应的活化能,加快反应速率

②催化剂不能改变反应热，可以隆低反应所需的温度，减小反应的能耗

③总反应的活化能大壬催化反应过程中各分反应的活化能

④传化剂具有选提性：相同反应物用不同催化剂生成物不同

催化剂乂©

A+BA+BJ^LD

四、速率时间图像

1.图像类型

由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为,〃A（g）+〃B（g）=pC（g）+c/D（g）AH=QkJ-morL

（1）“渐变”类修图像

图像分析结论

V

h时式正突然增大，/逆逐渐增大；洋力时其他条件不变,增大

M正

X”建

正》/逆，平衡向正反应方向移动反应物的浓度

()*1«

V

八时为:突然减小，也逐渐减小；/力时其他条件不变，减小

逆〉HE,平衡向逆反应方向移动反应物的浓度

Oht

V

H时正逆突然增大，ME逐渐增大；M人时其他条件不变，增大

止

加：r逆〉/正，平衡向逆反应方向移动生成物的浓度

O«1（

V

时逆突然减小，人逐渐减小；状九时其他条件不变，减小

yE!,hy

正〉/逆，平衡向正反应方向移动生成物的浓度

O*it

（2）“断点”类图像

图像分析结论

力时其他条件不变,增大反应体系

的压强且〃?+〃之^+夕（正反应为体积

。时心、加均突然增大，且

减小的反应）

"正＞忧逆；平衡向正反应方向进行

1O勺1/I时其他条件不变，升高温度且

△心0（吸热反应）

n时其他条件不变,增大反应体系

V的压强且+（正反应为体枳

/1时HE、/逆均突然增大，且

增大的反应）

M逆＞/正；平衡向逆反应方向进行

h时其他条件不变，升高温度且

O<1t

△30（放热反应）

力时其他条件不变,减小反应体系

的压强且〃?+〃Wp+q（正反应为体枳

八时/正、/逆均突然减小，且

增大的反应）

/正〉/逆；平衡向正反应方向进行

(fh八时其他条件不变，降低温度且

△”40（放热反应）

V

t\时优£、/正均突然减小，且h时其他条件不变,减小反应体系

5;

平衡向逆反应方向进行的压强且++q（正反应为体积

减小的反应）

h时其他条件不变，降低温度且

A”NO（吸热反应）

⑶“平台”类片图像

图像分析结论

n时其他条件不变使用催化剂

]

嘘=嗅

h时gE、1%均突然增大且人n时其他条件不变增大反应体

=/逆，平衡不移动系的压强且〃?+〃三p+q（反应前后

Oti

气体体积无变化）

]八时其他条件不变，减小反应体

t\时ME、K他均突然减小且/正

系的压强且/〃+〃三p+夕（反应前后

=丫'逆，平衡不移动

气体体积无变化）

2.常见W图像分析方法

（I）看图像中正、逆反应速率的变化趋势，看二者是同等程度的变化，还是不同程度的变化。同等程度的变化一

般从压强（反应前后气体体积不变的反应）和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化，可从温度、浓度、压强（反

应前后气体体枳改变的反应）角度考虑。

⑵对于反应速率变化程度不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋

势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。

⑶改变条件判断M正）、V（逆）的相对大小时，可以从平衡移动方向讨论，若平衡正移M正）,V（逆），若平衡逆

移M正）＜v（逆）。

五、探究外界条件对化学反应速率的影响

1.方法：控制变量法

2.溶液反应：加水调节溶液的总体积不变,以保证某种成分的浓度不变

3.实例：探究Y溶液浓度对反应运率的影响

实验（混合溶液）123456

4mol/LX溶液/mL606060606060

饱和Y溶液/mL01.05.0102040

H2O/mL40393530200

六、速率方程

1.基元反应

（1）定义：基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，又称为简单反应。

（2）基元反应过渡状态理论

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。

AB+C―4A…B…C]―>A+BC

反应物过渡态生成物

过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活

化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，-澳甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为

-

CH?Br+OH->[Br...CH3...OH]—>B)+CH30H

(3)活化能与反应机理

使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，旦均比总反

应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示：

自为总反应的活化能，及、石3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。

2.速率方程

(1)定义：•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基的乘积成正比。

对干基元反应：〃A+/?B===gG+AH

则(其中A为速率常数)。

如：①SO2C12^^SO2+CI2v=kc(SO2Cl2)

f2

@2NO2^=2NO+O2v=kc(NO2)

22

③2HN2+2H2Ov=kc(H2)-c(NO)

(2)意义：表示反应物浓度与反应速率的定量关系

(3)测定方法：基元反应的a、p可直接写出，非基元反应的a、B必须通过实验测定,无法直接写出。

1/2

®H2+C12=2HC1,v=k[C(H2)1[c(Ch)]

L5-

②N2(g)+3H2(g)-w—^-2NH3(g),v=kc(N2)-C(H2)C'(NH3)

(4)反应速率常数

①定义：速率常数出是指在给定温度下，反应物浓度皆为1moLLr时的反应速率。

②符号：反应速率方程中的比例系数A

③意义：通常k越大，反应进行得越快，反应的活化能越小，

A.反应不同,&值不同。

B.同一反应，温度不同氏值不同。

C.同一反应，温度一定时，有无催化剂k也是不同的。

④影响因素：温度、催化剂、固体表面性质，与浓度无关。

【自学检测】

一、正确的打、/“，错误的打“x”。

1.化学反应速率为0.5口⑹匚%「是指1s时某物质的浓度为0.5molL「。(x)

2.单位时间内反应物浓度的变化量表示止反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。(X)

3.对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显。(X)

4.对于反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O⑴，u(NO)与次0》的关系为4v(NO)=5M)2)。(x)

5.10moIL'-s-1的反应速率一定比1molL-,s-1的反应速率大。(x)

6.催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后的性质保持不变。(x)

7.升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小。(x)

8.对于反应：A+B==C,改变容器容积，化学反应速率一定发生变化。(x)

9.碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，可以加快反应速率。(x)

10.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。(x)

二、选择题

1.下面有关化学反应速率的说法中正确的是()

A.对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显

B.化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减小或任何一种生成物浓度的增加来表示

C.若某化学反应的反应速率为0.5mol(Ls)_,就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化番为0.5mol-L

D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度

【答案】D

【解析】不是所有化学反应都有明显的现象，A错误：不是所有的物质都可以用来表示反应速率，固体和

纯液体一般不用来表示反应速率，因为固体和纯液体的浓度不发生变化，视为常数，B错误；反应速率应

该指单位时间内反应物或生成物的浓度变化，C错误。

2.反应4A(s)+3B(g)rJ2c(g)+D(g),经2min,B的浓度减少了0.6mol.LL对此反应速率的正确表

示是()

A.用A表示的反应速率是0.4molL_,min",

B.用B表示的反应速率是0.3mol-L'min1

C.2min末时的反应速率用B表示是0.3mol-L'min1

D.在这2min内用B表示的反应速率的值是减小的，用C表示的反应速率的值逐渐增大

【答案】B

【解析】A是固体，不能用A的浓度变化表示反应速率，故A不正确：在这2min内用B表示的平均速率

0.3mol-L'min但2min末的反应速率小于0.3mol・L'min故B正确，C不正确；D项因v(B)：

v(C)=3:2,随反应的进行，B的浓度减小，反应速率逐渐减小，单位时间内生成的C也逐渐减少，故D

不正确。

3.在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知2v(B)=3v(A),3v(C)

=2v(B),则此反应可表示为()

A.A+3B=2CB.2A+3B=2C

C.3A+B=2CD.A+B=C

【答案】B

【解析】已知2v（B）=3v（A）、3v（C）=2v（B）,反应速率之比等于相应的化学计量数之比,则v（A）：v（B）：v（C）

=2：3：2,因此该反应可表示为2A+3B=2C。

4.下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是（）

A.Cu能与浓硝酸反应，而不与浓盐酸反应

B.Cu与浓硝酸反应比与稀梢酸反应快

C.Nz与。2在常温、常压下不反应，放电时可反应

D.Cu与浓硫酸能反应，而不与稀硫酸反应

【答案】A

【解析】要想说明反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定性因素，则该实验事实应区别在反应物本

身而不是外界因素如浓度、压强、温度、催化剂等。其中选项B、D为浓度不同所致，选项C为反应条件

不同所致，唯有选项A是因浓硝酸与浓盐酸本身性质不同所致。

5.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2s2O3+H2sCU=Na2sO4+SO2T+SI+H2O,下列各组

实验中最先出现浑浊的是（）

反应温Na2s2O3溶液稀硫酸II2O

实验

度2WmLc/(mol-L')WmLc/(mol-L')V/mL

A2550.1100.15

B2550.250.210

C3550.1550.155

D3550.250.220

【答案】C

【解析】温度越高化学反应速率越快、浓度越大化学反应速率越快，则越先生成沉淀，旦温度对化学反应

速率影响大于浓度对化学反应速率影响，温度：A=B<C=D,则A、B化学反应速率小于C、D；浓度:

AVB,则反应速率：AVB；浓度：OD,则化学反应速率：OD,所以化学反应速率：C>D>B>A,

则最先生成沉淀的是C。

三、填空题

1.在一个容积可变的密闭容器中发生反应：3Fe（s）+4H2O（g）Fe3O4（s）+4H2（g）o

回答下列问题：

（1）增加Fe的量，止反应速率（填“增大”“不变”或“减小”，卜同）。

（2）将容器容积缩小一半，正反应速率,逆反应速率。

（3）保持容器容积不变，充入N?使体系压强增大，正反应速率,逆反应速率o

（4）保持压强不变，充入N?使容器容积增大，正反应速率，逆反应速率。

【答案】⑴不变⑵增大增大（3）不变不变（4）减小减小

【解析】（l）Fe为固体，因此增加Fe的量，反应速率不变。（2）将容器容积缩小一半，体系中各气态物质的

浓度均增大，正反应速率和逆反应速率都增大。（3）保持容器容枳不变，充入N2使体系压强增大，体系中

各物质的浓度不变，正反应速率和逆反应速率均不变。(4)保持压强不变，充入N?使容器容积增大，体系

中各气态物质的浓度均减小，正反应速率和逆反应速率均减小。

2.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

请问答下列问题：

(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_____________________________________________

(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是

(3)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有(答两种)。

(4)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的

混合溶液分别加入到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的时

间。

实验

ABcDEF

-l

4molLH2SO4/mL30ViV2匕v4v5

饱和溶液

CuSO4/mL00.52.55v620

H2O/mLv7V’8v9Vio100

①请完成此实验设计，其中：％=，V6=，V9=。

②该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶

液超过一定量时，生成氢气的速率反而