化学反应速率-新高二化学暑假课（人教版）

第03讲化学反应速率

［❷笈目板］

飞，

I.变化观念：了解化学反应速率的概念及其表示方法，形成不同的反应可用不同的方法来表

示化学反应速率的变化观念。

2.宏观辨识与微观探析•：通过实验,从宏观卜认识外界因素影响化学反应速率的规律,并能

从活化分子的有效碰撞等微观的角度进行分析解释。

3.证据推理与模型认知：根据化学反应速率的测定原理设计实验，学会化学反应速率的测定

方法，通过对比的方法，发展基于变量关系的证据推理素养。建立分析探究外界因素影响化

学反应速率的思维模型，即“实验现象一＞影响规律-理论解释“，促进"证据推理''核心素养的

发展。

4.科学探究：通过定性与定量研究影响化学反应速率的因素，提高学生设计探究方案、进行

实验探究的能力。

1-,二嬲辎］

飞/--------

一、化学反应速率及其测定

（1）测定原理

利用与化学反应中任何一种化学物质的浓度相关的可观测量进行测定。

（2）测定方法

①直接观察测定：如释放出气体的体枳和体系的压强等。

②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.，可利用颜色变化和显色物质与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速

率。

二、化学反应速率的计算和比较

1.化学反应速率的计算

（1）公式法：

AcAz7

片©=两

特别提醒①如果题目中给出的是物质的量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变

化量。

②浓度的变化量ACUC（某时刻）一C（初始）

所以一般△以反应物）为负值，Ac（生成物）为正值，

而V是标量，只有正值，所以在计算反应速率时，

（反应物）

V（反感物）=----&------

寸桢、Ac（生成物）

V（生成物）=---&----

⑵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：/"A+〃B=pC+qD,U（A）=_A„u（B）=一绘舁，v（C）=^^\

MD尸吏且有.v（A）=v（B）=v（C）=v（D）

'>2，且加mnpq

⑶“三段式”法

①求解化学反应速率计算题的一般步骤：

a.写出有关反应的化学方程式；

b.找出各物质的起始鼠、转化量、某时刻最；转化量之比等于化学计量数之比;

c.根据已知条件列方程计算。

反应：〃?A（g）+〃B（g）n^pC（g）

起始浓度/molL^abc

转化浓度/mol.Lix詈管

某时刻（is）浓度/mol.L1a—xb-北，,+管

再利用化学反应速率的定义式求算

i<A）=ymolL-'-s-1；

1位）=就mol-L'-s-1；

《）=隽-ol.L-.s-'

②计算中注意以下量的关系。

对反应物：c•（起始）一c（转叱）=c（某时刻）；

对生成物：c（起始）+c（转叱）=c（某时刻）:

转化率一般初00%。

2.化学反应速率的比较方法

（1）定性比较

通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所

需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速

率：K>Na。

（2）定量比较

①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。

②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同•物质的化学反应速率，或分别除以相应物

质的化学计量数，所得数值大的速率大。

③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。

三、影响化学反应速率的因素

I.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组成、结构和性质等因素决定

的。

2.定性探究影响化学反应速率的外界因素

影响因素实验结论

浓度增大浓度，化学反应速率增大

温度升高温度，化学反应速率增大

催化剂催化剂能加快化学反应速率

3.外因

(1)在一般情况下，当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；降低反应物

浓度，化学反应速率减小，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。

催化剂可以改变化学反应速率。

(2)大量实验证明，温度每升高10℃,化学反应速率通常增大为原来的2〜4倍。这表明温度

对反应速率的影响非常显著。

⑶压强对化学反应速率的影响

①研究对象——气体模型的理解

对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比。

由图可知：其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大。

②影响规律

对于有气体参加的化学反应，在相同温度下，增大压强(减小容器容积)，反应速率增大；减

小压强(增大容器容积)，反应速率减小。

(4)其他影响化学反应速率的因素：如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速

研磨等。总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。

四、活化能

I.有效碰撞理论

(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。如2HI=H2+I2的2个基元反应为2HI—>比+21、21•―>I2o

(2)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。

⑶基元反应发牛的先决条件

考点二化学反应速率与化学计量数关系的应用

A.02min用A表示的反应速率是0.4mol/(Lmin)

B.02min用B表示的反应速率是0.3mol/(L-min)

C.2min末时用C表示的反应速率是0.2mol/(Lmin)

D.分别用B、C、D表示的反应速率比值为2：3：6

【答案】B

考点三化学反应速率大小比较

例3.下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率，其中反应最快的是

【答案】C

【解析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，把用不同物质表示的反应速率换算成

用同一物质表示的化学反应速率，在同一成同一单位，然后比较大小.

综上所述，反应最快的C项，故选C。

考点四化学反应速率图像分析

A.X点的V(4.)>Y点v(止)

B.曲线C表示的是体系中CO2的浓度变化

D.NOz的平衡转化率为30%

【答案】A

考点五活化分子与有效碰撞理论

例5.下列有关有效碰撞理论和活化能的认识，不正确的是

A.增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，从而提高反应速率

B.温度升高，分子动能增加，分子运动加快，增加了碰撞频率，故反应速率增大

C.选用适当的催化剂，降低活化能，活化分子百分数增加，碰撞频率增加，故反应速率增

大

D.H+和OH的反应活化能接近于零，反应几乎在瞬间完成

【答案】A

【解析】增大反应物浓度，可以提高活化分子数，但活化分子百分数不变，A不正确；温度

升高，分子碰撞频率增加，活化分子数、活化分子百分数都提高，反应速率增大，B正确；

选用适当的催化剂，能降低反应的活化能，使更多的分子成为活化分子，从而增大活化分

H+和OH的反应速率非常大，反应几乎在瞬间完成,则表明反应的活化能接近于零，D正确：

故选A。

考点六外界因素对化学反应速率的影响

B.加入催化剂可降低逆反应的活化能，从而加快逆反应速率

C.恒温恒容时，增大压强，则反应物中活化分子百分数增大，反应速率加快

D.达到平衡时，升高温度，正反应速率减小、逆反应速率增大

【答案】B

考点七化学反应速率影响因素的相关综合

例7.在一定温度下，某密闭容器中发生反应：2c(g)=A(g)+2B(s)AH>0,若0〜10s内

c(C)由0.1molL-,降到0.08molf1,则下列说法正确的是

A.0〜Os内用B表示的平均反应速率为v(B)=0.002mol•为•丘

B.c(C)由0.1molL-1降到0.04molL-1所需的反应时间小于5s

C.升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢

D.减小反应体系的体积，化学反应速率加快

【答案】D

【解析】B为固体，不能用固体的浓度变化表示反应速率，A错误；c(。由0.1molL」降到

0.08molL-1,所需的反应时间为10s,浓度越小，反应速率越慢，所以c(C)由0.1mo卜「

降到0.04mol・Lr所需的反应时间一定大于5s,B错误；升高温度，反应物分子碰撞的次数

增多，正、逆反应速率均加快，C错误；减小反应体系的体积，各气体的浓度增大，化学反

应速率加快，D正确；故选D。

F,-------------

1.某化学反应中，反应物B的物质的量浓度在10s内，从4.0mol/L变成了2.0mol/L,则这

10s内B的反应速率为

A.0.2mol/(Ls)B.0.5mol/(L-min)C.0.02mol/(L-s)D.0.05mol/L

【答案】A

2.反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：

®v(A)=0.45mol-L'-min1

②v(B)=0.6mol-L^s1

③v(C)=0.4moi-L's1

④v(D尸0.45mol-L'-s1

下列有关反应速率的比较中正确的是

A.④<③建)<①B.④>③①

C.④山二②,①D.①>②汲〉④

【答案】C

【分析】反应速率之比等于化学计量数之比，则各物质的反应速率与其化学计量数的比值越

大，反应速率越快。

【答案】A

4.把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应：

3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)05min末生成0.2molW,若测得以Z浓度变化来表示的化学反应

速率为0.01mol/(L・min),则上述反应中Z气体的化学计量数n的值是

A.1B.2C.3D.4

【答案】A

答案选A。

【答案】B

6.已知4NH3+5O2=4NO+6H2O(g),若反应速率分别用P(NH3)、v(O2),u(NO)、说氏0)表

示，则正确的关系是

A.4/5V(NH3)=V(O2)B.5/6V(O2)=v(H2O)

C.2/3V(NH3)=V(H2O)D.4/5V(O2)=V(NO)

【答案】D

【解析】在化学反应中用不同物质表示反应速率时.，速率比等于化学方程式中相应物质的化

46

学计量数的比，则?Q)=WNH3),A错误；根据物质反应的速率关系可知：^V<O2)=I<H2O),

3

B错误；根据物质反应的速率关系可知：|y(NIh)=v(Il2O),C错误；根据物质反应的速率

4

关系可知：—V(O2)=V(NOI,D正确；故选D。

7.在密闭容器中进行A与B反应生成C的可逆反应，反应速率v(A)、v(B)、v(C)之间存在

以下关系:v(C)=2v(A),3v(C)=2v(B),则该反应可以表示为

A.A(g)+B(g)^C(g)B.2A(g)+2B(g)^3C(g)

C.A(g)+3B(g)=2C(g)D.3A(g)+B(g)^2C(g)

【答案】C

【解析】在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率，速率比等于化学方程式中化

学计量数的比。密闭容器中A(g)与B(g)反应生成C(g),其反应速率分别用u(A)、v(B)>v(C)

表示，它们之间有以下关系：v(C)=2v(A),3v(C)=2v(B),则化学方程式为A(g)+3B(g)=2C(g),

故合理选项是C。

8.有关化学反应速率的认识，正确的是

A.增大压强(对于气体反应)，活化分子百分数增大，故反应速率增大

B.温度升高，分子动能惮加，减小了活化能，故反应速率增大

C.选用适当的催化剂，分子运动加快，增加了碰撞频率，故反应速率增大

【答案】D

9.采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是

A.N?和H2合成NH3时，不断分离出产物NH3

B.Fc与稀硫酸反应制取H?时，改用浓硫酸

C.Na2so4溶液与BaCb溶液反应时，增大压强

D.大理石与盐酸反应制取CCh时，将块状大理石改为粉末状大理石

【答案】D

【解析】N2和H2合成NH3时，不断分离出NH3,生成物的浓度降低，且随着反应进行反应

物浓度也降低，化学反应速率降低，A错误；常温下Fe遇浓硫酸发生钝化，无法增大反应

速率，B错误；Na2s04溶液和BaCb溶液反应，两者都是溶液，反应速率不受压强的影响，

增大压强反应速率不变，C错误；大理石与盐酸反应制备C02,将块状大理石换成粉末状大

理石，大理石与盐酸的接触面积增大，反应速率增大，D正确；故选D.

10.对于在同一容器中进行的反应：C(s)+H2O(g)^CO(g)+H2(g),下列说法错误的是

A.增加C(s)的量，可以加快反应速率

B.升高温度，可以加快反应速率

C.保持体积不变，充入He,反应速率不变

D.将容器体积扩大至原来2倍，反应速率减慢

【答案】A

【解析】木炭是固体，浓变视为常数，增加C(s)的量不影响反应速率，故A错误；升高温

度增大活化分子数目，有效碰撞增大，反应速率加快，故B正确；保持体积不变，充入He,

各物质的浓度不变，则反应速率不变，故C正确：容器体枳增大，压强减小，反应物浓度

减小，反应速率减慢，故D正确；故选A。

A.④迎二②〉①B.①，②二③咆C.①弥爸④D.④①

【答案】A

0.0250.0500.025

0.0400.0400.120

卜列说法错误的是

A.该反应可能为基元反应

D.在过量的B存在时，反应掉93.75%的A所需的时间是l200min

【答案】C

【答案】D

t/s06001200171022202820X

1.400.960.660.480.350.240.12

下列说法错误的是

C.推测上表中的X为3930

【答案】B

15.500r,HC1在催化剂M的作用下被6氧化依次有如图⑴、(II)、(IU)三步反应组成，

计算机模拟单个分子在催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是

A.反应n：反应物断键吸收的能量大于生成物成键放田的能量

B.温度升高，反应速率加快，活化能不变

【答案】B

16.T°C时，降冰片烯在催化剂作用下反应，反应物浓度与催化剂种类及反应时间的关系如

下表所示。下列说法不亚砚的是

时间/min

编号050100150200250

催化剂种类

1催化剂I3.002.401.801.200.600

2催化剂II3.001.800.60000

3催化剂in1.500.900.30000

A.催化效果：催化剂H优于催化剂I

D.其他条件相同时，反应物浓度越大，反应速率不一定越大

【答案】B

故选B。

17.已如：2KMnCh+5H2c2OI+3H2so产ZMnSOi+KzSQi+lOCChT+gHzO。某化学小组欲探究

浓度、温度对该反应速率的影响，进行如下实验(忽略溶液体积变化)。

1

编O.OImol-L酸性KMnO4O.OlmolUH2c2O4溶液水的体反应温反应结束

号溶液体积/mL体积/mL积/mL度/℃时间/min

I2Vi0202.1

II211205.5

III2V20500.5

下列说法错误的是

A.Vi=2,V2=2

B.实验1、HI的目的是探究温度对化学反应速率的影响

1

C.实验III中v(KMnO4)=0.01mol-L^min

D.其他条件不变，若改用O.lmoRJ酸性KMnCh溶液，也能达到实验目的

【答案】D

18.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

部分变化曲线如图所示，卜.列判断错误的是

A.无催化剂时，反应也能进行

B.与催化剂n相比，催化剂I使反应活化能更低

C.a曲线表示使用催化剂I时X的浓度随I的变化

【答案】D

【解析】由图可知，无催化剂时，生成物的浓度也在增加，说明反应也在进行，故A正确;

19.1.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图:

(1)从反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为,Y的转化率为

⑵该反应的化学方程式为.

H.KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：回答下列问题：

实验编号①②③④⑤

温度/C3040506070

显色时间/S16080402010

(3)该反应的离子方程式为

(4)该实验的目的是探究o

(5)实验试剂除了lmol・LkI溶液、0.1mol・L/iH2s04溶液外,还需要的试剂是