高考化学一轮复习 讲义大单元四　第十一章　第38讲　化学反应速率及影响因素（广东版）

大单元四第38讲化学反应速率及影响因素[复习目标]1.了解化学反应速率的概念及表示方法，能提取信息计算化学反应速率。2.掌握影响化学反应速率的因素。考点一化学反应速率及表示方法1.化学反应速率的表示方法(1)通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。(2)数学表达式及单位v=ΔcΔt，单位为mol/(L·s)或mol·L-12.化学反应速率与化学计量数的关系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不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。如在反应mA(g)+nB(g)⥬pC(g)+qD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。[应用举例]已知反应：4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下：①v(CO)=1.5mol·L-1·min-1②v(NO2)=0.7mol·L-1·min-1③v(N2)=0.4mol·L-1·min-1④v(CO2)=1.1mol·L-1·min-1⑤v(NO2)=0.01mol·L-1·s-1请比较上述5种情况反应的快慢：(由大到小的顺序)。答案③>①>②>⑤>④解析在不同条件下，用CO表示的反应速率：②v(CO)=2v(NO2)=1.4mol·L-1·min-1；③v(CO)=4v(N2)=1.6mol·L-1·min-1；④v(CO)=v(CO2)=1.1mol·L-1·min-1；⑤v(CO)=2v(NO2)=0.02mol·L-1·s-1=1.2mol·L-1·min-1，故反应的快慢为③>①>②>⑤>④。3.表示化学反应速率的注意事项(1)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，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。(3)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。1.对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显()2.由v=ΔcΔt计算平均反应速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值3.化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L-1()4.同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快()答案1.×2.×3.×4.×一、对化学反应速率概念的理解1.(2025·茂名模拟)在恒温恒容条件下，发生反应：A(g)=2P(g)，c(A)随时间的变化如图中曲线所示，其中cA，0表示A的初始浓度。下列说法不正确的是()A.a点的瞬时速率大于b点的瞬时速率B.cA，08C.从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率D.在不同时刻都存在关系：2v(A)=v(P)答案B解析a点的斜率大于b点，则a点的瞬时速率大于b点的瞬时速率，A正确；随着反应进行，物质浓度减小，反应速率减慢，由图中信息可推测，cA，08对应的时间大于4t0，B错误；根据v=ΔcΔt可知，从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率，C正确；不同物质表示的反应速率之比等于方程式中化学计量数之比，故在不同时刻都存在关系：2v(A)=二、化学反应速率的表示方法2.在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和3molH2，一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，测得CO(g)和CH3OH(g)的物质的量变化如图所示，反应经过3min后达到平衡，该过程中H2的化学反应速率是。答案0.25mol·L-1·min-1解析在2L恒容密闭容器中进行反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，根据图示数据，用三段式进行求解：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)n始/mol130Δn/mol0.751.50.75n平/mol0.251.50.75则3min内反应消耗H2的物质的量是1.5mol，因此用H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)=1.5mol2L3min=0.25mol·L-1·min3.某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：压强/(×105Pa)温度/℃NO达到所列转化率需要的时间/s50%90%98%8.0300.23.936若进入反应塔的混合气体为amol，反应速率以v=ΔnΔt表示，则在8.0×105Pa、30℃条件下，转化率从50%增至90%时段内NO答案2a185解析起始时NO的物质的量为a10mol，NO的转化率从50%增至90%时，NO转化的物质的量为a10mol×(90%-50%)=a25mol，需要时间为3.7s，因此反应速率为2a4.在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2，T℃时，其分压分别为15kPa、30kPa，加入催化剂并加热使其发生反应：CO2(g)+4H2(g)⥬CH4(g)+2H2O(g)。研究表明CH4的反应速率v(CH4)=1.2×10-6×p(CO2)·p4(H2)kPa·s-1，某时刻测得H2O(g)的分压为10kPa，则该时刻v(H2)=。答案0.48kPa·s-1解析同温同体积下，气体的压强和气体的物质的量成正比，CO2、H2的起始分压分别为15kPa、30kPa，某时刻测得H2O(g)的分压为10kPa，Δp(H2O)=10kPa，列三段式：CO2(g)+4H2(g)⥬CH4(g)+2H2O(g)开始/kPa153000变化/kPa520510某时刻/kPa1010510v(CH4)=1.2×10-6×10×104kPa·s-1=0.12kPa·s-1，v(H2)=4v(CH4)=0.48kPa·s-1。化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。(3)根据已知条件列方程式计算。例如：反应mA+nB⥬pC起始浓度/(mol·L-1)abc转化浓度/(mol·L-1)xnxm某时刻浓度/(mol·L-1)a-xb-nxmc+考点二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1.升温时，吸热反应速率增大，放热反应速率减小()2.一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜能够提高反应速率()3.100mL2mol·L-1盐酸与锌片反应，加入适量的醋酸钠，反应速率减小()4.锌和稀硫酸反应生成氢气的速率从开始到结束会一直减小()5.向反应2CrO42-+2H+⥬Cr2O72-+H2O体系中加水，v正不变，v逆6.恒温恒压下进行反应：N2(g)+3H2(g)⥬2NH3(g)，加入惰性气体Ar后，v正、v逆均不会变化()答案1.×2.√3.√4.×5.×6.×一、惰性气体对化学反应速率的影响1.对于反应：N2(g)+3H2(g)⥬2NH3(g)(1)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氮气，反应速率，原因是。(2)恒温恒容条件下，向反应体系中充入氦气，容器内总压强，反应速率，原因是容积不变，充入氦气，。(3)恒温恒压条件下，向反应体系中充入氦气，反应速率，原因是压强不变，充入氦气，容积，反应物。(4)恒温条件下，增大容器体积，正反应速率减小，逆反应速率。答案(1)增大容积不变，充入氮气，反应物氮气的浓度增大，反应速率增大(2)增大不变反应物氮气、氢气的浓度均未改变，反应速率不变(3)减小增大氮气、氢气的浓度减小，反应速率减小(4)减小惰性气体对反应速率的影响恒温恒容条件下通入惰性气体，总压增大，反应物浓度不变，反应速率不变恒温恒压条件下通入惰性气体，总体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小二、用“变量控制法”探究外因对化学反应速率的影响2.用下列仪器或装置(夹持装置略)进行相应实验，不能达到实验目的的是()ⅠⅡⅢⅣA.装置Ⅰ：探究温度对化学反应速率的影响B.装置Ⅱ：利用SO2与MnO2制备MnSO4，搅拌棒的作用是增大SO2与MnO2接触面积C.装置Ⅲ：左侧装置产生气泡速度较快，可以说明FeCl3对H2O2的催化效果更好D.装置Ⅳ：探究浓度对反应速率的影响答案D解析由题图可知，装置Ⅰ实验的目的是探究其他条件相同时，温度对化学反应速率的影响，A正确；搅拌棒起搅拌作用，目的是增大SO2与MnO2的接触面积，加快反应速率，B正确；只有催化剂的阳离子不同，且催化剂的阴离子和浓度相同，FeCl3溶液浓度低且左侧装置产生气泡速度较快，可以说明FeCl3对H2O2的催化效果更好，C正确；浓硫酸氧化性强，且溶于水放热，故利用浓硫酸和稀硫酸探究硫酸与Na2S2O3反应的速率大小关系变量较多，且反应的本质是研究氢离子的浓度对反应速率的影响，应用不同浓度的稀硫酸，故装置Ⅳ达不到实验目的，D错误。3.某兴趣小组将下表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，记录获得相同体积的氢气所需时间，以研究硫酸铜的浓度对稀硫酸与锌反应生成氢气速率的影响。下列判断错误的是()实验组别混合溶液ABCDEF4mol·L-1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100A.V1=30，V6=10，V7=20B.本实验利用了控制变量思想，变量为铜离子浓度C.反应一段时间后，实验A中的金属呈灰黑色，实验F的金属呈现紫红色D.硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快答案D解析研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则需要硫酸的体积、物质的量相同，变量为铜离子浓度，由实验A、F可知，溶液的总体积为30mL+20mL=50mL，则V1=30，V6=50-30-10=10，V7=20，故A、B正确；实验A中没有加入硫酸铜，锌与稀硫酸反应后，锌的表面凹凸不平，有很多细小的锌的颗粒，由于颗粒很小，光被完全吸收，所以看到的固体是灰黑色；实验F中Zn能够置换出Cu附着在Zn表面，金属变为紫红色，故C正确；因为锌会先与硫酸铜反应，直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气，硫酸铜的量较少时，形成铜锌原电池，反应速率加快，硫酸铜的量较多时，反应时间较长，而且生成的铜会附着在锌片上，阻碍锌片与硫酸继续反应，生成氢气的速率下降，故D错误。关于“变量控制法”题目的解题策略1.(2024·甘肃，4)下列措施能降低化学反应速率的是()A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂B.中和滴定时，边滴边摇锥形瓶C.锌粉和盐酸反应时加水稀释D.石墨合成金刚石时增大压强答案C解析中和滴定时，边滴边摇锥形瓶，使反应物充分接触，可加快化学反应速率，B不符合题意；锌粉和盐酸反应时加水稀释，盐酸的浓度降低，化学反应速率降低，C符合题意；石墨合成金刚石，该反应中没有气体参与，增大压强不改变化学反应速率，D不符合题意。2.(2021·广东，14)反应X=2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是()A.a为c(X)随t的变化曲线B.t1时，c(X)=c(Y)=c(Z)C.t2时，Y的消耗速率大于生成速率D.t3后，c(Z)=2c0-c(Y)答案D解析X是唯一的反应物，随着反应的进行，其浓度不断减小，因此a为c(X)随t的变化曲线，A正确；由图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻，因此t1时，c(X)=c(Y)=c(Z)，B正确；由图中信息可知，t2时刻以后，Y的浓度仍在不断减小，说明t2时Y的消耗速率大于生成速率，C正确；由图可知，t3时刻反应①完成，X完全转化为Y，若无反应②发生，则Y的浓度为c0，由于反应②Y→2Z的发生，t3时刻后Y的浓度的变化量为c0-c(Y)，则c(Z)=2c0-2c(Y)，D不正确。3.[2022·广东，15(1)③]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，则()A.无催化剂时，反应不能进行B.与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ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D.使用催化剂Ⅰ时，0~2min内，v(X)=1.0mol·L-1·min-1答案D解析由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物的浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误；由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，反应速率大，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，故B错误；由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0~2min内Y的浓度变化了2.0mol·L-1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0mol·L-1，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化，故C错误；使用催化剂Ⅰ时，在0~2min内，Y的浓度变化了4.0mol·L-1，则v(Y)=4.0mol·L-12min=2.0mol·L-1·min-1，v(X)=12v(Y)=12×2.0mol·L-1·min-1=1.0mol·L课时精练[分值：100分](1~11题，每小题7分)1.下列有关化学反应速率的认识错误的是()①可以测定某一反应的瞬时速率②只能用单位时间内物质的量浓度变化值表示③任何化学反应都可以通过反应现象判断化学反应的快慢④溶液中发生的反应，速率的快慢主要由温度、浓度决定A.只有① B.只有①②C.只有③④ D.均错误答案D解析化学反应速率指的是一段时间内的平均速率，故①错误；化学反应速率不仅可以用单位时间内物质的量浓度变化值表示，还可以用单位时间内其他改变量来表示，故②错误；溶液中发生的反应，速率的快慢主要由物质本身的性质决定，故④错误。2.反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率加快的是()①增加铁的量②将容器的体积缩小一半③保持体积不变，充入N2使体系压强增大④保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大A.①④ B.②③ C.③④ D.②④答案D解析铁是固体，增加铁的量，反应速率不变，①与题意不符；将容器的体积缩小一半，反应体系中气体物质的浓度增大，则化学反应速率增大，②符合题意；体积不变，充入N2使体系压强增大，但各物质的浓度不变，所以反应速率不变，③与题意不符；保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大，反应物浓度增大，反应速率增大，④符合题意。3.一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)⥬H2(g)+I2(s)ΔH>0，若0~15s内c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1，则下列说法正确的是()A.0~15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.001mol·L-1·s-1B.c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1所需的反应时间小于10sC.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0~15s，v(HI)=0.1mol·L-1-0.07mol·L-115s=0.002mol·L-1·s-1，若反应仍以该反应速率进行，则t=0.07mol·L-1-0.05mol4.(2025·潮州高三模拟)在容积为0.5L的密闭容器中，充入物质的量均为amol的A(g)和B(g)，在一定条件下发生反应：A(g)+3B(g)⥬C(g)+D(g)，测得A(g)、B(g)和C(g)的浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是()A.0~4min内，用D表示的化学反应速率为0.5mol·L-1·min-1B.曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示A(g)、B(g)、C(g)的浓度随时间的变化曲线C.a=8.0D.A和B的平衡转化率相等答案B解析由图可知，0~4min内，用D表示的化学反应速率为v(D)=v(C)=1mol·L-14min=0.25mol·L-1·min-1，故A错误；A、B的起始浓度均为4.0mol·L-1，容器的容积为0.5L，因此a=2.0，故C错误；A和B的初始浓度相等，浓度变化量之比为1∶5.其他条件相同时，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应2A(aq)+B(aq)=3C(aq)+D(aq)中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关叙述正确的是()A.pH=8.8时，升高温度，反应速率不变B.保持其他条件不变，c(H+)越低，c(D)越高C.为了实验取样，可以采用调节pH的方法迅速停止反应D.减小外界压强，反应速率一定减小答案C解析升高温度，反应速率增大，故A错误；根据图像可知，保持其他条件不变，pH=7.5和pH=8.2时，产物D的浓度有可能相同，故B错误；当pH=8.8时，曲线近乎为一条与横轴平行的直线，说明反应速率接近于0，故C正确；没有气体参加的反应，减小压强对反应速率几乎没有影响，故D错误。6.在某催化剂作用下双氧水分解：2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)。向某容器中投入足量双氧水，测得双氧水浓度与反应时间关系如图所示。已知：双氧水浓度减小一半所用时间叫半衰期。下列叙述错误的是()A.温度升高，双氧水分解速率加快B.反应速率：a>bC.ab段平均反应速率：vH2O2=0.01mol·LD.此条件下，双氧水半衰期与初始浓度成正比答案D解析温度升高，化学反应速率加快，双氧水分解速率加快，故A正确；a点c(H2O2)大，反应速率快，故B正确；ab段平均反应速率v(H2O2)=0.40-0.2020mol·L-1·s-1=0.01mol·L-1·s-1，故C正确；由题图可知，双氧水浓度减小一半所用时间为20s，即双氧水半衰期为20s，与起始浓度无关，故D7.下列装置或操作能达到目的的是()A.装置①用于测定生成氢气的速率B.装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响C.装置③依据U形管两边液面的高低判断Na和水反应的热效应D.装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响答案C解析装置①生成的氢气会从长颈漏斗中逸出，不能根据生成氢气的体积测定生成氢气的速率，A错误；装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响，应保证高锰酸钾溶液的浓度相同，用不同浓度的草酸溶液来做实验，B错误；Na和水反应放热，广口瓶内气体受热膨胀，U形管左侧液面下降，右侧液面上升，所以装置③能达到目的，C正确；装置④中物质的浓度、温度都不同，无法判断温度对反应速率的影响，D错误。8.某兴趣小组为了探究化学反应速率的影响因素，分别用浓度均为0.1mol·L-1的Na2S2O3溶液和稀硫酸设计如下表所示实验。反应原理为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，下列说法正确的是()实验编号反应温度/℃液体体积/mLNa2S2O3溶液稀硫酸蒸馏水①25230②2513V1③50V230A.若配制Na2S2O3溶液时，定容时俯视刻度线，则所配溶液浓度偏低B.表格中，V1=1，V2=1C.实验②和③是探究温度对反应速率的影响D.该实验可通过相同时间内所收集到的气体体积判断反应的快慢答案D解析配制溶液时，定容时俯视刻度线会导致溶液体积偏小，所配溶液浓度偏高，A错误；实验②、③的总体积需与实验①(5mL)保持一致，故V1=1，V2=2，B错误；实验②和③的温度不同，由B项可知，V2=2，Na2S2O3溶液的浓度也不同，存在两个变量，无法单独探究温度对化学反应速率的影响，C错误。9.(2024·广东模拟)一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入6molCO2和8molH2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)⥬CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ·mol-1，测得n(H2)随时间的变化如图实线所示，下列说法正确的是()A.升高温度，可以提高上述反应的平衡产率B.该反应在0~1min内CO2的平均反应速率是1mol·L-1·min-1C.该反应在8min后，容器内总压强不再改变D.加入催化剂(其他条件相同)，n(H2)随时间的变化会如上图虚线所示答案C解析该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物的产率减小，故A错误；由图可知，1min时，氢气的物质的量为6mol，由方程式可知，0~1min内二氧化碳的平均反应速率为(8mol-6mol)×132L1min≈0.33mol·L-1·min-1，故B错误；由图可知，8min之后氢气的物质的量不变，都为2mol，说明反应在8min10.(2025·清远一模)乙醛与氢氰酸(HCN，弱酸)能发生加成反应，生成2⁃羟基丙腈，历程如图。已知：向丙酮与HCN反应体系中加入少量KOH溶液，反应速率明显加快。下列说法不正确的是()A.因氧原子的电负性大于碳，醛基中带部分正电荷的碳原子与CN-之间发生作用B.KOH溶液加入越多，反应速率越快C.HCN易挥发且有剧毒，是该反应不宜在酸性条件下进行的原因之一D.与HCN加成的反应速率：CH3COCH3<CH3CHO答案B解析氧原子的电负性较大，电子对偏向O原子，则醛基中的碳原子带部分正电荷，与CN-作用，故A正确；KOH溶液加入越多，消耗第二步反应中的氢离子，无法生成2⁃羟基丙腈，故B错误；CH3COCH3结构对称，羰基碳原子正电性减弱，不利于加成，CH3CHO比CH3COCH3更容易与HCN发生加成反应，故D正确。11.(2024·深圳宝安区一模)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是()A.其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大B.其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大C.条件①，反应速率为0.012mol·L-1·min-1D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0mol·L-1时，半衰期为62.5min答案B解析由图中条件①②曲线可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间越短，故反应速率越大，A项正确；由图中条件①③曲线可知，其他条件相同时，降冰片烯的浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯的浓度无关，B项错误；条件①