化学反应速率（讲）-高考化学（原卷版）

第18讲化学反应速率

【化学学科素养】

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。动态地分析亿学反应速率，运用化学反应原理解决实际问题。

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。

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。

【必备知识解读】

一、化学反应速率的概念及计算

1.化学反应速率

2.化学反应速率计算的万能方法——三段式法

对于反应，〃A(g)+〃B(g)・-pC(g)+^D(g),起始时A的浓度为amol・LB的浓度为反molL反

应进行至As时。，A消耗了则化学反应速率可计算如下：

/〃A(g)+〃B(g)«=*/?C(g)+</D(g)

起始/(1］】0卜［71)ab00

nx旺旺

转化/(molL「)xmrnm

,nx庄

/i/(mol-L-1)a-xb—一超

rnmtn

则：v(A)=^-mol-L1nx

'sv(B)—mt］mol-L

v(C)=^^mol-L'-s-1,niol-L-|-s-1o

3.化学反应速率与化学计量数的关系

对于已知反应wA(g)+wB(g)===pC(g)+470(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当

单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计比数之比,即v(A)：1<B)：v(C)：v(D)=,»:〃：p：4。

如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)+B(g)=2C(g)。已知u(A)=0.6mol.L「.sr,则u(B)

=0.2niol-L's1,v(C)=0.4molL-,-s-|o

二、基元反应和有效碰撞理论

1.基元反应：大多数化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，每一步反应都被称为基元反应；先后进

行的基元反应反映了反应历程，反应历程又称为反应机理。

2.有效碰撞

①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反应物分子的每一次碰撞并不是都能发生反应，能够发生化学反应的碰撞叫作有效碰撞。发生有效

碰撞的两个条件是反应物分子能量足够和取向合适。

3.活化分子活化能

①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。

②活化能：如图

图中：E为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为£,反应热为巴一当。

4.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系

三、影响化学反应速率的因素

1.影响化学反应速率的因素

(1)内因

反应物本身的性质是主要因素。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)

【特别提醒】

①改变固体或纯液体的最对亿学反应速率无影响。

②浓度、温度、压强发生变亿或加入催化剂时，正、逆反应速率均增大或减小，如升高温度，不论是

放热反应还是吸热反应，化学反应速率均加快。

2.反应体系条件改变对反应速率的影响

①恒温时：体积缩小且劈压强增大/皿浓度增大/%反应速率增大。

②恒温恒容时：

a.充入气体反应物型雪总压强增人型暨浓度增人」也反应速率增人。

b.充入“惰性气体”且强总压强增大，但各气体分压不变一-＞各物质的浓度不变--＞反应速率不变。

③恒温恒压时：充入“惰性气体”且包体积增大里鱼各反应物浓度减小型幺反应速率减小。

总之，压强改变而对反应速率产生的影响是因为压强改变会引起浓度变化，从而对反应速率产生影响。

【关键能力拓展】

一、化学反应速率大小的比较方法

由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能天同，所以比较反应的快慢不能只看数值的

大小，而要进行一定的转化。

(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。

(2)单位统一后，换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。

(3)也可以直接比较化学反应速率与化学计量数的比值，口】对于一般反应aA+〃B=《+rZD,比较

v(A).v(B)(A)v<B)…一,,,

---与一马—，七一-->—%—，则A表小的反应速率比B的大。

二、速率一时间B切图像

由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为，〃A(g)+〃B(g)=〃C(g)+qD(g)△"=QkJ-mo「i。

1.“渐变”类X图像

图像分析结论

h时内E突然增大,也逐渐增大；M人时其他条件不变，增大

正>/逆，平衡向正反应方向移动反应物的浓度

O

A时时突然减小，江迪逐渐减小；M。时其他条件不变，减小

丸一逆〉内:，平衡向逆反应方向移动反应物的浓度

Oht

八时M逆突然增大，/正逐渐增大；Mh时其他条件不变，增大

逆>/正，平衡向逆反应方向移动生成物的浓度

O«1I

八时a逆突然减小，HL逐渐减小；M。时其他条件不变，减小

正>箕'逆，平衡向正反应方向移动生成物的浓度

o]“1

2.“断点”类内图像

图像分析结论

人时其他条件不变，增大反应体系

的压强且小+〃>p+g(正反应为体积

力时心:、/逆均突然增大，且

婿减小的反应)

]心:>"逆；平衡向正反应方向进行

<1tri时其他条件不变，升高温度且Q

>0(吸热反应)

下列说法不正确的是

C.I2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率

D.t3之后，生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生

【变式探究】(2022.浙江卷)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g),c(B)随时间的变化如图中

曲线甲所示。下列说法不氐聊的是

A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间问隔内该化学反应的平均速率

B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率

C.不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)

D.维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线

乙所示

【变式探究】在铝与稀硫酸的反应中，已知10s末硫酸的浓度减少了0.6mol/L,不考虑反应过程中溶

液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是

A.0.02mol/(Ls)B.0.2mol/(Ls)C.0.03mol/(L-s)D.0.3mol/(L-s)

高频考点二影响化学反应速率的因素

B.随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小

C.该条件下，乂11(11)和乂11(\川)不能大量共存

f催化剂I

(

T

O4Z..01催化剂II

)E.01

、

。

°24t/min

A.无催化剂时，反应不能进行

氏与催化剂I相比，1【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

A.其他条件不变，升高温度，v(正)增大，v(逆)减小

B.其他条件不变，移走一定量的SO3,v(正卜v(逆)都下降

C.温度不变，向该容器中充入气体Ar,反应速率增大

D.温度不变，将容器体积增大，反应速率也增大

高频考点三速率常数及其应用

C.欲提高Y的产率.，需提高反应温度且控制反应时间

D.温度低于工时，总反应速率由反应②决定

【方法技巧】

1.速率常数含义

速率常数(外是指在给定温度不，反应物浓度皆为1mcl.Lr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)成正比，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幕的乘积成正比。

对于反应：〃A+/?B===gG+/zH

则i，=he(A)d(B)(其中k为速率常数)。

如：①SO2+CI2y=Aic(SO2cI2)

2

(2)2NO2<=^2NO+O2v=te(NO2)

③2H2+2NOK^N2+2H2O1，=心，(H2)/(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

(

L

・

o

E

)

o(、

e

N

)

D

高频考点四反应历程（或机理）图像分析

A.反应II、in为决速步

B.反应结束后，溶液中存在I80H'

C.反应结束后，溶液中存在CH，8OH

D.反应I与反应IV活化能的差值等于图示总反应的焙变

【变式探究】氮氧化物是大气污染物之一，如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下列说法

A.过程1中NO既作氧化剂又作还原剂

B.过程H中每生成ImolOi时,转移电子的数目约为4x6.0x1023

C.过程中涉及的反应均为氧化还原反应

D.整个过程中Ni2+作催化剂

高频考点五有关反应速率的实验

稀硫酸

实验反应温

Vc/(mVc/(mV

序号度/℃

/mLol/L)/mLol/L)/mL

11

1200.100.500

000.0

VVV

2400.1()0.50

V4V

3200.1()0.50

.0

A.盐B.碱C.酸D.氧化物

(2)写出硫代硫酸钠与硫酸反应的化学方程式。

(3)该实验1和2可探究对反应速率的影响，因此是。实验1和3可探究硫酸浓

度对反应速率的影响，因此V,=。

(4)实验中利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢，请你分析为何不采用测量单位时间内产

生气体体积的大小进行比较。

【变式探究】某实验小组为探究酸性条件卜碘化钾与过氧化氧反应的化学反应速率，进行以卜实验探

究。

根据此现象可知反应i的速率反应ii的速率(填“大于”、“小于”或“等于")，解释实验一中溶液

混合一段时间后才变蓝的原因是o

试剂体积/mL溶液开始变蓝的

实验编号

时间/s

I八

00000

II

10002

①V1=，V2=

②对比实验I和实验II，L/2（填“>”、"〈"或"=''）。

【举一反三】某研究性学习小组探究硫的化合物的制备和性质。

I.制备二氧化硫

⑴制备S0?气体最合适的发生装置是（填写字母）。

I【.制备硫代硫酸钠

已知：硫代硫酸钠易