2026届高考化学一轮复习讲义：基元反应、速率方程

基元反应、速率方程

必.畲•一点

一、基元反应与非基元反应

基元反应：反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子的反应。

即一步就能完成的化学反应，简称元反应。

非基元反应：由两个或两个以上基元反应组合而成的反应。

也称为总包反应或总反应。

如：反应NO2(g)+CO(g)->NO(g)+CO2(g)

中间产物NO3可被光谱检测到，但是没有从产物中分离出来。因此上述反应可视为由下

列两个基元反应组合而成：

NO2+NO2->NO3+NO(慢)

NO3+CO->NO2+CO2(快)

反应分子数：基元反应中反应物微粒数之和，可分为单分子、双分子和三分子反应。

SO2CI2TSO2+CI2单分子反应

2NO2一2N0+0?双分子反应

H2(g)+21(g)-2Hl(g)三分子反应

二、质■作用定律(速率方程)

质量作用定律：当温度一定时，基元反应的反应速率与各反应物

浓度辕(以计量系数为第)的乘积成正比。

如对于基元反应：aA+bB=gG+hHV=kxcAXQ

女称为速率常数；a,b是该化学反应的级数，级数的取值可是正整数、负整数或负数,

a+b是该反应的总级数。

对于同一反应来说，出随温度、反应物本质、溶剂、催化剂等不同而改变，与反应物的

浓度无关。

三、基元反应的速率方程

基元反应：

V=^C(SO)C(C1)①

SO2CI2->S02+Cl2122

左②

N02+CO-NO+CO2V=2c(NO?)c(CO)

=女

2NO2->2NO+O2v3c2(N()2)③

NO,+CO->NO+CO2

1I：C(CO)C(NO2)v通=&逆C(CC)2)C(NO)

称为正向反应速率常数，左逆称为逆向反应速率常数

V正、V逆为化学反应的瞬时速率。

基元反应的速率方程直接由质量作用定律得出。

相同温度下，正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系

对于基元反应：aA(g)+/?B(g)(g)+//H(g)

。(正)=左正・典A)•d(B)；

0(逆)=%逆•第G)・e力(H)

平衡常数文:::

反应达平衡时，3"故吃:

四、非基元反应的速率方程

2

反应2NO+O2=2NO2实验得V=A^(NO)C(O2)

设反应历程：®2NO=N2O2(快)

②N2()2=2NO(快)

@N2O24-O2=2NO2(慢)

22

因为有vi=v2故有为c(NO)=k2C(N2O2)所以C(N2O2)=kj^c(NO)

22

由反应的控速步骤③：v=k3C(N2O2)C(O2)=^,-k3/k2c(NO)C(O2)=^(NO)C(O2)

反应的总速率方程为:r=G2(NO)c(O2)

决定速率的步骤是最慢的步骤！速度方程符合质量作用定律的不一定是基元反应。

非基元反应的速率方程，反应级数与反应方程的计量数无确定关系，需要由实验测得。

化学方程式反应速率方程

A5

H2+C12=2HC1v=Xrc(H2)c(Cl2)

2N2O5=4NO2+O2v=kC(N2O5)

a5

CHC134-C12=CC14+HC1i=kc(Cl2)c(CHCl3)

22VCOCI

S2O8+3I-=2SO4+I3--A(S282)()

反应级数越大，则反应物浓度对反应速率的影响越大。

真题•再现

1、（1）基元反应aA+bB=cC+dD的速率方程为产"a（A）.cb（B）,其中人为速率常数。已知反

应NO2+CO=NO+CO2,在不同温度下反应机理不同。

①温度高于490K时，上述反应为简单反应，请写出其速率方程。

②温度高于520K时，该反应是由两个基元反应构成的复杂反应，其速率方程尸kc2（NO2），

已知慢的基元反应的反应物和产物为NO、NO2>NOJ,用方程式表示反应历程。

第一步：（慢反应）。

第二步：（快反应）。

（2）N2O4（g）2NO2（g）A/7=+57kJmol-'

「K时，向IL真空容器中加入ImolNzOu达到平衡时NO2的平衡产率为20%,则该温度

下的平衡常数K=。

③若MN2O4尸南十的。。V（NO2）=^2C（NO2）,T2温度下，若h=h,则T2T,（填

“高于”或“低于”）。

3、复杂反应2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）由两个基元反应构成，2NO（g）=N2O2（g）（快速平衡）

N2O2（g）+C）2（g）=2NO2（g）（慢反应），已知快反应为放热反应，其正、逆反应速率常数分别为

舟和女2。慢反应

正、逆反应速率常数分别为〃3和若V产"2（NO）・C（C）2）,则公（用鬲、“2、左3

表示）。

4、已知反应2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2（3（g）生成N2的初始速率与NO、比的初始浓度

的关系为V=MNO）C'（H2）,k为速率常数。在800。（2时测得的相关数据如下表所示。

初始浓度

实验数据生成N2的初始速率/moLL-'T

c(NO)/molLTC(H2)/mol•LT

12.0CM0-36.00x1O-31.92x103

21.00x10-36.00x10-34.80x10-4

32.00x10-33.00x1O-39.60x10-4

下列说法中不正确的是（）

A.关系式中x=l,y=2

B.80（）。（2时，2值为8x10，

C.若800。（3时,初始浓度c（NO）=c（H2）=4.00xio-3molLT,则生成N2的初始速率为

5.12x10-3molL-'s-1

D.当其他条件不变时，升高温度，速率常数将增大

5、已知在一定温度下的可逆反应N2O4（g）=^2NO2（g）AH>0中，v2=A:Ec（N2O4）,

左逆c2（NO2）（g：、攵逆只是温度的函数）。若该温度下的平衡常数K=10,则％正=k定

升高温度，k正增大的倍数（填“大于”“小于”或“等于“吠逆增大的倍数。

6、升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2N0（g）+Ch（g）不±2NOKg）的速率却随温

度的升高而减小。某化学小组为研究特殊现象的实质原因，查阅资料知：

2NO（g）+O2（g）=^2NO2（g）的反应历程分两步：

①2NO（g）0N2（）2（g）（快）

片正=攵1正。2例0）片逆=攵［逆。洌2。2）AHi<0

②N2O2（g）+O2（g）=2NO2（g）（慢）

也正二攵2正C（N2（）2）C（O2）也逆=%2逆C2（NC>2）

请回答卜列问题:

(1)一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NC>2(g)达到平衡状态，请写出用Q正、岛辿、公正、

心逆表示的平衡常数表达式K=,根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的

原因是(填字母)。

a.22也增大，。32。2)增大b.&正减小，ZN2O2)减小

C.用正增大，C(N2()2)M小d.也正减小，c(NQ2)增大

(2)由实验数据得到也正〜0(02)的关系可用如图表示。当X点升高到某一温度时,

反应重新达到平衡，则变为相应的点为(填字母)。

7、某合成氨速率方程为：v="a(N2)d(H2)e(NH3),根据表中数据，y=

实验c(N2)/(molLT)c(H2)/(molL-1)c(NH3)/(molL7)v/(molL-1,s~')

1mnPq

22mnP2q

3mnO.lplOq

4m2nP2.828q

8、在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为尸神©九)。(82)产(k为

速率常数)。

在MCH。一定时，不同〃口。2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则Pa(C02)、PMCO2)、

PC(C02)A大到小的顺序为o

08

9、研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(4-l)(l-na')o式中：k为反应速率

a

常数，随温度t升高而增大；a为SO2平衡转化率，a'为某时刻SO?转化率，n为常数。在

a'=0.90时,将一系列温度下的k、a值代入上述速率方程,得到v~t曲线,如图所示。

曲线上V最大值所对应温度称为该M下反应的最适宜温度tm。tvtm时，V逐渐提高t>tm

后，V逐渐下降。原因是o

10、室温下，某溶液初始时仪溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应①M+N=X+Y：

②M+N=X+Z,反应①的速率可表示为vi=Lc2(M),反应②的速率可表示为也=依。2(吊)(丸、

上为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是

0102。3040S060

A.0〜30min时间段内,Y的平均反应速率为6.67xl()-8mol・LT・mi/

B.反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变

C.如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z

D.反应①的活化能比反应②的活化能大

题组•特训|

1.对于基元反应，如aA+/)BcC+力)，反应速率丫正=左正Y(A)d(B),心=kmL(C)V«D),

其中A正、&逆是取决于温度的速率常数。

对于基元反应2NO(g)+O2(g)=^=2NO2(g)，在653KIM,速率常数左正=2.6x1。3L2.moi-

2七7,左逆=4.1x103Lmo|-i・sT。

(1)计算653K时的平衡常数K=o

1

(2)653K时，若NO的浓度为0.006molL-',02的浓度为0.290molL,正反应速率为

molL_ks_,o

2.工业上，可采用还原法处理尾气中NO,其原理：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)

△H<0.在化学上，正反应速率方程式表示为口=左正叱30）,叩12），逆反应速率方程式表

示为V逸=%逆•cv（N2）e（H2。），其中，〃表示反应速率常数,只与温度有关，加、〃、x、y叫反

应级数，由实验测定。在恒容密闭容器中充入NO、H2,在7。€：下进行实验，测得有关数据

如下：

!1

实验c(NO)/(molL-)c(H2)/(molL-)v正/(molLTmin—)

①0.100.100.414k

②0.100.40L656k

③0.20OJO1.656k

下列有关推断正确的是！）

A.上述反应中，正反应活化能大于逆反应活化能

B.若升高温度，则左正增大,“逆减小

C.在上述反应中，反应级数：m=2,n=\

D.在一定温度下，NO、比的浓度对正反应速率影响程度相同

3.某反应人值）+13值）-（3值）+5。的速率方程为口二%七”（人）,。〃（8）,其半衰期（当剩余反

应物恰好是起始的一半时所需的时间）为竽。改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所

k

示：

e(A)/(molL-1)c(B)/(molL-')v/(l03molL-|,min-1)

0.250.0501.4

0.500.0502.8

1.000.0505.6

0.500.1002.8

卜.列说法正确的是

A.速率方程中的m=l、n=l

B.该反应的速率常数A=2.8xl0-3min7

C.增大反应物浓度，々增大导致反应的瞬时速率加快

D.在过量的B存在时，反应掉87.5%的A所需的时间是375min

4.(1)温度为八。(：时，将等物质的量的CO?和H?充入体积为1L的密闭容器中发生反应：

CO2(g)+H2(g)^^HCOOII(g)△〃=一31.4kJ-mol-'K=2

实验测得n正=〃正C(CO2)C(H2),V逆=A逆C(HCOOH),人正、〃逆为速率常数。一℃时，上逆=

(以k正表不)。

(2)当温度改变为k则72。(3时平衡压强。。(2时平衡压强(填

或理由是。

5.2NO(g)+02(g)F02NO2(g)的反应历程如下：

反应I：2NO(g)^^N2O2(g)(ft)AH,<0

修正="|正一(NO),片逆=卜逆七(N2O2);

反应II：N2O2(g)+O2(g)-2NO2®(慢)A//2<0>正=k2正c(N2O2)-e(O2),v2„=k2

i2,C2(NO2)o

⑴一定条件下，反应2NO(g)+O2(g)02NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K=(用

含《正、心也、〃2正、〃2或的代数式表示)。反应I的活化能反(填或"=")反应II的

活化能EH。

(2)已知反应速率常数k随温度升高而增大，则升高温度后玲也增大的倍数板排

大的倍数(填“大于""小于''或“等于”)。

答案及解析

|真题:再加］

1、【答案】V=^C(NO2)C(CO)

根据速率方程v=Zd(NO2)可知，慢反应的反应物为NO2,结合产物氮氧化物可知，其慢

反应为：2NO2=NO+NO3,因总反应为NO2+CO=NO+CO2,则快反应为

NO3+2CO=NO+CO2;

2、【答案】0.2高于

【解析】T?温度下，若舟=心，V(N2O4)=A-IC(N2O4)V(NO2)=A:2C(NO2),

平衡时，X<NO2)=2V(N2O4)则无/例。2)=2舟《N2O4)即C(NO2)=2C(N2O4)

,2

/C=C'(NO2)/C(N2O4)=2>A：,平衡向正反应方向移动，则丁2>「

3、【答案】A岛的

【解析】由质量作用定律可知，

快速平衡2NO(g)=N2O2(g)v快正MTN。)①，v快逆成七时。?)②，

慢反应为N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g),v超正=^3C(N2O2)C(O2),

则反应速率v£_=kc2(^O)c(O2)

.快正X*'慢正_-lOCNCQxAycgOjce)

1'快逆行“NQ》

4、【答案】A

【解析】由实脸数据1和2可知，c(H?)相同，c(NO)扩大I倍，反应速率扩大为原来的

1.92x10-3

——「=4倍，则x=2,由实脸数据1和3可知，c(NO)相同，c(%)扩大1倍，反应速

4.80x104

1.92x10-3

率扩大为原来的大~二7=2倍，则y=l,A项错误；根据数据1可知800。(3时，k值为

9.6x104

1.92x1()-31.92x10-3

-----------=-------------------------7=8x104B项正确；若800℃时，初始浓度&NO)

2-3

C(NO)C(H2)(2.00x10-3)2x(6.0()x10)

34

-C(H2)-4.00X10-mol-L-',贝”生成N2的初始速率v-_[8x10x(4.00x10"

3)2x(4.00x10-3力molL-%-1=5.12x10-3moi1C项正确；温度升高，反应速率加快，

则当浓度和其他条件不变时，升高温度，速率常数一定是增大的，D项正确。

5、【答案】10大于

kifi-c2(NO2)

【解析】当反应达到平衡时/正=y送，即k正<的04)=〃送d(NO2),左正=---———

c(NO

=左逆・K=10左应该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，k正增大的倍数大

于k逆增大的倍数。

k\^.'ki正

6、【答案】(1)(2)a

k\逆生逆

解析：(1)由反应达到平衡状态可知，修正=丫］逆、也正=也逆，所以修正"2正=力逆Xy?逆,

_.C2(NO2)k\正生正

2

即为正/(NO)x后正o(N2O2)c(O2)=由i£c(N2O2)xA:2iic(NO2),则^=~~——=7■—「，

C2(NO)C(O2)k\逆出他

(2)因为决定2NO(g)+O2(g)=2N()2(g)速率的是反应②，升高温度，也正减小，平衡向

逆反应方向移动，«。2)增大，因此当x点升高到某一温度时，c(O2)增大，也正减小，符合条

件的点为a°

7、【答案】-1

8、【答案】Pc(CO2).pg)、pa(CO2)

9、【答案】升高温度，A增大使丫逐渐提高，但a降低使v逐渐下降。当/〈小，k增大对v

的提高大于a引起的降低；当/>3,A增大对v的提高小于a引起的降低

【解析】由于该反应是放热反应，温度升高后a降低。由题中信息可知，v=

/\08

(1-〃4)，升高盘度，%增大使v逐渐提高，但a降低使v逐渐下降。当/V3,k

增大对v的提高大于a引起的降低；当，>路，左增大对v的提高小于a引起的降低。

10、【答案】A

【解析】A项，由图中数据可知，30min时，M、Z的浓度分别为0.300mol・U和0.125

mol-L-1,则M的变化量为0.5mobL-'-OJOOmokL^O.200tnokL-1,其中转化为Y的变化量

l=

为0.200mol・L/-0.125inol*L0.075mol*L'o因此，0-30min时间段内,Y的平均反应速率

为=0.0025mol・L”・irin”,A不正确；B项，由题中信息可知，反应①和反应②的速率

之比为一，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同(化学计量

k\

数均为1),因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于一，由于的、k2为速率常数,

ki

故该比值保持不变，B正强；C项，结合A、B的分析可知因此反应开始后，在相同的时

间内体系中Y和Z的浓度之比等于"一0”"一3,因此，如果反应能进行到底，反应结束时有

ki0.1255

2的M转化为Z,即62.5%的M转化为Z,C正确；D项，由以上分析可知，在相同的时间

8

内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应