新人教版 高中化学 一轮复习学案18 化学反应速率与影响因素(pdf版,原卷版+解析版)

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新人教版 高中化学 一轮复习学案18 化学反应速率与影响因素(pdf版,原卷版+解析版)

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化学反应速率与影响因素
学习目标
1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。
2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解
释其一般规律。
4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
知识清单
知识点 1 化学反应速率
1.化学反应速率的概念与表示方法
[名师点拨] 化学反应速率不同单位的换算关系:
1 mol·L-1·s-1=60 mol·L-1·min-1。
2.化学反应速率与化学计量数的关系
(1)内容:对于已知反应:mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),在同一段时间内,用不同物
质来表示该反应速率,当单位相同时,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。即 v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
(2)实例:一定温度下,在密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。已知
v(O2)=0.5 mol·L-1·s-1,则 v(SO2)=1_mol·L-1·s-1,v(SO3)=1_mol·L-1·s-1。
[名师点拨] 同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同,因此,一定要
标明是哪种具体物质的反应速率。
3.化学反应速率的计算方法
v Δc=
(1)根据数学表达式 Δt 计算
[典题示例 1] 在一定温度下,将气体 X和 Y各 3 mol充入 10 L恒容密闭容器中,发生
反应:3X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g)。经过 8 min,反应达到平衡状态,此时 Z的物质的量
为 1.6 mol。下列关于反应开始至第 8 min时的平均反应速率的计算正确的是( )
A.v(X)=0.30 mol·L-1·min-1
B.v(Y)=0.02 mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.02 mol·L-1·min-1
D.v(W)=0.10 mol·L-1·min-1
1.6 mol
[解析] v(Z) Δc= = 10 L
Δt 8 min
=0.02 mol·L-1·min-1,
则 v(X) 3= v(Z)=0.03 mol·L-1·min-1,
2
v(Y) 1= v(Z)=0.01 mol·L-1·min-1,
2
v(W) 1= v(Z)=0.01 mol·L-1·min-1。
2
[答案] C
(2)利用“三段式”模板进行计算
[典题示例 2] 现向一容积不变的 2 L密闭密器中充入 4 mol NH3和 3 mol O2,发生反应:
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g),4 min后,测得生成的 H2O占混合气体体积的 40%,
则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )
A.v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1
B.v(H - -2O)=0.375 mol·L 1·min 1
C.v(O2)=0.225 mol·L-1·min-1
D.v(NH )=0.250 mol·L-3 1·min-1
[解析] 设 4 min 时,生成 6x mol H2O(g)
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) n(总)
起始/mol 4 3 0 0 7
变化/mol 4x 3x 2x 6x
4 min时/mol 4-4x 3-3x 2x 6x 7+x
6x
据题意,则有 =0.4,解得:x=0.5。
7+x
则 4 min内 H2O的浓度变化为
-1
Δc(H2O)
3 mol 1.5 mol L-1 v(H O) 1.5 mol·L= = · , 2 = =0.375 mol·L-1·min-1,再
2 L 4 min
由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比,可得各物质表示的反应速率分别为
v(N - -2)=0.125 mol·L 1·min 1,v(NH3)=0.250 mol·L-1·min-1,v(O2)=0.187 5 mol·L-1·min
-1。
[答案] C
[规律方法] 化学反应中各物质浓度的计算模板——“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/(mol·L-1) a b c
转化/(mol·L-1) x nx px
m m
某时刻/(mol·L-1) a nx px-x b- c+
m m
(3)从图像中获取关键数据进行计算
计算流程:
[典题示例 3] 一定温度下,向容积为 2 L 的密闭容器中通入两种气
体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应
的推断合理的是( )
A.该反应的化学方程式为 3B+4D 6A+2C
B.反应进行到 1 s时,v(A)=v(C)
C.反应进行到 6 s时,B的平均反应速率为
0.05 mol·L-1·s-1
D.反应进行到 6 s时,各物质的反应速率相等
[解析] 由图像可知,B、C的物质的量减小,是反应物,A、D的物质的量增大,是生
成物,前 6 s内,Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(A)∶Δn(D)=(1-0.4)∶(1-0.2)∶(1.2-0)∶(0.4-0)
=3∶4∶6∶2,故反应的化学方程式为 3B+4C 6A+2D,A项错误;v(A)∶v(C)=3∶2,
(1.0-0.4)mol
B项错误;反应进行到 6 s时,v(B)= 2 L =0.05 mol·L-1·s-1,C项正确;反
6 s
应进行到 6 s时,反应达到平衡状态,但各物质的反应速率并不相等,D错误。
[答案] C
4.反应速率的快慢比较
催化剂
[典题示例 4] 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(NO )=0.7 mol·L-2 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)。
[解析] ②经转化可表示为 v(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③>①>②>⑤>④。
[答案] ③>①>②>⑤>④
[规律方法] 同一化学反应中反应快慢的比较方法
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不同,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)换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。
(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应 aA+bB===cC+dD,比较
v(A) v(B) v(A) >v(B)与 ,若 ,则用 A物质表示的反应速率比用 B物质表示的
a b a b
大。
经典例题
例 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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)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( )
(3) v Δc由 = 计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值( )
Δt
(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( )
(5)在 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应中,t1、t2时刻,SO3(g)浓度分别是 c1、c2,则 t1~
t c2-c12时间内,生成 SO3(g)的平均速率为 v= ( )
t2-t1
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
例 2.反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)经 a min 后 SO3(g)的浓度变化情况如下图所示,在
O~a min内用 O2表示的平均反应速率为 0.04 mol·L-1·min-1,则 a等于( )
A.0.1 B.2.5
C.5 D.10
解析:选 C 由题图可知,O~a min内Δc(SO )=0.4 mol·L-1 v(SO ) 0.43 ,则有 3 = mol·L
a
-1·min-1,依据速率比等于化学计量之比可得 v(O2) 1 v(SO ) 0.2= 3 = mol·L-1·min-1=0.04
2 a
mol·L-1·min-1,解得 a=5。
例 3.硝基苯甲酸乙酯在 OH - 存在下发生水解反应: O2NC6H4COOC -2H5+ OH
O2NC6H4COO-+C2H5OH -,两种反应物的初始浓度均为 0.050 mol·L 1,15 ℃时测得
O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示,回答下列问题:
t/s 0 120 180 240 330 530 600 700 800
α/% 0 33.0 41.8 48.8 58.0 69.0 70.4 71.0 71.0
(1)列式计算该反应在 120~180 s与 180~240 s区间的平均反应速率_________________、
________________________________________________________________________。
(2)比较两者大小可得出的结论是_____________________________________。
0.050 mol·L-1×(41.8%-33.0%)
答案:(1)v= ≈7.3×10-5 mol·L-1·s-1
(180-120)s
v 0.050 mol·L
-1×(48.8%-41.8%)
= ≈
(240-180)s
5.8×10-5 mol·L-1·s-1
(2)随反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减小
知识点 2 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)
[名师点拨] (1)对于固体和纯液体反应物,其浓度可视为常数,改变其用量,反应速率
不变,但当固体颗粒变小时,其表面积增大,反应速率增大。
(2)合适的催化剂可以降低正、逆反应的活化能,同等程度的增大正、逆反应速率,但
不会改变反应的限度和反应热。
(3)升高温度,正、逆反应的反应速率都增大,但增大的程度不同;降低温度,正、逆
反应的反应速率都减小,但减小的程度不同,其中吸热反应受温度影响大。
(4)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的,所以分析压强的改变对
反应速率的影响时,要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的
浓度不改变,则反应速率不变。
2.用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响
图像 图像分析
(1)其他反应条件一定,化学反应速率随反应物浓度增大而增大
(2)其他反应条件一定,化学反应速率随温度的升高而增大
(3)有气体参加的反应,化学反应速率随着压强的增大而增大
(4)有气体参加的反应,化学反应速率随着容器容积的增大而减

(5)分别在较低温度和较高温度下反应,化学反应速率随着压强
的增大及温度的升高而增大
3.理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
②活化能:如图
图中:E1为正反应活化能,使用催化剂时的活化能为 E3,反应热为 E1-E2。(注:E2
为逆反应的活化能)
③有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
[名师点拨] 稀有气体对反应速率的影响
A(g)+B(g) C(g),恒温恒容,充入氦气,对反应速率有何影响?恒温恒压,充入
氦气,对反应速率又有何影响?
4.有关反应速率的答题方向
(1)解释影响反应速率的因素
条件变化 正常 反常 举例解释
①有酶参与的反应,温度高酶会失去活性
②有气体参与的反应,升高温度,气体的溶解度
减小
速率
加热 速率增大 ③加热易分解的物质(H2O2、NH3·H2O等)分解
减小
④有催化剂参与的反应,升高温度,催化剂活性
降低
⑤加热易挥发的物质(浓硝酸、浓盐酸)大量挥发
①没有气体参与的反应;
加压 速率增大 不变
②恒温恒容条件下的气相反应,充入稀有气体
(2)催化剂(绝大多数催化剂都有其活性温度范围,温度过高,易使催化剂活性降低)
反应速率 原因
活化能 增大 催化剂改变反应的历程,使活化能降低
增大 随着温度升高,催化剂的活性增大
温度
减小 随着温度升高,催化剂的活性减小
接触面
增大 催化剂与反应物接触面积增大

(3)在工艺流程中,提高矿石酸(碱)浸速率的常见方法
①将矿石粉碎(或粉碎过筛);
②充分搅拌;
③适当升高酸(碱)浸的温度;
④适当增大酸(碱)的浓度。
(4)减小反应速率常用的方法
①减小反应液的浓度;
②将装置置于冰水浴中;
③减慢滴加反应液的速率;
④用大颗粒(或块状)代替小颗粒(或粉末状)物质反应。
经典例题
例 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)对于反应:2H2O2===2H2O+O2↑,加入MnO2或降低温度都能加快 O2的生成速率( )
(2)反应 C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)在固定容积的容器中进行,充入 N2后,体系压强增大,
反应速率加快( )
(3)对于反应:A+B C,改变容器容积,化学反应速率一定发生变化( )
(4)对于固体而言,其浓度可以看作是一个常数,所以块状的 CaCO3和粉末状的 CaCO3与等
浓度的盐酸反应的反应速率没差别( )
(5)升高温度可以使吸热反应的反应速率增大,但放热反应的反应速率减小( )
(6) 5 mL 0.1 mol·L-两试管各加入 1Na2S2O3溶液,同时分别滴入 55 mL 0.1 mol·L-1硫酸和盐
酸,两支试管同时变浑浊( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
例 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增加铁粉的质量 ②将容器的容积缩小一半 ③保持容器容积不变,充入 N2使体系
压强增大 ④保持容器容积不变,充入水蒸气使体系压强增大
A.①④ B.②③
C.①③ D.②④
解析:选 D ①铁粉是固体,增加铁粉的质量,反应速率不变,错误;②将容器的容积
缩小一半,H2O(g)、H2(g)的浓度增大,反应速率加快,正确;③保持容器的容积不变,充
入 N2使体系压强增大,H2O(g)、H2(g)的浓度不变,反应速率不变,错误;④保持容器的容
积不变,充入水蒸气使体系压强增大,H2O(g)浓度增大,反应速率加快,正确。
例 3.过渡态理论认为:化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生
成产物分子的过程中,首先生成一种高能量的活化配合物,高能量的活化配合物再进一步转
化为产物分子。按照过渡态理论,NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)的反应历程如下:
第一步:
第二步:
下列有关说法正确的是( )
A.第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞
B.活化配合物的能量越高,第一步的反应速率越快
C.第一步反应需要吸收能量
D.该反应的反应速率主要取决于第二步反应
解析:选 C 活化配合物取向适当才是有效碰撞,A项错误;活化配合物能量越高,第
一步反应速率越慢,B项错误;反应物需要吸收能量形成高能量的活化配合物,C项正确;
该反应的反应速率主要取决于慢反应,即取决于第一步反应,D项错误。
例 4.热催化合成氨面临的两难问题:采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致 NH3
产率降低。我国科研人员研制了 Ti H Fe 双温区催化剂(Ti H区域和 Fe 区域的温度差可超过
100℃)。Ti H Fe 双温区催化合成氨的反应历程如图所示(其中吸附在催化剂表面上的物种用
*标注)。
(1)图中历程①氮气分子中氮氮三键断裂了吗?该历程发生了怎样的变化?
提示:历程①是氮气分子吸附在催化剂表面的过程,N2分子中的氮氮三键没有断裂。
(2)判断反应历程①~⑤哪些在高温区进行?哪些在低温区进行?
提示:历程①、②、③是吸附断键的过程,需要提高化学反应速率,故在高温区进行;
历程④、⑤是氮原子的传递和合成氨的过程,需要提高合成氨的产率,使合成氨(放热反应)
平衡正移,故在低温区进行。
课堂闯关
1.(2019·全国卷Ⅱ改编)环戊二烯( )容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。
不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.T1>T2
B.a点的反应速率小于 c点的反应速率
C.a点的正反应速率小于 b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为 0.45 mol·L-1
解析:选 D 升高温度,反应速率增大,由 c t图像的变化趋势可看出,T2时,环戊二
烯浓度的变化趋势大,因此 T2大于 T1,选项 A错误;由 a、c点环戊二烯的浓度可知,a点
浓度大于 c点浓度,而 T2>T1,不能比较 a点与 c点反应速率大小,选项 B错误;相同温度
下,随着时间的延长,反应物的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小,因此 a点的正反应速率
大于 b点的正反应速率,a、b两点均未达到平衡状态,正反应速率均大于逆反应速率,a点
的正反应速率大于 b点的逆反应速率,选项 C错误;由图像知,开始时环戊二烯的浓度为
1.5 mol·L-1,b点时的浓度为 0.6 mol·L-1,设环戊二烯转化的物质的量浓度为 2x mol·L
-1,则有:
2 二聚体
初始/(mol·L-1) 1.5 0
转化/(mol·L-1) 2x x
b点/(mol·L-1) 0.6 x
可得 1.5-2x=0.6,解得 x=0.45,选项 D正确。
2.(2020·山东等级考改编)1,3 丁二烯与 HBr发生加成反应分两步:第一步 H+进攻 1,3
丁二烯生成碳正离子( );第二步 Br-进攻碳正离子完成 1,2 加成或 1,4 加成。
反应进程中的能量变化如图所示。已知在 0℃和 40℃时,1,2 加成产物与 1,4 加成产物
的比例分别为 70∶30和 15∶85。下列说法正确的是( )
A.1,2 加成产物比 1,4 加成产物稳定
B.与 0℃相比,40 ℃时 1,3 丁二烯的转化率增大
C.从 0℃升至 40℃,1,2 加成正反应速率增大,1,4 加成正反应速率减小
D.从 0℃升至 40℃,1,2 加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
解析:选 D 1,4 加成产物的能量比 1,2 加成产物的能量更低,能量越低越稳定,
所以 1,4 加成产物比 1,2 加成产物更稳定,故 A错误;根据反应进程和能量关系图可知,
此反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,转化率减小,故 B 错误;温度升高,各反应
的正、逆反应速率均增大,故 C错误;温度升高,反应的正、逆反应速率都增大,根据题
干信息可以看出,1,2 加成产物的产量减小,所以 1,2 加成正反应速率的增大程度小于
其逆反应速率的增大程度,故 D正确。
3.(2021·顺义模拟)已知合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),其浓度数据如下:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始浓度/(mol·L-1) 1.0 3.0 0
2 s末浓度/(mol·L-1) 0.6 1.8 0.8
当用氢气浓度的减少来表示该化学反应的速率时,其速率为( )
A.0.4 mol·L-1·s-1 B.0.6 mol·L-1·s-1
C.0.9 mol·L-1·s-1 D.1.2 mol·L-1·s-1
解析:选 B 2 s内氢气的浓度变化量=3.0 mol·L-1-1.8 mol·L-1=1.2 mol·L-1,故 2 s
1.2 mol·L-1
内用氢气表示的平均反应速率= =0.6 mol·L-1·s-1。
2 s
4.在实验或生活中为了控制反应速率,下列做法不正确的是( )
A.用过氧化氢制取氧气时可加入少量的二氧化锰以增大反应速率
B.为加快制取氢气的速率可以用锌粒代替锌片
C.为降低浓硫酸与 Cu反应制备 SO2的速率可以采用稀硫酸代替浓硫酸
D.为了延长疫苗的保质期在运输和保存的过程中最好保持较低的温度
解析:选 C 稀硫酸与 Cu 不反应,而浓硫酸与 Cu 在加热条件下反应才能制备 SO2,
故 C错误。
5.H2O2可用于羊毛、生丝、纸浆等的漂白。5% H2O2溶液在常温下分解速率很慢,为了加
快 H2O2分解,改变某一条件,下列装置与改变的条件相对应的是( )
A.甲—温度、乙—浓度、丙—催化剂
B.甲—浓度、乙—催化剂、丙—温度
C.甲—催化剂、乙—温度、丙—浓度
D.甲—温度、乙—催化剂、丙—浓度
解析:选 A 由图可知,对照常温下 5% H2O2溶液的试管,甲改变的条件是温度;乙
改变的条件是浓度;丙改变的条件是催化剂,所以装置与改变的条件相对应的是甲—温度、
乙—浓度、丙—催化剂。
6.一定温度下,向 10 mL 0.40 mol·L-1H2O2溶液中加入适量 FeCl3溶液,不同时刻测得生成
O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示。资料显示,反应分两步进行:
①2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+,②H2O2+2Fe2++2H+===2H2O+2Fe3+,反应过
程中能量变化如下图所示。
t/min 0 2 4 6
v(O2)/mL 0 9.9 17.2 22.4
下列说法不正确的是( )
A - - -.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.33×10 2 mol·L 1·min 1
B Fe3+. 的作用是增大过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应,反应②是放热反应
D.反应 2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)的
ΔH=E1-E2<0
解析:选 D A项,0~6 min 由生成的氧气的体积可计算出发生反应的过氧化氢的物质
的量为 0.002 mol v(H O ) 0.002,所以 = mol·L-1·min-2 2 1≈0.033 3 mol·L-1·min-1,正
0.01×6
确;B项,使用催化剂可以增大反应速率,正确;C项,从图可以看出反应 1是吸热反应,
反应 2是放热反应,正确;D项,反应放出的能量与始态物质的能量和终态物质的能量有关,
从图可以看出,E1-E2不是该反应的反应热,错误。
7.(2021·静海模拟)叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇,反应(CH3)3CCl+OH-―→
(CH ) COH Cl-3 3 + 的能量与反应进程如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.(CH3) +3C 比(CH3)3CCl稳定
C.反应物的总能量小于生成物的总能量
D.增大碱的浓度和升高温度均可增大反应速率
解析:选 D 由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,A错误;(CH3)3C
+比(CH3)3CCl的能量高,则(CH3)3CCl更稳定,B错误;由图可知,反应物的总能量大于生
成物的总能量,故 C错误;增大浓度、升高温度均增大反应速率,则增大碱的浓度和升高
温度均可增大反应速率,D正确。
催化剂
8.(2021·潍坊模拟)“接触法制硫酸”的主要反应 2SO2+O2 2SO3在催化剂表面的

反应历程如图所示,下列说法正确的是( )
A.使用催化剂只能增大正反应速率
B.反应②的活化能比反应①大
C.该反应的催化剂是 V2O4
D.过程中既有 V—O键的断裂,又有 V—O键的形成
解析:选 D 使用催化剂正、逆反应速率都加快,A错误; 由图可知,②的反应速率
快于①,则反应②的活化能比反应①小,B错误;催化剂在化学反应前后的质量和化学性质
都不发生改变,由图可知 V2O5参加化学反应,但反应前后的质量和化学性质都没发生改变,
则该反应的催化剂是 V2O5,C错误;由图可知①历程中有 V—O键的断裂,②历程中有 V—O
键的形成,则过程中既有 V—O键的断裂,又有 V—O键的形成,D正确。
9.对水样中影响M 分解速率的因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度 c(M)随
时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.水样 pH越大,M的分解速率越快
B.水样中添加 Cu2+,能加快M的分解速率
C.由①、③得,反应物浓度越大,M的分解速率越慢
D.在 0~20 min内,②中M的分解速率为
0.15 mol·L-1·min-1
解析:选 B 曲线斜率越大,反应速率越快。pH:①>②、溶液初始浓度相同,斜率:
①<②,说明水样 pH越大,反应速率越慢,故 A错误;初始浓度都为 0.20 mol·L-1、pH=4
时,③中不加 Cu2+,④中加入 Cu2+,斜率:③<④,反应速率:③<④,所以水样中添加 Cu2
+,能加快M的分解速率,故 B正确;①、③pH相同,初始浓度:①>③,斜率:①>③,
速率:①>③,说明反应物浓度越大,M的分解速率越快,故 C错误;0~20 min内,②中
M Δc 0.40-0.10的平均分解速率= = mol·L-1·min-1=0.015 mol·L-1·min-1,故 D错
Δt 20
误。
10.(2019·海南高考)由γ 羟基丁酸生成γ 丁内酯的反应如下:
在 298 K下,γ 羟基丁酸水溶液的初始浓度为
0.180 mol·L-1,测得γ 丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。
t/min 21 50 80 100 120 160 220 ∞
c/ (mol·L-1) 0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.116
回答下列问题:
(1)该反应在 50~80 min - -内的平均反应速率为________mol·L 1·min 1。
(2)120 min时γ 羟基丁酸的转化率为________。
解析:(1)在 50~80 min v(γ ) 0.071-0.050内 丁内酯 = mol·L-1·min-1=0.000 7 mol·L
30
-1·min-1;(2)120 min时γ 丁内酯浓度为 0.090 mol·L-1,根据方程式
知,120 min 内消耗γ 羟基丁酸的物质的量浓度为 0.090 mol·L-1,120 min 时γ 羟基丁
Δc 100% 0.090 mol·L
-1
酸的转化率= × = ×100%=50%或 0.5。
c(初始) 0.180 mol·L-1
答案:(1)0.000 7 (2)50%或 0.5
自我挑战
1.(2021·新乡模拟)已知反应 S2O2
- - 2-
8 (aq)+2I (aq) 2SO4 (aq)+I2(aq)如图,若往该溶液

中加入含 Fe3 的某溶液,反应机理如下。下列有关该反应的说法不正确的是( )
①2Fe3+(aq)+2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq)
②2Fe2+(aq)+S2O2
- 3+ 2-
8 (aq) 2Fe (aq)+2SO4 (aq)
A.增大 S 2- -2O 8 浓度或 I 浓度,反应①、反应②的反应速率均加快
B.Fe3+是该反应的催化剂
C.因为正反应的活化能比逆反应的活化能小,所以该反应是放热反应
D.往该溶液中滴加淀粉溶液,溶液变蓝,适当升温,蓝色加深

解析:选 D 增大 S O 22 8 浓度或 I
-浓度,反应①、反应②的反应物的浓度均会增大,
反应速率均加快,故 A正确;若往该溶液中加入含 Fe3+的某溶液,发生反应①2Fe3+(aq)+
2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq)、②2Fe2+(aq)+S2O2

8 (aq) 2Fe3
+(aq)+2SO2-4 (aq),总反
- -
应为 S 22O8 (aq)+2I
-(aq) 2SO24 (aq)+I2(aq),铁离子为反应的催化剂,故 B正确;焓
变等于正、逆反应的活化能之差,则正反应的活化能比逆反应的小,所以该反应是放热反应,
故 C正确;S O2-2 8 (aq)+2I
-(aq) 2SO2-4 (aq)+I2(aq)为放热反应,升温平衡逆向进行,
碘单质浓度减小,蓝色变浅,故 D错误。
2.(2021·济南模拟)某课题组研究煤燃烧过程中氮氧化物氧化砷的微观机理,得到如下
图像和数据。(其中 k为速率常数,Ea为活化能)。对于所研究的三个反应,下列说法错误的
是( )
反应动力学参数
反应 Ea/(kJ·mol-1)
As+N2O===AsO+N2 78.45
As+NO2===AsO+NO 2.58
As+NO===AsO+N 155.85
A.相同条件下的氧化性:NO2>NO
B.相同条件下,As与 NO的反应速率最慢
C.升高温度能增大 As与 N2O反应的活化能
D.升高温度不能显著加快 As与 NO2的反应速率
解析:选 C 由 As+NO2===AsO+NO可知,N 元素的化合价降低,二氧化氮为氧化
剂,则相同条件下的氧化性:NO2>NO,故 A正确;由题干信息可知,NO与 As反应对应
的活化能最大,则相同条件下 As与 NO的反应速率最慢,故 B正确;升高温度,提供能量,
可增大活化分子百分数,增大反应速率,而反应的活化能不变,故 C错误;由图可知,As
与 NO2反应中对应的 k受温度影响不大,则升高温度不能显著加快 As与 NO2的反应速率,
故 D正确。
3.Ⅰ.下列各项分别与影响化学反应速率的哪个因素关系最为密切?
(1)同浓度不同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块,产生气泡有快有慢:
________________________________________________________________________。
(2)MnO2加入双氧水中放出气泡更快:_______________________________________。
Ⅱ.在一定温度下,4 L 密闭容器内某一反应中气体M、气体 N的物质的量随时间变化
的曲线如图:
(1)比较 t2时刻,正逆反应速率大小 v 正____v 逆。(填“>”“=”或“<”)
(2)若 t2=2 min,计算反应开始至 t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为
__________________________________________________________。
(3)t3时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为_______________________________。
(4)如果升高温度,则 v 逆__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:Ⅰ.(1)反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素,镁比锌活泼,与盐酸
反应较剧烈。(2)MnO2是 H2O2分解反应的催化剂,可增大反应速率。Ⅱ.(1)t2时刻,反应物
Δc
逐渐减少,生成物逐渐增多,反应未达到平衡且正向进行,v 正>v 逆。 (2)v= =
Δt
4 mol-2 mol
=0.25 mol·L-1·min-1。(3)t3时刻化学反应达到平衡,剩余 2 mol N,则转化
4 L×2 min
6 mol N (8-2)mol了 ,转化率为 ×100%=75%。(4)升高温度,反应速率增大。
8 mol
答案:Ⅰ.(1)反应物本身的性质 (2)催化剂
Ⅱ.(1)> (2)0.25 mol·L-1·min-1 (3)75%
(4)增大
4.可逆反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是工业上制取 H2SO4的重要反应。
(1)在恒压条件下,该反应分组实验的有关条件如下表:
反应条件 温度 容器容积 起始 n(SO2) 起始 n(O2) 其他条件
Ⅰ组 500℃ 1 L 1 mol 2 mol 无
Ⅱ组 500℃ 1 L 1 mol 2 mol
已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中,SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间 t的变化曲线如图所示。
①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是________;
②将Ⅰ组实验中温度变为 800 ℃,则φ (SO3)达到 a%所需时间________t1(填“小
于”“大于”或“等于”)。
(2)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的 SO2和 O2,开始反应时,按反应速
率由大到小排列的是________。
甲:在 500℃时,10 mol SO2和 10 mol O2反应
乙:在 500℃时,用 V2O5作催化剂,10 mol SO2和 10 mol O2反应
丙:在 450℃时,8 mol SO2和 5 mol O2反应
丁:在 500℃时,8 mol SO2和 5 mol O2反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲
解析:(1)由题意可知,两组实验的压强、温度和起始浓度均相同,而由曲线图可看出,
Ⅱ组实验的反应速率快,所以Ⅱ组具备的其他条件是使用了催化剂,加快了化学反应速率。
温度升高后,化学反应速率加快,所以φ(SO3)达到 a%所需的时间比原来短。(2)有催化剂且
温度较高的乙容器中反应速率最快,其次是温度高、浓度大的甲容器,温度低的丙容器化学
反应速率最慢。
答案:(1)①使用催化剂(其他合理答案也可) ②小于 (2)C
5.某化学反应 2A B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为 0,反应物 A的浓
度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:
时间
实验
浓度 0 10 20 30 40 50 60
序号
温度
1 800℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800 ℃ c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800 ℃ c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820 ℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验 1中,反应在 10至 20分钟时间内的平均速率为________ mol·L-1·min-1。
(2)在实验 2中,A的初始浓度 c2=________ mol·L-1。
(3)设实验 3的反应速率为 v3,实验 1的反应速率为 v1,则 v3________v1,且 c3________
1.0 mol·L-1。(填“>”“=”或“<”)
(4)比较实验 4和实验 1,可推测该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。理由
是________________________________________________________________________。
解析: (1)在实验 1 中,反应在 10 至 20 min Δc时间内的平均速率为 v= =
Δt
0.80 mol·L-1-0.67 mol·L-1
=0.013 mol·L-1·min-1。(2)反应经 20 min A的浓度不再改变,
10 min
说明达到平衡,较其他实验达到平衡时间最短,故使用了合适的催化剂,起始浓度 c2=1.0
mol·L-1。(3)在实验 1中,反应在 10至 20 min时间内平均速率为 v=0.013 mol·L-1·min
-1 3 10 20 min v 0.92 mol·L
-1-0.75 mol·L-1
,在实验 中,反应在 至 时间内平均速率为 = =
10 min
0.017 mol·L-1·min-1,故 v3>v1,实验 1 的起始浓度为 1.0 mol·L-1,由平衡时浓度可知,
实验 3的起始浓度大于 1.0 mol·L-1。(4)比较实验 4和实验 1可知,平衡时实验 4反应物 A
的浓度小,由实验 1至实验 4升高温度,平衡右移,升高温度平衡向吸热反应方向移动。
答案:(1)0.013 (2)1.0 (3)> > (4)吸热 由实验 1至实验 4 升高温度,平衡右移,
加热平衡向吸热反应方向移动
6.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×pN2O5 (kPa·min 1)。t=62 min 时,测

得体系中 pO2=2.9 kPa,则此时的 pN2O5 =________kPa,v=________kPa·min 1。
解析:由方程式 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)可知,62 min时,pO2=2.9 kPa,则减小的
N2O5 为 5.8 kPa,此时 pN2O5=35.8 kPa-5.8 kPa=30.0 kPa,则 v(N O )=2 10-2 5 × 3×30.0
kPa·min-1=6.0×10-2 kPa·min-1。
答案:30.0 6.0×10-2化学反应速率与影响因素
学习目标
1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。
2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解
释其一般规律。
4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
知识清单
知识点 1 化学反应速率
1.化学反应速率的概念与表示方法
[名师点拨] 化学反应速率不同单位的换算关系:
1 mol·L-1·s-1=60 mol·L-1·min-1。
2.化学反应速率与化学计量数的关系
(1)内容:对于已知反应:mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),在同一段时间内,用不同物
质来表示该反应速率,当单位相同时,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。即 v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
(2)实例:一定温度下,在密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。已知
v(O2)=0.5 mol·L-1·s-1,则 v(SO2)=1_mol·L-1·s-1,v(SO3)=1_mol·L-1·s-1。
[名师点拨] 同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同,因此,一定要
标明是哪种具体物质的反应速率。
3.化学反应速率的计算方法
v Δc=
(1)根据数学表达式 Δt 计算
[典题示例 1] 在一定温度下,将气体 X和 Y各 3 mol充入 10 L恒容密闭容器中,发生
反应:3X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g)。经过 8 min,反应达到平衡状态,此时 Z的物质的量
为 1.6 mol。下列关于反应开始至第 8 min时的平均反应速率的计算正确的是( )
A.v(X)=0.30 mol·L-1·min-1
B.v(Y)=0.02 mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.02 mol·L-1·min-1
D.v(W)=0.10 mol·L-1·min-1
1.6 mol
[解析] v(Z) Δc= = 10 L
Δt 8 min
=0.02 mol·L-1·min-1,
则 v(X) 3= v(Z)=0.03 mol·L-1·min-1,
2
v(Y) 1= v(Z)=0.01 mol·L-1·min-1,
2
v(W) 1= v(Z)=0.01 mol·L-1·min-1。
2
[答案] C
(2)利用“三段式”模板进行计算
[典题示例 2] 现向一容积不变的 2 L密闭密器中充入 4 mol NH3和 3 mol O2,发生反应:
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g),4 min后,测得生成的 H2O占混合气体体积的 40%,
则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )
A.v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1
B.v(H - -2O)=0.375 mol·L 1·min 1
C.v(O2)=0.225 mol·L-1·min-1
D.v(NH )=0.250 mol·L-3 1·min-1
[解析] 设 4 min 时,生成 6x mol H2O(g)
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) n(总)
起始/mol 4 3 0 0 7
变化/mol 4x 3x 2x 6x
4 min时/mol 4-4x 3-3x 2x 6x 7+x
6x
据题意,则有 =0.4,解得:x=0.5。
7+x
则 4 min内 H2O的浓度变化为
-1
Δc(H2O)
3 mol 1.5 mol L-1 v(H O) 1.5 mol·L= = · , 2 = =0.375 mol·L-1·min-1,再
2 L 4 min
由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比,可得各物质表示的反应速率分别为
v(N - -2)=0.125 mol·L 1·min 1,v(NH3)=0.250 mol·L-1·min-1,v(O2)=0.187 5 mol·L-1·min
-1。
[答案] C
[规律方法] 化学反应中各物质浓度的计算模板——“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/(mol·L-1) a b c
转化/(mol·L-1) x nx px
m m
某时刻/(mol·L-1) a nx px-x b- c+
m m
(3)从图像中获取关键数据进行计算
计算流程:
[典题示例 3] 一定温度下,向容积为 2 L 的密闭容器中通入两种气
体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应
的推断合理的是( )
A.该反应的化学方程式为 3B+4D 6A+2C
B.反应进行到 1 s时,v(A)=v(C)
C.反应进行到 6 s时,B的平均反应速率为
0.05 mol·L-1·s-1
D.反应进行到 6 s时,各物质的反应速率相等
[解析] 由图像可知,B、C的物质的量减小,是反应物,A、D的物质的量增大,是生
成物,前 6 s内,Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(A)∶Δn(D)=(1-0.4)∶(1-0.2)∶(1.2-0)∶(0.4-0)
=3∶4∶6∶2,故反应的化学方程式为 3B+4C 6A+2D,A项错误;v(A)∶v(C)=3∶2,
(1.0-0.4)mol
B项错误;反应进行到 6 s时,v(B)= 2 L =0.05 mol·L-1·s-1,C项正确;反
6 s
应进行到 6 s时,反应达到平衡状态,但各物质的反应速率并不相等,D错误。
[答案] C
4.反应速率的快慢比较
催化剂
[典题示例 4] 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(NO )=0.7 mol·L-2 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)。
[解析] ②经转化可表示为 v(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③>①>②>⑤>④。
[答案] ③>①>②>⑤>④
[规律方法] 同一化学反应中反应快慢的比较方法
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不同,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)换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。
(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应 aA+bB===cC+dD,比较
v(A) v(B) v(A) >v(B)与 ,若 ,则用 A物质表示的反应速率比用 B物质表示的
a b a b
大。
经典例题
例 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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)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( )
(3) v Δc由 = 计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值( )
Δt
(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( )
(5)在 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应中,t1、t2时刻,SO3(g)浓度分别是 c1、c2,则 t1~
t c2-c12时间内,生成 SO3(g)的平均速率为 v= ( )
t2-t1
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
例 2.反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)经 a min 后 SO3(g)的浓度变化情况如下图所示,在
O~a min内用 O2表示的平均反应速率为 0.04 mol·L-1·min-1,则 a等于( )
A.0.1 B.2.5
C.5 D.10
解析:选 C 由题图可知,O~a min内Δc(SO )=0.4 mol·L-1 v(SO ) 0.43 ,则有 3 = mol·L
a
-1·min-1,依据速率比等于化学计量之比可得 v(O2) 1 v(SO ) 0.2= 3 = mol·L-1·min-1=0.04
2 a
mol·L-1·min-1,解得 a=5。
例 3.硝基苯甲酸乙酯在 OH - 存在下发生水解反应: O2NC6H4COOC -2H5+ OH
O2NC6H4COO-+C2H5OH -,两种反应物的初始浓度均为 0.050 mol·L 1,15 ℃时测得
O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示,回答下列问题:
t/s 0 120 180 240 330 530 600 700 800
α/% 0 33.0 41.8 48.8 58.0 69.0 70.4 71.0 71.0
(1)列式计算该反应在 120~180 s与 180~240 s区间的平均反应速率_________________、
________________________________________________________________________。
(2)比较两者大小可得出的结论是_____________________________________。
0.050 mol·L-1×(41.8%-33.0%)
答案:(1)v= ≈7.3×10-5 mol·L-1·s-1
(180-120)s
v 0.050 mol·L
-1×(48.8%-41.8%)
= ≈
(240-180)s
5.8×10-5 mol·L-1·s-1
(2)随反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减小
知识点 2 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)
[名师点拨] (1)对于固体和纯液体反应物,其浓度可视为常数,改变其用量,反应速率
不变,但当固体颗粒变小时,其表面积增大,反应速率增大。
(2)合适的催化剂可以降低正、逆反应的活化能,同等程度的增大正、逆反应速率,但
不会改变反应的限度和反应热。
(3)升高温度,正、逆反应的反应速率都增大,但增大的程度不同;降低温度,正、逆
反应的反应速率都减小,但减小的程度不同,其中吸热反应受温度影响大。
(4)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的,所以分析压强的改变对
反应速率的影响时,要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的
浓度不改变,则反应速率不变。
2.用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响
图像 图像分析
(1)其他反应条件一定,化学反应速率随反应物浓度增大而增大
(2)其他反应条件一定,化学反应速率随温度的升高而增大
(3)有气体参加的反应,化学反应速率随着压强的增大而增大
(4)有气体参加的反应,化学反应速率随着容器容积的增大而减

(5)分别在较低温度和较高温度下反应,化学反应速率随着压强
的增大及温度的升高而增大
3.理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
②活化能:如图
图中:E1为正反应活化能,使用催化剂时的活化能为 E3,反应热为 E1-E2。(注:E2
为逆反应的活化能)
③有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
[名师点拨] 稀有气体对反应速率的影响
A(g)+B(g) C(g),恒温恒容,充入氦气,对反应速率有何影响?恒温恒压,充入
氦气,对反应速率又有何影响?
4.有关反应速率的答题方向
(1)解释影响反应速率的因素
条件变化 正常 反常 举例解释
①有酶参与的反应,温度高酶会失去活性
②有气体参与的反应,升高温度,气体的溶解度
减小
速率
加热 速率增大 ③加热易分解的物质(H2O2、NH3·H2O等)分解
减小
④有催化剂参与的反应,升高温度,催化剂活性
降低
⑤加热易挥发的物质(浓硝酸、浓盐酸)大量挥发
①没有气体参与的反应;
加压 速率增大 不变
②恒温恒容条件下的气相反应,充入稀有气体
(2)催化剂(绝大多数催化剂都有其活性温度范围,温度过高,易使催化剂活性降低)
反应速率 原因
活化能 增大 催化剂改变反应的历程,使活化能降低
增大 随着温度升高,催化剂的活性增大
温度
减小 随着温度升高,催化剂的活性减小
接触面
增大 催化剂与反应物接触面积增大

(3)在工艺流程中,提高矿石酸(碱)浸速率的常见方法
①将矿石粉碎(或粉碎过筛);
②充分搅拌;
③适当升高酸(碱)浸的温度;
④适当增大酸(碱)的浓度。
(4)减小反应速率常用的方法
①减小反应液的浓度;
②将装置置于冰水浴中;
③减慢滴加反应液的速率;
④用大颗粒(或块状)代替小颗粒(或粉末状)物质反应。
经典例题
例 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)对于反应:2H2O2===2H2O+O2↑,加入MnO2或降低温度都能加快 O2的生成速率( )
(2)反应 C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)在固定容积的容器中进行,充入 N2后,体系压强增大,
反应速率加快( )
(3)对于反应:A+B C,改变容器容积,化学反应速率一定发生变化( )
(4)对于固体而言,其浓度可以看作是一个常数,所以块状的 CaCO3和粉末状的 CaCO3与等
浓度的盐酸反应的反应速率没差别( )
(5)升高温度可以使吸热反应的反应速率增大,但放热反应的反应速率减小( )
(6) 5 mL 0.1 mol·L-两试管各加入 1Na2S2O3溶液,同时分别滴入 55 mL 0.1 mol·L-1硫酸和盐
酸,两支试管同时变浑浊( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
例 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增加铁粉的质量 ②将容器的容积缩小一半 ③保持容器容积不变,充入 N2使体系
压强增大 ④保持容器容积不变,充入水蒸气使体系压强增大
A.①④ B.②③
C.①③ D.②④
解析:选 D ①铁粉是固体,增加铁粉的质量,反应速率不变,错误;②将容器的容积
缩小一半,H2O(g)、H2(g)的浓度增大,反应速率加快,正确;③保持容器的容积不变,充
入 N2使体系压强增大,H2O(g)、H2(g)的浓度不变,反应速率不变,错误;④保持容器的容
积不变,充入水蒸气使体系压强增大,H2O(g)浓度增大,反应速率加快,正确。
例 3.过渡态理论认为:化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生
成产物分子的过程中,首先生成一种高能量的活化配合物,高能量的活化配合物再进一步转
化为产物分子。按照过渡态理论,NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)的反应历程如下:
第一步:
第二步:
下列有关说法正确的是( )
A.第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞
B.活化配合物的能量越高,第一步的反应速率越快
C.第一步反应需要吸收能量
D.该反应的反应速率主要取决于第二步反应
解析:选 C 活化配合物取向适当才是有效碰撞,A项错误;活化配合物能量越高,第
一步反应速率越慢,B项错误;反应物需要吸收能量形成高能量的活化配合物,C项正确;
该反应的反应速率主要取决于慢反应,即取决于第一步反应,D项错误。
例 4.热催化合成氨面临的两难问题:采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致 NH3
产率降低。我国科研人员研制了 Ti H Fe 双温区催化剂(Ti H区域和 Fe 区域的温度差可超过
100℃)。Ti H Fe 双温区催化合成氨的反应历程如图所示(其中吸附在催化剂表面上的物种用
*标注)。
(1)图中历程①氮气分子中氮氮三键断裂了吗?该历程发生了怎样的变化?
提示:历程①是氮气分子吸附在催化剂表面的过程,N2分子中的氮氮三键没有断裂。
(2)判断反应历程①~⑤哪些在高温区进行?哪些在低温区进行?
提示:历程①、②、③是吸附断键的过程,需要提高化学反应速率,故在高温区进行;
历程④、⑤是氮原子的传递和合成氨的过程,需要提高合成氨的产率,使合成氨(放热反应)
平衡正移,故在低温区进行。
课堂闯关
1.(2019·全国卷Ⅱ改编)环戊二烯( )容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。
不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.T1>T2
B.a点的反应速率小于 c点的反应速率
C.a点的正反应速率小于 b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为 0.45 mol·L-1
解析:选 D 升高温度,反应速率增大,由 c t图像的变化趋势可看出,T2时,环戊二
烯浓度的变化趋势大,因此 T2大于 T1,选项 A错误;由 a、c点环戊二烯的浓度可知,a点
浓度大于 c点浓度,而 T2>T1,不能比较 a点与 c点反应速率大小,选项 B错误;相同温度
下,随着时间的延长,反应物的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小,因此 a点的正反应速率
大于 b点的正反应速率,a、b两点均未达到平衡状态,正反应速率均大于逆反应速率,a点
的正反应速率大于 b点的逆反应速率,选项 C错误;由图像知,开始时环戊二烯的浓度为
1.5 mol·L-1,b点时的浓度为 0.6 mol·L-1,设环戊二烯转化的物质的量浓度为 2x mol·L
-1,则有:
2 二聚体
初始/(mol·L-1) 1.5 0
转化/(mol·L-1) 2x x
b点/(mol·L-1) 0.6 x
可得 1.5-2x=0.6,解得 x=0.45,选项 D正确。
2.(2020·山东等级考改编)1,3 丁二烯与 HBr发生加成反应分两步:第一步 H+进攻 1,3
丁二烯生成碳正离子( );第二步 Br-进攻碳正离子完成 1,2 加成或 1,4 加成。
反应进程中的能量变化如图所示。已知在 0℃和 40℃时,1,2 加成产物与 1,4 加成产物
的比例分别为 70∶30和 15∶85。下列说法正确的是( )
A.1,2 加成产物比 1,4 加成产物稳定
B.与 0℃相比,40 ℃时 1,3 丁二烯的转化率增大
C.从 0℃升至 40℃,1,2 加成正反应速率增大,1,4 加成正反应速率减小
D.从 0℃升至 40℃,1,2 加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
解析:选 D 1,4 加成产物的能量比 1,2 加成产物的能量更低,能量越低越稳定,
所以 1,4 加成产物比 1,2 加成产物更稳定,故 A错误;根据反应进程和能量关系图可知,
此反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,转化率减小,故 B 错误;温度升高,各反应
的正、逆反应速率均增大,故 C错误;温度升高,反应的正、逆反应速率都增大,根据题
干信息可以看出,1,2 加成产物的产量减小,所以 1,2 加成正反应速率的增大程度小于
其逆反应速率的增大程度,故 D正确。
3.(2021·顺义模拟)已知合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),其浓度数据如下:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始浓度/(mol·L-1) 1.0 3.0 0
2 s末浓度/(mol·L-1) 0.6 1.8 0.8
当用氢气浓度的减少来表示该化学反应的速率时,其速率为( )
A.0.4 mol·L-1·s-1 B.0.6 mol·L-1·s-1
C.0.9 mol·L-1·s-1 D.1.2 mol·L-1·s-1
解析:选 B 2 s内氢气的浓度变化量=3.0 mol·L-1-1.8 mol·L-1=1.2 mol·L-1,故 2 s
1.2 mol·L-1
内用氢气表示的平均反应速率= =0.6 mol·L-1·s-1。
2 s
4.在实验或生活中为了控制反应速率,下列做法不正确的是( )
A.用过氧化氢制取氧气时可加入少量的二氧化锰以增大反应速率
B.为加快制取氢气的速率可以用锌粒代替锌片
C.为降低浓硫酸与 Cu反应制备 SO2的速率可以采用稀硫酸代替浓硫酸
D.为了延长疫苗的保质期在运输和保存的过程中最好保持较低的温度
解析:选 C 稀硫酸与 Cu 不反应,而浓硫酸与 Cu 在加热条件下反应才能制备 SO2,
故 C错误。
5.H2O2可用于羊毛、生丝、纸浆等的漂白。5% H2O2溶液在常温下分解速率很慢,为了加
快 H2O2分解,改变某一条件,下列装置与改变的条件相对应的是( )
A.甲—温度、乙—浓度、丙—催化剂
B.甲—浓度、乙—催化剂、丙—温度
C.甲—催化剂、乙—温度、丙—浓度
D.甲—温度、乙—催化剂、丙—浓度
解析:选 A 由图可知,对照常温下 5% H2O2溶液的试管,甲改变的条件是温度;乙
改变的条件是浓度;丙改变的条件是催化剂,所以装置与改变的条件相对应的是甲—温度、
乙—浓度、丙—催化剂。
6.一定温度下,向 10 mL 0.40 mol·L-1H2O2溶液中加入适量 FeCl3溶液,不同时刻测得生成
O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示。资料显示,反应分两步进行:
①2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+,②H2O2+2Fe2++2H+===2H2O+2Fe3+,反应过
程中能量变化如下图所示。
t/min 0 2 4 6
v(O2)/mL 0 9.9 17.2 22.4
下列说法不正确的是( )
A - - -.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.33×10 2 mol·L 1·min 1
B Fe3+. 的作用是增大过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应,反应②是放热反应
D.反应 2H2O2(aq)===2H2O(l)+O2(g)的
ΔH=E1-E2<0
解析:选 D A项,0~6 min 由生成的氧气的体积可计算出发生反应的过氧化氢的物质
的量为 0.002 mol v(H O ) 0.002,所以 = mol·L-1·min-2 2 1≈0.033 3 mol·L-1·min-1,正
0.01×6
确;B项,使用催化剂可以增大反应速率,正确;C项,从图可以看出反应 1是吸热反应,
反应 2是放热反应,正确;D项,反应放出的能量与始态物质的能量和终态物质的能量有关,
从图可以看出,E1-E2不是该反应的反应热,错误。
7.(2021·静海模拟)叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇,反应(CH3)3CCl+OH-―→
(CH ) COH Cl-3 3 + 的能量与反应进程如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.(CH3) +3C 比(CH3)3CCl稳定
C.反应物的总能量小于生成物的总能量
D.增大碱的浓度和升高温度均可增大反应速率
解析:选 D 由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,A错误;(CH3)3C
+比(CH3)3CCl的能量高,则(CH3)3CCl更稳定,B错误;由图可知,反应物的总能量大于生
成物的总能量,故 C错误;增大浓度、升高温度均增大反应速率,则增大碱的浓度和升高
温度均可增大反应速率,D正确。
催化剂
8.(2021·潍坊模拟)“接触法制硫酸”的主要反应 2SO2+O2 2SO3在催化剂表面的

反应历程如图所示,下列说法正确的是( )
A.使用催化剂只能增大正反应速率
B.反应②的活化能比反应①大
C.该反应的催化剂是 V2O4
D.过程中既有 V—O键的断裂,又有 V—O键的形成
解析:选 D 使用催化剂正、逆反应速率都加快,A错误; 由图可知,②的反应速率
快于①,则反应②的活化能比反应①小,B错误;催化剂在化学反应前后的质量和化学性质
都不发生改变,由图可知 V2O5参加化学反应,但反应前后的质量和化学性质都没发生改变,
则该反应的催化剂是 V2O5,C错误;由图可知①历程中有 V—O键的断裂,②历程中有 V—O
键的形成,则过程中既有 V—O键的断裂,又有 V—O键的形成,D正确。
9.对水样中影响M 分解速率的因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度 c(M)随
时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.水样 pH越大,M的分解速率越快
B.水样中添加 Cu2+,能加快M的分解速率
C.由①、③得,反应物浓度越大,M的分解速率越慢
D.在 0~20 min内,②中M的分解速率为
0.15 mol·L-1·min-1
解析:选 B 曲线斜率越大,反应速率越快。pH:①>②、溶液初始浓度相同,斜率:
①<②,说明水样 pH越大,反应速率越慢,故 A错误;初始浓度都为 0.20 mol·L-1、pH=4
时,③中不加 Cu2+,④中加入 Cu2+,斜率:③<④,反应速率:③<④,所以水样中添加 Cu2
+,能加快M的分解速率,故 B正确;①、③pH相同,初始浓度:①>③,斜率:①>③,
速率:①>③,说明反应物浓度越大,M的分解速率越快,故 C错误;0~20 min内,②中
M Δc 0.40-0.10的平均分解速率= = mol·L-1·min-1=0.015 mol·L-1·min-1,故 D错
Δt 20
误。
10.(2019·海南高考)由γ 羟基丁酸生成γ 丁内酯的反应如下:
在 298 K下,γ 羟基丁酸水溶液的初始浓度为
0.180 mol·L-1,测得γ 丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。
t/min 21 50 80 100 120 160 220 ∞
c/ (mol·L-1) 0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.116
回答下列问题:
(1)该反应在 50~80 min - -内的平均反应速率为________mol·L 1·min 1。
(2)120 min时γ 羟基丁酸的转化率为________。
解析:(1)在 50~80 min v(γ ) 0.071-0.050内 丁内酯 = mol·L-1·min-1=0.000 7 mol·L
30
-1·min-1;(2)120 min时γ 丁内酯浓度为 0.090 mol·L-1,根据方程式
知,120 min 内消耗γ 羟基丁酸的物质的量浓度为 0.090 mol·L-1,120 min 时γ 羟基丁
Δc 100% 0.090 mol·L
-1
酸的转化率= × = ×100%=50%或 0.5。
c(初始) 0.180 mol·L-1
答案:(1)0.000 7 (2)50%或 0.5
自我挑战
1.(2021·新乡模拟)已知反应 S2O2
- - 2-
8 (aq)+2I (aq) 2SO4 (aq)+I2(aq)如图,若往该溶液

中加入含 Fe3 的某溶液,反应机理如下。下列有关该反应的说法不正确的是( )
①2Fe3+(aq)+2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq)
②2Fe2+(aq)+S2O2
- 3+ 2-
8 (aq) 2Fe (aq)+2SO4 (aq)
A.增大 S 2- -2O 8 浓度或 I 浓度,反应①、反应②的反应速率均加快
B.Fe3+是该反应的催化剂
C.因为正反应的活化能比逆反应的活化能小,所以该反应是放热反应
D.往该溶液中滴加淀粉溶液,溶液变蓝,适当升温,蓝色加深

解析:选 D 增大 S O 22 8 浓度或 I
-浓度,反应①、反应②的反应物的浓度均会增大,
反应速率均加快,故 A正确;若往该溶液中加入含 Fe3+的某溶液,发生反应①2Fe3+(aq)+
2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq)、②2Fe2+(aq)+S2O2

8 (aq) 2Fe3
+(aq)+2SO2-4 (aq),总反
- -
应为 S 22O8 (aq)+2I
-(aq) 2SO24 (aq)+I2(aq),铁离子为反应的催化剂,故 B正确;焓
变等于正、逆反应的活化能之差,则正反应的活化能比逆反应的小,所以该反应是放热反应,
故 C正确;S O2-2 8 (aq)+2I
-(aq) 2SO2-4 (aq)+I2(aq)为放热反应,升温平衡逆向进行,
碘单质浓度减小,蓝色变浅,故 D错误。
2.(2021·济南模拟)某课题组研究煤燃烧过程中氮氧化物氧化砷的微观机理,得到如下
图像和数据。(其中 k为速率常数,Ea为活化能)。对于所研究的三个反应,下列说法错误的
是( )
反应动力学参数
反应 Ea/(kJ·mol-1)
As+N2O===AsO+N2 78.45
As+NO2===AsO+NO 2.58
As+NO===AsO+N 155.85
A.相同条件下的氧化性:NO2>NO
B.相同条件下,As与 NO的反应速率最慢
C.升高温度能增大 As与 N2O反应的活化能
D.升高温度不能显著加快 As与 NO2的反应速率
解析:选 C 由 As+NO2===AsO+NO可知,N 元素的化合价降低,二氧化氮为氧化
剂,则相同条件下的氧化性:NO2>NO,故 A正确;由题干信息可知,NO与 As反应对应
的活化能最大,则相同条件下 As与 NO的反应速率最慢,故 B正确;升高温度,提供能量,
可增大活化分子百分数,增大反应速率,而反应的活化能不变,故 C错误;由图可知,As
与 NO2反应中对应的 k受温度影响不大,则升高温度不能显著加快 As与 NO2的反应速率,
故 D正确。
3.Ⅰ.下列各项分别与影响化学反应速率的哪个因素关系最为密切?
(1)同浓度不同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块,产生气泡有快有慢:
________________________________________________________________________。
(2)MnO2加入双氧水中放出气泡更快:_______________________________________。
Ⅱ.在一定温度下,4 L 密闭容器内某一反应中气体M、气体 N的物质的量随时间变化
的曲线如图:
(1)比较 t2时刻,正逆反应速率大小 v 正____v 逆。(填“>”“=”或“<”)
(2)若 t2=2 min,计算反应开始至 t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为
__________________________________________________________。
(3)t3时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为_______________________________。
(4)如果升高温度,则 v 逆__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:Ⅰ.(1)反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素,镁比锌活泼,与盐酸
反应较剧烈。(2)MnO2是 H2O2分解反应的催化剂,可增大反应速率。Ⅱ.(1)t2时刻,反应物
Δc
逐渐减少,生成物逐渐增多,反应未达到平衡且正向进行,v 正>v 逆。 (2)v= =
Δt
4 mol-2 mol
=0.25 mol·L-1·min-1。(3)t3时刻化学反应达到平衡,剩余 2 mol N,则转化
4 L×2 min
6 mol N (8-2)mol了 ,转化率为 ×100%=75%。(4)升高温度,反应速率增大。
8 mol
答案:Ⅰ.(1)反应物本身的性质 (2)催化剂
Ⅱ.(1)> (2)0.25 mol·L-1·min-1 (3)75%
(4)增大
4.可逆反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是工业上制取 H2SO4的重要反应。
(1)在恒压条件下,该反应分组实验的有关条件如下表:
反应条件 温度 容器容积 起始 n(SO2) 起始 n(O2) 其他条件
Ⅰ组 500℃ 1 L 1 mol 2 mol 无
Ⅱ组 500℃ 1 L 1 mol 2 mol
已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中,SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间 t的变化曲线如图所示。
①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是________;
②将Ⅰ组实验中温度变为 800 ℃,则φ (SO3)达到 a%所需时间________t1(填“小
于”“大于”或“等于”)。
(2)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的 SO2和 O2,开始反应时,按反应速
率由大到小排列的是________。
甲:在 500℃时,10 mol SO2和 10 mol O2反应
乙:在 500℃时,用 V2O5作催化剂,10 mol SO2和 10 mol O2反应
丙:在 450℃时,8 mol SO2和 5 mol O2反应
丁:在 500℃时,8 mol SO2和 5 mol O2反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲
解析:(1)由题意可知,两组实验的压强、温度和起始浓度均相同,而由曲线图可看出,
Ⅱ组实验的反应速率快,所以Ⅱ组具备的其他条件是使用了催化剂,加快了化学反应速率。
温度升高后,化学反应速率加快,所以φ(SO3)达到 a%所需的时间比原来短。(2)有催化剂且
温度较高的乙容器中反应速率最快,其次是温度高、浓度大的甲容器,温度低的丙容器化学
反应速率最慢。
答案:(1)①使用催化剂(其他合理答案也可) ②小于 (2)C
5.某化学反应 2A B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为 0,反应物 A的浓
度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:
时间
实验
浓度 0 10 20 30 40 50 60
序号
温度
1 800℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800 ℃ c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800 ℃ c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820 ℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验 1中,反应在 10至 20分钟时间内的平均速率为________ mol·L-1·min-1。
(2)在实验 2中,A的初始浓度 c2=________ mol·L-1。
(3)设实验 3的反应速率为 v3,实验 1的反应速率为 v1,则 v3________v1,且 c3________
1.0 mol·L-1。(填“>”“=”或“<”)
(4)比较实验 4和实验 1,可推测该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。理由
是________________________________________________________________________。
解析: (1)在实验 1 中,反应在 10 至 20 min Δc时间内的平均速率为 v= =
Δt
0.80 mol·L-1-0.67 mol·L-1
=0.013 mol·L-1·min-1。(2)反应经 20 min A的浓度不再改变,
10 min
说明达到平衡,较其他实验达到平衡时间最短,故使用了合适的催化剂,起始浓度 c2=1.0
mol·L-1。(3)在实验 1中,反应在 10至 20 min时间内平均速率为 v=0.013 mol·L-1·min
-1 3 10 20 min v 0.92 mol·L
-1-0.75 mol·L-1
,在实验 中,反应在 至 时间内平均速率为 = =
10 min
0.017 mol·L-1·min-1,故 v3>v1,实验 1 的起始浓度为 1.0 mol·L-1,由平衡时浓度可知,
实验 3的起始浓度大于 1.0 mol·L-1。(4)比较实验 4和实验 1可知,平衡时实验 4反应物 A
的浓度小,由实验 1至实验 4升高温度,平衡右移,升高温度平衡向吸热反应方向移动。
答案:(1)0.013 (2)1.0 (3)> > (4)吸热 由实验 1至实验 4 升高温度,平衡右移,
加热平衡向吸热反应方向移动
6.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×pN2O5 (kPa·min 1)。t=62 min 时,测

得体系中 pO2=2.9 kPa,则此时的 pN2O5 =________kPa,v=________kPa·min 1。
解析:由方程式 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)可知,62 min时,pO2=2.9 kPa,则减小的
N2O5 为 5.8 kPa,此时 pN2O5=35.8 kPa-5.8 kPa=30.0 kPa,则 v(N O )=2 10-2 5 × 3×30.0
kPa·min-1=6.0×10-2 kPa·min-1。
答案:30.0 6.0×10-2

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