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第44讲
化学反应速率及影响因素
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，并能用有关理论解释。
复
习
目
标
内
容
索
引
考点一　　化学反应速率及表示方法
考点二　　影响化学反应速率的因素
练真题　　明考向
课时精练
化学反应速率及表示方法
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考点一
1.化学反应速率
(1)
单位时间内反应物浓度的减小
生成物浓度的增大
mol·L-1·s-1[或mol/(L·s)]
(2)各物质的化学反应速率之比＝ 之比。
如mA(g)＋nB(g)　　pC(g)＋qD(g)，vA∶vB∶vC∶vD＝　　　　　　　。
化学计量数
m∶n∶p∶q
(3)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。
2.应用“三段式”计算化学反应速率
列起始量、转化量、某时刻量，再根据定义式或比例关系计算。
对于反应mA(g)＋nB(g)　　pC(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，C的浓度为c mol·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率的计算如下：
　　　　　　　　　mA(g)＋nB(g)　　pC(g)
起始浓度/(mol·L－1) 　 a 　　 b 　　　c
转化浓度/(mol·L－1) 　x 　 ____　 ____　
t1 s时浓度/(mol·L－1) a－x _______ _______
则v(A)＝ ，v(B)＝ ，v(C)＝ 。
1.一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)　　2NH3(g)，反应过程如图。
(1)表示NH3的物质的量变化的曲线是____。
(2)计算0～8 min，H2的平均反应速率(写出计算过程，下同)。
X
(3)计算10～12 min，N2的平均反应速率。
2.已知反应：4CO＋2NO2 　　　N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。
①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1
②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1
③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1
④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
⑤v(NO2)＝0.01 mol·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)。
③>①>②>⑤>④
在不同条件下，用CO表示的反应速率：
②v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 mol·L－1·min－1；
③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1·min－1；
④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1；
⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1，
故反应的快慢为③>①>②>⑤>④。
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＝ 　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0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·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(　　)
×
×
×
×
1.温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝____mL·g－1·min－1。
一、用其他物理量表示的化学反应速率的计算
30
2.(2023·陕西榆林统考一模)在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2，其分压分别为15 kPa、30 kPa，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10 kPa，则该时刻v(H2)＝_____________。
0.48 kPa·s－1
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15 kPa、30 kPa，某时刻测得H2O(g)的分压为10 kPa，Δp(H2O)＝10 kPa，则Δp(CO2)＝5 kPa，Δp(H2)＝20 kPa，此时，p(CO2)＝10 kPa，p(H2)＝10 kPa，v(CH4)＝(1.2×10－6×10×104) kPa·s－1＝0.12 kPa·s－1，v(H2)＝4v(CH4)＝0.48 kPa·s－1。
3.[2020·全国卷Ⅱ，28(2)①]高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4 　　 C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为r＝k×　　，其中k为反应速率常数。设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2＝________ r1。
二、速率方程与化学反应速率
(1－α)
4.[2018·全国卷Ⅰ，28(2)②]F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t 的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
2N2O4(g)
2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)
t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞
p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞
p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10－3×　 　kPa·min－1。t＝62 min时，测得体系中　 ＝2.9 kPa，则此时　　＝_______kPa，v＝__________kPa·min－1。
30.0
6.0×10－2
由方程式2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)可知，62 min时，　＝2.9 kPa，则减小的N2O5为5.8 kPa，此时　　 ＝35.8 kPa－5.8 kPa＝30.0 kPa，则v(N2O5)＝2×10－3
×30.0 kPa·min－1＝6.0×10－2 kPa·min－1。
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影响化学反应速率的因素
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考点二
1.内因
反应物 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。
本身的性质
＞
2.外因
增大
减小
不变
增大
减小
气体
增大
减小
增大
相同
比表面积
下列措施可以增大化学反应速率的是__________(填序号)。
①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉；②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用
98%浓硫酸；③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强；④2SO2＋O2 　　　2SO3　
ΔH<0，升高温度；⑤Na与水反应时，增大水的用量；⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2；⑦H2与Cl2混合后光照
①④⑥⑦
3.有效碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响
(1)有效碰撞
能够发生 的碰撞为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。有效碰撞必须具备两个条件：一是发生碰撞的分子具有 ，二是碰撞时要有 。
(2)活化分子
有足够的 ，能够发生 的分子叫活化分子。
化学反应
足够的能量
合适的取向
能量
有效碰撞
(3)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化
条件改变 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大反应物浓度 ______ ______ ______ ______ ______
增大压强 ______ ______ ______ ______ ______
升高温度 ______ ______ ______ ______ ______
加催化剂 ______ ______ ______ ______ ______
增加
增加
不变
增加
增大
增加
增加
不变
增加
增大
不变
增加
增加
增加
增大
不变
增加
增加
增加
增大
×
×
×
1.催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后物理和化学性质均保持不变
(　　)
2.升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小(　　)
3.一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率(　　)
4.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(　　)
5.100 mL 2 mol·L－1盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变(　　)
×
×
1.一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)　　2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小体积使压强增大：______，原因是____________________________________
__________________。
(2)恒容充入N2：_______。
(3)恒容充入He：_______，原因是____________________________。
(4)恒压充入He：_______。
一、压强对化学反应速率的影响
增大
单位体积内，活化分子数目增加，有
效碰撞的次数增多
增大
不变
单位体积内活化分子数不变
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
2.图1为从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的部分流程。
二、固体表面积对化学反应速率的影响
“焙烧”时将纯碱和废钼催化剂磨成粉末后采取如图2所示的“多层逆流焙烧”，其目的是_______________________________________________。
增大反应物接触面积，提高反应速率和原料利用率
3.[2019·北京，27(1)①]甲烷水蒸气催化重整制氢的
主要反应为：CH4＋2H2O(g)　　　　CO2＋4H2，
用CaO可以去除CO2，H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率________(填“升
高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：______________________________________________________________
___________。
降低
CaO＋CO2===CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积
根据题图可知，从t1时开始，CaO消耗率曲线的斜率逐渐减小，单位时间内CaO消耗率逐渐降低。
三、对照实验及其设计
4.某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器：0.20 mol·L－1 H2C2O4溶液、0.010 mol·L－1 KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。
实验编号 V(0.20 mol·L－1 H2C2O4溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.010 mol·L－1 酸性KMnO4溶液)/mL m(MnSO4)/g T/℃ 乙
① 2.0 0 4.0 0 50
② 2.0 0 4.0 0 25
③ 1.5 a 4.0 0 25
④ 2.0 0 4.0 0.1 25
回答下列问题：
(1)KMnO4溶液用_______(填名称)酸化；写出上述反应的离子方程式：____________
___________________________________________。
硫酸
5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
实验编号 V(0.20 mol·L－1 H2C2O4溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.010 mol·L－1 酸性KMnO4溶液)/mL m(MnSO4)/g T/℃ 乙
① 2.0 0 4.0 0 50
② 2.0 0 4.0 0 25
③ 1.5 a 4.0 0 25
④ 2.0 0 4.0 0.1 25
(2)实验①②是探究________对化学反应速率的影响；实验②④是探究________对化学反应速率的影响。
温度
催化剂
实验①②是在相同浓度，不使用催化剂的条件下进行的，但反应温度不同，则为探究温度对反应速率的影响；而实验②④是在相同浓度、相同温度的条件下进行的，但②不使用催化剂，而④使用催化剂，则为探究催化剂对反应速率的影响。
实验编号 V(0.20 mol·L－1 H2C2O4溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.010 mol·L－1 酸性KMnO4溶液)/mL m(MnSO4)/g T/℃ 乙
① 2.0 0 4.0 0 50
② 2.0 0 4.0 0 25
③ 1.5 a 4.0 0 25
④ 2.0 0 4.0 0.1 25
(3)若实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为________；表格中的“乙”填写t/s，其测量的是_______________________________。
0.5
酸性KMnO4溶液褪色所用时间
实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则混合液的总体积必须相同，实验②溶液总体积为6 mL，则实验③中所需水的体积a＝6－1.5－4.0＝0.5。
关于“变量控制法”题目的解题策略
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练真题 明考向
编号 时间/min c(NH3)/(10－3 mol·L－1) 表面积/cm2 0 20 40 60 80
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 x
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
1.(2022·浙江6月选考，20)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解
反应：2NH3(g)　　　　N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，
1
2
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4
下列说法不正确的是
A.实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1
B.实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40
C.相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D.相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
√
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4
催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气的初始浓度与实验①一样，则实验①达平衡时氨气浓度为4.00×10－4 mol·L－1，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60 min时处于平衡状态，x<0.40，即x≠0.40，B正确；
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3
4
实验①、实验②中0～20 min、20～40 min氨气浓度变化量相同，速率相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，则相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；
对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，D正确。
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2.(2021·辽宁，12)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0.012 mol·L－1·min－1
D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
√
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2
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4
由图中曲线①②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；
由图中曲线①③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浓度无关，B项错误；
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3.(2022·广东，15)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，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1
√
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4
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0～2 min 内Y的浓度
变化了2.0 mol·L－1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·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；
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4.[2021·福建，12(4)①②]NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应：NaNO2＋NH4Cl　　　　
N2↑＋NaCl＋2H2O。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，利用如图装置(夹持仪器略去)进行实验。
实验步骤：往A中加入一定体积(V)的2.0 mol·L－1 NaNO2溶液、2.0 mol·L－1 NH4Cl溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入1.0 mol·L－1醋酸，当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体，用秒表测量收集1.0 mol N2所需的时间，重复多次取平均值(t)。
1
2
3
4
回答下列问题：
每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如表所示。
实验编号 V/mL t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 8.0 334
2 V2 4.0 4.0 V3 150
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
①V1＝______，V3＝______。
4.0
6.0
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为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，NH4Cl浓度不变，根据数据3和4可知溶液总体积为20.0 mL，故V1为4.0；根据变量单一可知V2为6.0，V3为6.0。
实验编号 V/mL t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 8.0 334
2 V2 4.0 4.0 V3 150
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
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②该反应的速率方程为v＝k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H＋)，k为反应速率常数。利用实验数据计算得m＝_____(填整数)。
2
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浓度增大化学反应速率加快，根据实验1和实验3数据分析，实验3的c(NaNO2)是实验1的2倍，实验1和实验3所用的时间比　　≈4，根据分析可知速率和浓度的平方成正比，故m＝2。
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实验编号 V/mL t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 8.0 334
2 V2 4.0 4.0 V3 150
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
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课时精练
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.因是同一反应，所以用不同物质表示化学反应速率时，所得数值是相同的
B.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
C.化学反应速率为“1 mol·L－1·min－1”表示的意思是时间为1 min时，某物质的浓度
　为1 mol·L－1
D.金属钠与水的反应中，可用钠或者水的浓度变化来表示化学反应速率
√
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2.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①②
C.只有③④ D.均错误
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化学反应速率指的是一段时间内的平均速率，故①错误；
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性质决定，故④错误。
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3.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
下列描述正确的是
A.反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为
　0.158 mol·L－1·s－1
B.反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了
　0.79 mol·L－1
C.反应开始到10 s时，Y的转化率为79%
D.反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)　　Z(g)
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由题意知，反应为可逆反应，0～10 s内，X、Y的物质的量都变化了0.79 mol，Z的物质的量变化了1.58 mol，则反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)　　2Z(g)，故D错误。
4.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
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铁是固体，增加铁的量，浓度不变，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。
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5.下列说法正确的是
A.增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增多
B.有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增大活化分子的
　百分数，从而使反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百
　分数
D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而增大反应速率
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浓度和压强的变化是改变单位体积内活化分子的总数，活化分子的百分数不变；温度、催化剂是改变活化分子的百分数，单位体积内分子总数不变。
6.如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是
A.a与b相比，b的活化能更高
B.该反应反应物断键吸收的总能量小于生成物成键
　释放的总能量
C.a与b相比，a中活化分子的百分数更高
D.a与b相比，a的反应速率更快
√
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a的活化能更高，A错误；
该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B正确；
a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，反应速率更快，C、D错误。
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7.乙醛在少量I2存在下发生的分解反应为CH3CHO(g)―→CH4(g)＋CO(g)。某温度下，测得CH3CHO的浓度变化情况如下表：
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t/s 42 105 242 384 665 1 070
c(CH3CHO)/ (mol·L－1) 6.68 5.85 4.64 3.83 2.81 2.01
下列说法不正确的是
A.42～242 s，消耗CH3CHO的平均反应速率为1.02×10－2 mol·L－1·s－1
B.第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率是受c(CH3CHO)的影响
C.反应至105 s时，测得混合气体的体积为168.224 L(标准状况)
D.I2为催化剂降低了反应的活化能，使活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多
√
随着反应的进行，c(CH3CHO)减小，反应速率减慢，所以第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率，B项正确；
由于CH3CHO的初始浓度及气体体积未知，故无法计算反应至105 s时，混合气体的体积，C项错误。
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t/s 42 105 242 384 665 1 070
c(CH3CHO)/ (mol·L－1) 6.68 5.85 4.64 3.83 2.81 2.01
8.(2023·安徽省卓越县中联盟高三第一次联考)一定温度下，在2 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2(g)与4 mol H2(g)制备CH3OH(g)，不考虑副反应，其物质的量随时间变化的关系如图所示：
下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===
　CH3OH(g) ＋H2O(g)
B.0～30 min内，用H2表示的平均反应速率为
　0.05 mol·L－1·min－1
C.逆反应速率：a点大于b点
D.CO2的平衡转化率是50%
√
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反应未达到平衡之前，逆反应速率一直增大，C错误；
CO2达到平衡时转化了0.5 mol，故平衡转化率是50%，D正确。
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9.已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：
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实验 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min
Ⅰ 2 2 0 20 2.1
Ⅱ V1 2 1 20 5.5
Ⅲ V2 2 0 50 0.5
下列说法不正确的是
A.V1＝1，V2＝2
B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响
C.实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束
D.实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 mol·
　L－1·min－1
√
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实验Ⅰ和实验Ⅱ反应温度相同，实验Ⅱ中加入了1 mL水，根据变量控制法的原则，溶液总体积应保持不变，因而V1＝1，类比分析可得V2＝2，A正确；
实验Ⅰ、Ⅲ的温度不同，其他条件相同，因而设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响，B正确；
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实验 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min
Ⅰ 2 2 0 20 2.1
Ⅱ V1 2 1 20 5.5
Ⅲ V2 2 0 50 0.5
酸性KMnO4溶液呈紫红色，由表中数据可知，草酸溶液过量，KMnO4可完全反应，因而可以用颜色变化来判断反应终点，即实验计时是从溶液混合开始，溶液紫红色刚好褪去时结束，C错误；
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实验 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min
Ⅰ 2 2 0 20 2.1
Ⅱ V1 2 1 20 5.5
Ⅲ V2 2 0 50 0.5
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实验 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min
Ⅰ 2 2 0 20 2.1
Ⅱ V1 2 1 20 5.5
Ⅲ V2 2 0 50 0.5
10.为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是
A.pH越小，氧化率越小
B.温度越高，氧化率越小
C.Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D.实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
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由②③可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，A、B错误；
Fe2＋的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。
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则下列说法正确的是
A.反应到A、B、C三点时的瞬时速率：C>B>A
B.由题意可知瞬时速率与平均反应速率无关
C.某点切线的斜率越大，瞬时速率越快
D.没有催化剂I－，H2O2就不会发生分解反应
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由题中信息可知，瞬时速率与切线的斜率有关，切线的斜率越大瞬时速率越大，由图知A、B、C三点斜率大小：A＞B＞C，即瞬时速率：A＞B＞C，故A错误、C正确；
催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反
应本身，H2O2本身可以发生分解反应，故D错误。
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计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写
出计算过程)：___________________________________________________________
________________。
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t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0
n(Cl2)/(×10－3 mol) 0 1.8 3.7 5.4 7.2
10－3 mol·min－1
13.对于反应aA(g)＋bB(g)　　cC(g)＋dD(g)，速率方程v＝kcm(A)·cn(B)，k为速率常数(只受温度影响)，m＋n为反应级数。已知H2(g)＋CO2(g)　　CO(g)＋H2O(g)，CO的瞬时生成速率＝kcm(H2)·c(CO2)。一定温度下，控制CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，
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改变H2起始浓度，进行以上反应的实验，得到CO的起始生成速率和H2起始浓度呈如图所示的直线关系。
(1)该反应的反应级数为____。
2
控制CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，根据CO的瞬时生成速率＝kcm(H2)·c(CO2)和H2起始浓度呈直线关系可知，m＝1，该反应的反应级数为1＋1＝2。
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(2)速率常数k＝______。
将图像上的点(0.4,1.5)代入v＝kc(H2)·c(CO2)中有1.5＝0.4×k×0.25，解得k＝15。
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(3)当H2的起始浓度为0.2 mol·L－1，反应进行到某一时刻时，测得CO2的浓度为0.2 mol·L－1，此时CO的瞬时生成速率v＝______mol·L－1·s－1。
由于CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，反应进行到某一时刻时，测得CO2的浓度为0.2 mol·L－1，Δc(CO2)＝(0.25－0.2) mol·L－1＝0.05 mol·L－1，Δc(H2)＝Δc(CO2)＝0.05 mol·L－1，H2的瞬时浓度为c(H2)＝(0.2－0.05)mol·L－1＝0.15 mol·L－1，此时CO的瞬时生成速率v＝15×0.15×0.2 mol·L－1·s－1＝0.45 mol·L－1·s－1。
0.45
14.氧化剂H2O2在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以H2O2分解为例，探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
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实验编号 温度/℃ 反应物 催化剂
① 20 25 mL 3% H2O2溶液 无
② 20 25 mL 5% H2O2溶液 无
③ 20 25 mL 5% H2O2溶液 0.1 g MnO2
④ 20 25 mL 5% H2O2溶液 1～2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液
⑤ 30 25 mL 5% H2O2溶液 0.1 g MnO2
(1)实验①和②的目的是___________________________。同学甲在进行实验①和②时并没有观察到明显现象。资料显示，通常条件下过氧化氢稳定，不易分解。为了达到实验目的，可采取的改进方法是_________________________________________
_______(写出一种即可)。
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实验编号 温度/℃ 反应物 催化剂
① 20 25 mL 3% H2O2溶液 无
② 20 25 mL 5% H2O2溶液 无
③ 20 25 mL 5% H2O2溶液 0.1 g MnO2
④ 20 25 mL 5% H2O2溶液 1～2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液
⑤ 30 25 mL 5% H2O2溶液 0.1 g MnO2
探究浓度对反应速率的影响
向反应物中加入等量同种催化剂(或升高相同
温度)
(2)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化如图甲所示。分析该图能得出的结论是_______________
____________，___________________________________。
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实验编号 温度/℃ 反应物 催化剂
① 20 25 mL 3% H2O2溶液 无
② 20 25 mL 5% H2O2溶液 无
③ 20 25 mL 5% H2O2溶液 0.1 g MnO2
④ 20 25 mL 5% H2O2溶液 1～2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液
⑤ 30 25 mL 5% H2O2溶液 0.1 g MnO2
升高温度，反应
速率加快
MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好
(3)同学乙设计了如图乙所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析，以生成20 mL气体为准，其他影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是__________________________。
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产生20 mL气体所需的时间
返回1．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　)
A．因是同一反应，所以用不同物质表示化学反应速率时，所得数值是相同的
B．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
C．化学反应速率为“1 mol·L－1·min－1”表示的意思是时间为1 min时，某物质的浓度为1 mol·L－1
D．金属钠与水的反应中，可用钠或者水的浓度变化来表示化学反应速率
2．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①②
C．只有③④ D．均错误
3．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
下列描述正确的是(　　)
A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1
B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79%
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??Z(g)
4．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
5．下列说法正确的是(　　)
A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增多
B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大
C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数
D．催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而增大反应速率
6．如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(　　)
A．a与b相比，b的活化能更高
B．该反应反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高
D．a与b相比，a的反应速率更快
7．乙醛在少量I2存在下发生的分解反应为CH3CHO(g)―→CH4(g)＋CO(g)。某温度下，测得CH3CHO的浓度变化情况如下表：
t/s 42 105 242 384 665 1 070
c(CH3CHO)/ (mol·L－1) 6.68 5.85 4.64 3.83 2.81 2.01
下列说法不正确的是(　　)
A．42～242 s，消耗CH3CHO的平均反应速率为1.02×10－2 mol·L－1·s－1
B．第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率是受c(CH3CHO)的影响
C．反应至105 s时，测得混合气体的体积为168.224 L(标准状况)
D．I2为催化剂降低了反应的活化能，使活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多
8．(2023·安徽省卓越县中联盟高三第一次联考)一定温度下，在2 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2(g)与4 mol H2(g)制备CH3OH(g)，不考虑副反应，其物质的量随时间变化的关系如图所示：
下列说法正确的是(　　)
A．该反应的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g) ＋H2O(g)
B．0～30 min内，用H2表示的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1
C．逆反应速率：a点大于b点
D．CO2的平衡转化率是50%
9．已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：
实验 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min
Ⅰ 2 2 0 20 2.1
Ⅱ V1 2 1 20 5.5
Ⅲ V2 2 0 50 0.5
下列说法不正确的是(　　)
A．V1＝1，V2＝2
B．设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响
C．实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束
D．实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1·min－1
10．为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是(　　)
A．pH越小，氧化率越小
B．温度越高，氧化率越小
C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
11．25 ℃，H2O2分解反应的方程式为H2O2(aq)H2O(l)＋O2(g)，H2O2分解反应的浓度与时间的关系曲线如图所示，＝，当观察的时间间隔无限小，平均速率的极值即为化学反应在t时的瞬时速率，即[]＝，A点切线的斜率为＝0.014 mol·dm－3·min－1，表示在第20 min，当H2O2浓度为0.4 mol·dm－3时，瞬时速率为0.014 mol·dm－3·min－1(斜率、速率均取绝对值)，则下列说法正确的是(　　)
A．反应到A、B、C三点时的瞬时速率：C>B>A
B．由题意可知瞬时速率与平均反应速率无关
C．某点切线的斜率越大，瞬时速率越快
D．没有催化剂I－，H2O2就不会发生分解反应
12．一定条件下测得反应2HCl(g)＋O2(g)??Cl2(g)＋H2O(g)的反应过程中n(Cl2)的数据如下：
t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0
n(Cl2)/(×10－3 mol) 0 1.8 3.7 5.4 7.2
计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)：_______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
13．对于反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)，速率方程v＝kcm(A)·cn(B)，k为速率常数(只受温度影响)，m＋n为反应级数。已知H2(g)＋CO2(g)??CO(g)＋H2O(g)，CO的瞬时生成速率＝kcm(H2)·c(CO2)。一定温度下，控制CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，改变H2起始浓度，进行以上反应的实验，得到CO的起始生成速率和H2起始浓度呈如图所示的直线关系。
(1)该反应的反应级数为____________。
(2)速率常数k＝____________。
(3)当H2的起始浓度为0.2 mol·L－1，反应进行到某一时刻时，测得CO2的浓度为0.2 mol·L－1，此时CO的瞬时生成速率v＝__________mol·L－1·s－1。
14．氧化剂H2O2在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以H2O2分解为例，探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号 温度/℃ 反应物 催化剂
① 20 25 mL 3% H2O2溶液 无
② 20 25 mL 5% H2O2溶液 无
③ 20 25 mL 5% H2O2溶液 0.1 g MnO2
④ 20 25 mL 5% H2O2溶液 1～2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液
⑤ 30 25 mL 5% H2O2溶液 0.1 g MnO2
(1)实验①和②的目的是________________________________。同学甲在进行实验①和②时并没有观察到明显现象。资料显示，通常条件下过氧化氢稳定，不易分解。为了达到实验目的，可采取的改进方法是______________________________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化如图甲所示。分析该图能得出的结论是____________________________________________________________________________，
____________________________________________________________________________。
(3)同学乙设计了如图乙所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析，以生成20 mL气体为准，其他影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是__________________
____________________________________________________________________________。
1．B　2.D　3.C　
4．D　[铁是固体，增加铁的量，浓度不变，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。]
5．D　[浓度和压强的变化是改变单位体积内活化分子的总数，活化分子的百分数不变；温度、催化剂是改变活化分子的百分数，单位体积内分子总数不变。]
6．B　[a的活化能更高，A错误；该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B正确；a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，反应速率更快，C、D错误。]
7．C　[由表中数据可计算，42～242 s，消耗CH3CHO的平均反应速率为＝1.02×10－2mol·L－1·s－1，A项正确；随着反应的进行，c(CH3CHO)减小，反应速率减慢，所以第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率，B项正确；由于CH3CHO的初始浓度及气体体积未知，故无法计算反应至105 s时，混合气体的体积，C项错误。]
8．D　9.C
10．D　[由②③可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，A、B错误；Fe2＋的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。]
11．C　[由题中信息可知，瞬时速率与切线的斜率有关，切线的斜率越大瞬时速率越大，由图知A、B、C三点斜率大小：A＞B＞C，即瞬时速率：A＞B＞C，故A错误、C正确；催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应本身，H2O2本身可以发生分解反应，故D错误。]
12．v(HCl)＝2v(Cl2)＝2×＝2× ＝1.8×10－3 mol·min－1
13．(1)2　(2)15　(3)0.45
解析　(1)控制CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，根据CO的瞬时生成速率＝kcm(H2)·c(CO2)和H2起始浓度呈直线关系可知，m＝1，该反应的反应级数为1＋1＝2。(2)将图像上的点(0.4,1.5)代入v＝kc(H2)·c(CO2)中有1.5＝0.4×k×0.25，解得k＝15。(3)由于CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，反应进行到某一时刻时，测得CO2的浓度为0.2 mol·L－1，Δc(CO2)＝(0.25－0.2) mol·L－1＝0.05 mol·L－1，Δc(H2)＝Δc(CO2)＝0.05 mol·L－1，H2的瞬时浓度为c(H2)＝(0.2－0.05)mol·L－1＝0.15 mol·L－1，此时CO的瞬时生成速率v＝15×0.15×0.2 mol·L－1·s－1＝0.45 mol·L－1·s－1。
14．(1)探究浓度对反应速率的影响　向反应物中加入等量同种催化剂(或升高相同温度)
(2)升高温度，反应速率加快　MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好
(3)产生20 mL气体所需的时间第44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，并能用有关理论解释。
考点一　化学反应速率及表示方法
1．化学反应速率
(1)
(2)各物质的化学反应速率之比＝化学计量数之比。
如mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q。
(3)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。
2．应用“三段式”计算化学反应速率
列起始量、转化量、某时刻量，再根据定义式或比例关系计算。
对于反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，C的浓度为c mol·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率的计算如下：
　　　　　　　　　 mA(g)＋nB(g)??pC(g)
起始浓度/ mol·L－1 a 　　b 　　　c
转化浓度/ mol·L－1 x 　　 　　
t1 s时浓度/ mol·L－1 a－x b－ c＋
则v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1。
[应用举例]
1．一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，反应过程如图。
(1)表示NH3的物质的量变化的曲线是_______________________________________。
(2)计算0～8 min，H2的平均反应速率(写出计算过程，下同)。
(3)计算10～12 min，N2的平均反应速率。
答案　(1)X　(2)0～8 min，v(H2)＝＝0.011 25 mol·L－1·min－1。　(3)10～12 min，v(NH3)＝＝5.0×10－3 mol·L－1·min－1，v(N2)＝＝2.5×10－3 mol·L－1·min－1。
2．已知反应：4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。
①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1
②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1
③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1
④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
⑤v(NO2)＝0.01 mol·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)＝1.4 mol·L－1·min－1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1·min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1；⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1，故反应的快慢为③>①>②>⑤>④。
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＝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0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·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、用其他物理量表示的化学反应速率的计算
1．温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。
答案　30
解析　由单位可知，v＝＝30 mL·g－1·min－1。
2．(2023·陕西榆林统考一模)在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2，其分压分别为15 kPa、30 kPa，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10 kPa，则该时刻v(H2)＝________。
答案　0.48 kPa·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15 kPa、30 kPa，某时刻测得H2O(g)的分压为10 kPa，Δp(H2O)＝10 kPa，则Δp(CO2)＝5 kPa，Δp(H2)＝20 kPa，此时，p(CO2)＝10 kPa，p(H2)＝10 kPa，v(CH4)＝(1.2×10－6×10×104) kPa·s－1＝0.12 kPa·s－1，v(H2)＝4v(CH4)＝0.48 kPa·s－1。
二、速率方程与化学反应速率
3．[2020·全国卷Ⅱ，28(2)①]高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为r＝k×，其中k为反应速率常数。设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2＝________ r1。
答案　(1－α)
解析　甲烷的转化率为α时，＝(1－α)，则＝＝1－α，即r2＝(1－α)r1。
4．[2018·全国卷Ⅰ，28(2)②]F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：
2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)
2N2O4(g)
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t 的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞
p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10－3× kPa·min－1。t＝62 min时，测得体系中＝2.9 kPa，则此时＝________kPa，v＝________kPa·min－1。
答案　30.0　6.0×10－2
解析　由方程式2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)可知，62 min时，＝2.9 kPa，则减小的N2O5为5.8 kPa，此时＝35.8 kPa－5.8 kPa＝30.0 kPa，则v(N2O5)＝2×10－3×30.0 kPa·min－1＝6.0×10－2 kPa·min－1。
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
[应用举例]
下列措施可以增大化学反应速率的是______(填序号)。
①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉；②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸；③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强；④2SO2＋O22SO3　ΔH<0，升高温度；⑤Na与水反应时，增大水的用量；⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2；⑦H2与Cl2混合后光照
答案　①④⑥⑦
3．有效碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响
(1)有效碰撞
能够发生化学反应的碰撞为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。有效碰撞必须具备两个条件：一是发生碰撞的分子具有足够的能量，二是碰撞时要有合适的取向。
(2)活化分子
有足够的能量，能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。
活化分子百分数＝×100%。
(3)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化
条件改变 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大反应物浓度 增加 增加 不变 增加 增大
增大压强 增加 增加 不变 增加 增大
升高温度 不变 增加 增加 增加 增大
加催化剂 不变 增加 增加 增加 增大
1．催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后物理和化学性质均保持不变(　　)
2．升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小(　　)
3．一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率(　　)
4．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(　　)
5．100 mL 2 mol·L－1盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变(　　)
答案　1.×　2.×　3.×　4.×　5.×
一、压强对化学反应速率的影响
1．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)??2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小体积使压强增大：______________，原因是___________________________
________________________________________________________________________。
(2)恒容充入N2：__________。
(3)恒容充入He：__________，原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)恒压充入He：__________。
答案　(1)增大　单位体积内，活化分子数目增加，有效碰撞的次数增多　(2)增大　(3)不变　单位体积内活化分子数不变　(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、固体表面积对化学反应速率的影响
2．图1为从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的部分流程。
“焙烧”时将纯碱和废钼催化剂磨成粉末后采取如图2所示的“多层逆流焙烧”，其目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　增大反应物接触面积，提高反应速率和原料利用率
3．[2019·北京，27(1)①]甲烷水蒸气催化重整制氢的主要反应为：CH4＋2H2O(g)CO2＋4H2，用CaO可以去除CO2，H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率________(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：____________
________________________________________________________________________。
答案　降低　CaO＋CO2===CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积
解析　根据题图可知，从t1时开始，CaO消耗率曲线的斜率逐渐减小，单位时间内CaO消耗率逐渐降低。
三、对照实验及其设计
4．某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器：0.20 mol·L－1 H2C2O4溶液、0.010 mol·L－1 KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。
实验编号 V(0.20 mol·L－1 H2C2O4溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.010 mol·L－1 酸性KMnO4溶液)/mL m(MnSO4)/g T/℃ 乙
① 2.0 0 4.0 0 50
② 2.0 0 4.0 0 25
③ 1.5 a 4.0 0 25
④ 2.0 0 4.0 0.1 25
回答下列问题：
(1)KMnO4溶液用________(填名称)酸化；写出上述反应的离子方程式：__________
________________________________________________________________________。
(2)实验①②是探究________对化学反应速率的影响；实验②④是探究________对化学反应速率的影响。
(3)若实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为________；表格中的“乙”填写t/s，其测量的是_____________________________________________________________。
答案　(1)硫酸　2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　(2)温度　催化剂　(3)0.5　酸性KMnO4溶液褪色所用时间
解析　(2)实验①②是在相同浓度，不使用催化剂的条件下进行的，但反应温度不同，则为探究温度对反应速率的影响；而实验②④是在相同浓度、相同温度的条件下进行的，但②不使用催化剂，而④使用催化剂，则为探究催化剂对反应速率的影响。(3)实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则混合液的总体积必须相同，实验②溶液总体积为6 mL，则实验③中所需水的体积a＝6－1.5－4.0＝0.5。
关于“变量控制法”题目的解题策略
1．(2022·浙江6月选考，20)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是(　　)
编号 时间/min c NH3 / 10－3 mol·L－1 表面积/cm2 0 20 40 60 80
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 x
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
A.实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1
B．实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
答案　C
解析　实验①中，0～20 min，v(N2)＝v(NH3)＝＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1，A正确；催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气的初始浓度与实验①一样，则实验①达平衡时氨气浓度为4.00×10－4 mol·L－1，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60 min时处于平衡状态，x<0.40，即x≠0.40，B正确；实验①、实验②中0～20 min、20～40 min氨气浓度变化量相同，速率相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，则相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，D正确。
2．(2021·辽宁，12)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0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
答案　B
解析　由图中曲线①②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；由图中曲线①③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浓度无关，B项错误；条件①，反应速率为v＝＝0.012 mol·L－1·min－1，C项正确。
3．(2022·广东，15)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，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·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0～2 min 内Y的浓度变化了2.0 mol·L－1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·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0～2 min内，Y的浓度变化了4.0 mol·L－1，则v(Y)＝＝2.0 mol·L－1·min－1，v(X)＝v(Y)＝×2.0 mol·L－1·min－1＝1.0 mol·L－1·min－1，故D正确。
4.[2021·福建，12(4)①②]NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应：NaNO2＋NH4ClN2↑＋NaCl＋2H2O。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，利用如图装置(夹持仪器略去)进行实验。
实验步骤：往A中加入一定体积(V)的2.0 mol·L－1 NaNO2溶液、2.0 mol·L－1 NH4Cl溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入1.0 mol·L－1醋酸，当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体，用秒表测量收集1.0 mol N2所需的时间，重复多次取平均值(t)。
回答下列问题：
每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如表所示。
实验编号 V/mL t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 8.0 334
2 V2 4.0 4.0 V3 150
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
①V1＝________，V3＝________。
②该反应的速率方程为v＝k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H＋)，k为反应速率常数。利用实验数据计算得m＝________(填整数)。
答案　①4.0　6.0　②2
解析　①为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，NH4Cl浓度不变，根据数据3和4可知溶液总体积为20.0 mL，故V1为4.0；根据变量单一可知V2为6.0，V3为6.0。②浓度增大化学反应速率加快，根据实验1和实验3数据分析，实验3的c(NaNO2)是实验1的2倍，实验1和实验3所用的时间比≈4，根据分析可知速率和浓度的平方成正比，故m＝2。
课时精练
1．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　)
A．因是同一反应，所以用不同物质表示化学反应速率时，所得数值是相同的
B．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
C．化学反应速率为“1 mol·L－1·min－1”表示的意思是时间为1 min时，某物质的浓度为1 mol·L－1
D．金属钠与水的反应中，可用钠或者水的浓度变化来表示化学反应速率
答案　B
2．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①②
C．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；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性质决定，故④错误。
3．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
下列描述正确的是(　　)
A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1
B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79%
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??Z(g)
答案　C
解析　反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为v(Z)＝＝0.079 mol·L－1·s－1，故A错误；反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了＝0.395 mol·L－1，故B错误；反应开始到10 s时，Y的转化率为×100%＝79%，故C正确；由题意知，反应为可逆反应，0～10 s内，X、Y的物质的量都变化了0.79 mol，Z的物质的量变化了1.58 mol，则反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)，故D错误。
4．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，浓度不变，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。
5．下列说法正确的是(　　)
A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增多
B．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大
C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数
D．催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而增大反应速率
答案　D
解析　浓度和压强的变化是改变单位体积内活化分子的总数，活化分子的百分数不变；温度、催化剂是改变活化分子的百分数，单位体积内分子总数不变。
6．如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(　　)
A．a与b相比，b的活化能更高
B．该反应反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高
D．a与b相比，a的反应速率更快
答案　B
解析　a的活化能更高，A错误；该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B正确；a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，反应速率更快，C、D错误。
7．乙醛在少量I2存在下发生的分解反应为CH3CHO(g)―→CH4(g)＋CO(g)。某温度下，测得CH3CHO的浓度变化情况如下表：
t/s 42 105 242 384 665 1 070
c(CH3CHO)/ (mol·L－1) 6.68 5.85 4.64 3.83 2.81 2.01
下列说法不正确的是(　　)
A．42～242 s，消耗CH3CHO的平均反应速率为1.02×10－2 mol·L－1·s－1
B．第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率是受c(CH3CHO)的影响
C．反应至105 s时，测得混合气体的体积为168.224 L(标准状况)
D．I2为催化剂降低了反应的活化能，使活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多
答案　C
解析　由表中数据可计算，42～242 s，消耗CH3CHO的平均反应速率为＝1.02×10－2mol·L－1·s－1，A项正确；随着反应的进行，c(CH3CHO)减小，反应速率减慢，所以第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率，B项正确；由于CH3CHO的初始浓度及气体体积未知，故无法计算反应至105 s时，混合气体的体积，C项错误。
8．(2023·安徽省卓越县中联盟高三第一次联考)一定温度下，在2 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2(g)与4 mol H2(g)制备CH3OH(g)，不考虑副反应，其物质的量随时间变化的关系如图所示：
下列说法正确的是(　　)
A．该反应的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g) ＋H2O(g)
B．0～30 min内，用H2表示的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1
C．逆反应速率：a点大于b点
D．CO2的平衡转化率是50%
答案　D
解析　0～30 min内，用H2表示的平均反应速率为＝0.025 mol·L－1·min－1，B错误；反应未达到平衡之前，逆反应速率一直增大，C错误；CO2达到平衡时转化了0.5 mol，故平衡转化率是50%，D正确。
9．已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：
实验 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min
Ⅰ 2 2 0 20 2.1
Ⅱ V1 2 1 20 5.5
Ⅲ V2 2 0 50 0.5
下列说法不正确的是(　　)
A．V1＝1，V2＝2
B．设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响
C．实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束
D．实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1·min－1
答案　C
解析　实验Ⅰ和实验Ⅱ反应温度相同，实验Ⅱ中加入了1 mL水，根据变量控制法的原则，溶液总体积应保持不变，因而V1＝1，类比分析可得V2＝2，A正确；实验Ⅰ、Ⅲ的温度不同，其他条件相同，因而设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响，B正确；酸性KMnO4溶液呈紫红色，由表中数据可知，草酸溶液过量，KMnO4可完全反应，因而可以用颜色变化来判断反应终点，即实验计时是从溶液混合开始，溶液紫红色刚好褪去时结束，C错误；根据实验Ⅲ中有关数据可知，Δc(KMnO4)＝＝0.005 mol·L－1，v(KMnO4)＝＝＝0.01 mol·L－1·min－1，D正确。
10．为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是(　　)
A．pH越小，氧化率越小
B．温度越高，氧化率越小
C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
答案　D
解析　由②③可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，A、B错误；Fe2＋的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。
11．25 ℃，H2O2分解反应的方程式为H2O2(aq)H2O(l)＋O2(g)，H2O2分解反应的浓度与时间的关系曲线如图所示，＝，当观察的时间间隔无限小，平均速率的极值即为化学反应在t时的瞬时速率，即[]＝，A点切线的斜率为＝0.014 mol·dm－3·min－1，表示在第20 min，当H2O2浓度为0.4 mol·dm－3时，瞬时速率为0.014 mol·dm－3·min－1(斜率、速率均取绝对值)，则下列说法正确的是(　　)
A．反应到A、B、C三点时的瞬时速率：C>B>A
B．由题意可知瞬时速率与平均反应速率无关
C．某点切线的斜率越大，瞬时速率越快
D．没有催化剂I－，H2O2就不会发生分解反应
答案　C
解析　由题中信息可知，瞬时速率与切线的斜率有关，切线的斜率越大瞬时速率越大，由图知A、B、C三点斜率大小：A＞B＞C，即瞬时速率：A＞B＞C，故A错误、C正确；催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应本身，H2O2本身可以发生分解反应，故D错误。
12．一定条件下测得反应2HCl(g)＋O2(g)??Cl2(g)＋H2O(g)的反应过程中n(Cl2)的数据如下：
t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0
n(Cl2)/(×10－3 mol) 0 1.8 3.7 5.4 7.2
计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　v(HCl)＝2v(Cl2)＝2×＝2× ＝1.8×10－3 mol·min－1
13．对于反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)，速率方程v＝kcm(A)·cn(B)，k为速率常数(只受温度影响)，m＋n为反应级数。已知H2(g)＋CO2(g)??CO(g)＋H2O(g)，CO的瞬时生成速率＝kcm(H2)·c(CO2)。一定温度下，控制CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，改变H2起始浓度，进行以上反应的实验，得到CO的起始生成速率和H2起始浓度呈如图所示的直线关系。
(1)该反应的反应级数为________________。
(2)速率常数k＝________________。
(3)当H2的起始浓度为0.2 mol·L－1，反应进行到某一时刻时，测得CO2的浓度为0.2 mol·L－1，此时CO的瞬时生成速率v＝________________mol·L－1·s－1。
答案　(1)2　(2)15　(3)0.45
解析　(1)控制CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，根据CO的瞬时生成速率＝kcm(H2)·c(CO2)和H2起始浓度呈直线关系可知，m＝1，该反应的反应级数为1＋1＝2。(2)将图像上的点(0.4,1.5)代入v＝kc(H2)·c(CO2)中有1.5＝0.4×k×0.25，解得k＝15。(3)由于CO2起始浓度为0.25 mol·L－1，反应进行到某一时刻时，测得CO2的浓度为0.2 mol·L－1，Δc(CO2)＝(0.25－0.2) mol·L－1＝0.05 mol·L－1，Δc(H2)＝Δc(CO2)＝0.05 mol·L－1，H2的瞬时浓度为c(H2)＝(0.2－0.05)mol·L－1＝0.15 mol·L－1，此时CO的瞬时生成速率v＝15×0.15×0.2 mol·L－1·s－1＝0.45 mol·L－1·s－1。
14．氧化剂H2O2在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以H2O2分解为例，探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号 温度/℃ 反应物 催化剂
① 20 25 mL 3% H2O2溶液 无
② 20 25 mL 5% H2O2溶液 无
③ 20 25 mL 5% H2O2溶液 0.1 g MnO2
④ 20 25 mL 5% H2O2溶液 1～2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液
⑤ 30 25 mL 5% H2O2溶液 0.1 g MnO2
(1)实验①和②的目的是________。同学甲在进行实验①和②时并没有观察到明显现象。资料显示，通常条件下过氧化氢稳定，不易分解。为了达到实验目的，可采取的改进方法是________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化如图甲所示。分析该图能得出的结论是________，________。
(3)同学乙设计了如图乙所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析，以生成20 mL气体为准，其他影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是________。
答案　(1)探究浓度对反应速率的影响　向反应物中加入等量同种催化剂(或升高相同温度)　(2)升高温度，反应速率加快　MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好　(3)产生20 mL气体所需的时间第44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，并能用有关理论解释。
考点一　化学反应速率及表示方法
1．化学反应速率
(1)
(2)各物质的化学反应速率之比＝__________之比。
如mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，vA∶vB∶vC∶vD＝____________。
(3)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。
2．应用“三段式”计算化学反应速率
列起始量、转化量、某时刻量，再根据定义式或比例关系计算。
对于反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，C的浓度为c mol·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率的计算如下：
　　　　　 mA(g)＋nB(g)??pC(g)
起始浓度/ mol·L－1 a b c
(转化浓度/ mol·L－1 x _______ ________
t1 s时浓度/ mol·L－1 a－x _______ ________
则v(A)＝________________，v(B)＝________________，v(C)＝________________。
[应用举例]
1．一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，反应过程如图。
(1)表示NH3的物质的量变化的曲线是_____________________________________________。
(2)计算0～8 min，H2的平均反应速率(写出计算过程，下同)。
______________________________________________________________________________
(3)计算10～12 min，N2的平均反应速率。
______________________________________________________________________________
2．已知反应：4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。
①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1
②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1
③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1
④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
⑤v(NO2)＝0.01 mol·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)。
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＝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0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·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(　　)
一、用其他物理量表示的化学反应速率的计算
1．温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝______mL·g－1·min－1。
2．(2023·陕西榆林统考一模)在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2，其分压分别为15 kPa、30 kPa，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10 kPa，则该时刻v(H2)＝________________。
二、速率方程与化学反应速率
3．[2020·全国卷Ⅱ，28(2)①]高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为r＝k×，其中k为反应速率常数。设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2＝________ r1。
4．[2018·全国卷Ⅰ，28(2)②]F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t 的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞
p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10－3× kPa·min－1。t＝62 min时，测得体系中＝2.9 kPa，则此时＝________kPa，v＝________kPa·min－1。
考点二　影响化学反应速率的因素
1．内因
反应物________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
[应用举例]
下列措施可以增大化学反应速率的是____________(填序号)。
①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉；②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸；③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强；④2SO2＋O22SO3　ΔH<0，升高温度；⑤Na与水反应时，增大水的用量；⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2；⑦H2与Cl2混合后光照
3．有效碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响
(1)有效碰撞
能够发生____________的碰撞为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。有效碰撞必须具备两个条件：一是发生碰撞的分子具有____________，二是碰撞时要有____________。
(2)活化分子
有足够的________，能够发生______________的分子叫活化分子。
活化分子百分数＝×100%。
(3)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化
条件改变 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大反应物浓度
增大压强
升高温度
加催化剂
1．催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后物理和化学性质均保持不变(　　)
2．升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小(　　)
3．一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率(　　)
4．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(　　)
5．100 mL 2 mol·L－1盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变(　　)
一、压强对化学反应速率的影响
1．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)??2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小体积使压强增大：__________________________________________________，原因是______________________________________________________________________________。
(2)恒容充入N2：__________。
(3)恒容充入He：__________，原因是_____________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)恒压充入He：__________。
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、固体表面积对化学反应速率的影响
2．图1为从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的部分流程。
“焙烧”时将纯碱和废钼催化剂磨成粉末后采取如图2所示的“多层逆流焙烧”，其目的是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
3．[2019·北京，27(1)①]甲烷水蒸气催化重整制氢的主要反应为：CH4＋2H2O(g)CO2＋4H2，用CaO可以去除CO2，H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率________(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：___________________
______________________________________________________________________________。
三、对照实验及其设计
4．某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器：0.20 mol·L－1 H2C2O4溶液、0.010 mol·L－1 KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。
实验编号 V(0.20 mol·L－1 H2C2O4溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.010 mol·L－1 酸性KMnO4溶液)/mL m(MnSO4)/g T/℃ 乙
① 2.0 0 4.0 0 50
② 2.0 0 4.0 0 25
③ 1.5 a 4.0 0 25
④ 2.0 0 4.0 0.1 25
回答下列问题：
(1)KMnO4溶液用________________(填名称)酸化；写出上述反应的离子方程式：_____________________________________________________________________________。
(2)实验①②是探究________对化学反应速率的影响；实验②④是探究________对化学反应速率的影响。
(3)若实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为________；表格中的“乙”填写t/s，其测量的是____________________________________________________________________。
关于“变量控制法”题目的解题策略
1．(2022·浙江6月选考，20)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是(　　)
编号 时间/min c NH3 / 10－3 mol·L－1 表面积/cm2 0 20 40 60 80
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 x
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
A.实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1
B．实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
2．(2021·辽宁，12)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0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
3．(2022·广东，15)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，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1
4.[2021·福建，12(4)①②]NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应：NaNO2＋NH4ClN2↑＋NaCl＋2H2O。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，利用如图装置(夹持仪器略去)进行实验。
实验步骤：往A中加入一定体积(V)的2.0 mol·L－1 NaNO2溶液、2.0 mol·L－1 NH4Cl溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入1.0 mol·L－1醋酸，当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体，用秒表测量收集1.0 mol N2所需的时间，重复多次取平均值(t)。回答下列问题：
每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如表所示。
实验编号 V/mL 水 t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸
1 4.0 V1 4.0 8.0 334
2 V2 4.0 4.0 V3 150
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
①V1＝________，V3＝________。
②该反应的速率方程为v＝k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H＋)，k为反应速率常数。利用实验数据计算得m＝________(填整数)。

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