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第38讲　化学反应速率及影响因素
第四部分 化学反应原理
第七章 化学反应速率与化学平衡
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复
习
目
标
内
容
索
引
知识点1 化学反应速率
知识点3 碰撞理论 基元反应 反应历程
精炼高考真题·明确高考方向
知识点2 影响化学反应速率的因素
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。
3.知道化学反应是有历程的，了解基元反应、过渡态理论。
4.知道催化剂可以改变反应历程，了解简单的催化机理及其对调控化学反应速率的重要意义。
知识点4 速率常数和速率方程
1.化学反应速率
不是一段时间
对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
计算依据
知识点1　化学反应速率
2.计算化学反应速率的万能方法——三段式法
对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下：
则：
知识点1　化学反应速率
3.同一化学反应中反应快慢的比较方法
知识点1　化学反应速率
(1)定性比较
通过明显的实验现象(如 产生快慢、 生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。
(2)定量比较
同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法：
归一法：
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 。
②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成 的化学反应速率。
③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越 ，反应速率越 。
气泡 沉淀
同一单位
同一物质
大 大
3.同一化学反应中反应快慢的比较方法
知识点1　化学反应速率
比值法：通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率 。如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若，则A表示的化学反应速率较 。
（3）由图像比较反应速率大小的方法：
根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越 ，对应的反应的温度、浓度或压强就越 ，则对应的反应速率越 。
短
大 大
大
>
大
（2025·甘肃张掖模拟）一定温度下，在密闭容器内进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列叙述中正确的是（ ）
典型例题
A．反应的化学方程式为5Y=X
B．t1min时，Y的浓度是X浓度的1.5倍
C．t2min时，正、逆反应速率相等
D．Y的反应速率：t1时刻B
知识点1　化学反应速率
反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2，镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。
1.内因(主要因素)：
2.外因(只改变一个条件，其他条件不变)
通过改变体积实现
对于反应前后气体分子数不变的反应，改变体积，正逆反应速率同时同倍改变。
知识点2　影响化学反应速率的因素
3.无关气体对反应速率的影响
其实质是浓度对反应速率的影响
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？
知识点2　影响化学反应速率的因素
知识点2　影响化学反应速率的因素
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
典型例题
（2025·河北石家庄模拟）某探究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究外界条件对化学反应速率的影响，实验操作如下。下列有关说法正确的是( )
实验序号 试验温度/℃ KMnO4溶液(含硫酸) H2C2O4溶液 H2O 溶液颜色褪至无色时所需时间/s
V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL
甲 25 2 0.02 3 0.1 5 8
乙 T1 2 0.02 4 0.1 V1 t1
丙 30 2 0.02 V2 0.1 4 t2
A．
B．甲组用KMnO4的浓度变化表示的平均反应速率为
C．通过实验乙、丙探究温度对化学反应速率的影响
D．反应的离子方程式为
典型例题
C
知识点2　影响化学反应速率的因素
甲组用KMnO4的浓度变化表示的平均反应速率为 ，B错误；
通过实验乙、丙探究温度对化学反应速率的影响，C正确；草酸是弱酸，书写离子方程式时不能拆，D错误。
解析：乙和丙高锰酸钾、草酸的浓度相同，温度不同，探究温度对反应速率的影响；则甲乙温度相同，若探究浓度对反应速率的影响，实验乙加入4mL H2C2O4溶液和4mL的水，实验甲加入3mL H2C2O4溶液，水的体积为5，溶液浓度不同。T1=25，乙的浓度比甲高，丙的温度比乙又高，因此t2＜t1＜8，A错误；
知识点2　影响化学反应速率的因素
关于“控制变量法”题目的解题策略
题后归纳
知识点2　影响化学反应速率的因素
变量内容
变量内容
定多变一
数据有效
影响化学反应速率的外界因素主要有浓度、温度、压强、催化剂
依据实验目的，搞清某个外界因素对化学反应速率的影响，均需控制其他因素不变，再进行实验，从而理清影响实验探究结果的因素，确定出变量和定量。
探究时，先确定只变化一种因素，其他因素不变，看这种因素和探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后，再确定另一种，从而得出相应的实验结论
解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判 断
1.有效碰撞理论
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子：有 ，能够发生 的分子叫活化分子。
活化分子百分数＝
×100%
足够的能量 有效碰撞
②活化能：
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
H
能量
反应过程
正反应的活化能
逆反应的活化能
E3
加入催化剂后正反应的活化能
反应热 H=E1-E2
③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 。
化学反应
较高的能量 一定的方向
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
增大反应物浓度
有效碰撞概率增大
单位体积内分子总数增加,活化分子数增加，活化分子百分数不变
化学反应速率增大
增大气体压强(压缩体积)
升高反应体系的温度
吸收能量
单位体积内分子总数不变,活化分子数增加，活化分子百分数增加
加入催化剂
降低活化能
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
(3)利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响：
活化能→活化分子→有效碰撞→化学反应速率
浓度增大
有效碰撞概率增大
化学反应速率增大
压强增大
温度升高
使用催化剂
体积缩小
分子能量增加
活化能降低
活化分子百分数增加
单位体积内分子总数增加
单位体积内活化分子数增加
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
(1)定义：基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，又称为简单反应。大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。反应历程中的每一步反应都称为基元反应。反应历程又称 。
例如H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，它的反应历程可能是如下两步基元反应：
①I2 I＋I(快) ②H2＋2I 2HI(慢)
其中慢反应为整个反应的决速步骤。
2.基元反应与反应历程
反应机理
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
(2)基元反应过渡状态理论
基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到生成物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。
AB＋C→[A…B…C]→A＋BC
反应物 过渡态 生成物
过渡态是处在反应过程中具有 的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于 [活化能(能垒)越 ，此步基元反应速率越 ]。
最高能量
活化能
高
慢
如图所示是两步完成的化学反应，分析下列问题。
(1)该反应的反应物为A、B，中间体为C，生成物为D。
(2)由A、B生成C的反应为吸热反应，由C生成D的反应为放热反应，总反应为放热反应。
(3)第一步为慢反应，第二步为快反应，决定总反应快慢的是第一步（慢）反应。
该类图像中活化能最高的一步为慢反应
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
活化能最大
（3）常规过渡态问题
最大能垒(活化能)
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
(4)活化能(能垒)与反应机理
使用催化剂，可以改变 ，改变 ，在反应机理中每一步反应的活化能 ，且均比总反应的活化能 ，故一般使用催化剂可以 反应活化能，
反应速率，如图所示：
E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。
活化能 反应机理
不同 低 降低 加快
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
3.反应历程（或机理）图像分析
类型 循环模型 微观粒子模型
示例
确定物质的方法
进入机理缩环图的箭头为反应物（如①和④），离开机理缩环图的箭头为生成物（如②和③）；位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体（如⑤、⑥、⑦和⑧）。
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
（2025·山西临汾模拟）2023年10月7日，《临汾日报》发表题为《全省首家氢能源公共自行车，落地曲沃》的报道。氢能源是清洁的二次能源，水煤气的变换反应
典型例题
是一种重要的制氢手段，金基二元合金团簇(Au12Cu)催化水煤气变换反应发生的氧化还原机理有A和B两种途径(*表示物质吸附在催化剂上)。下列有关说法正确的是( )
A．Au12Cu不参与制氢的化学反应
B．Au12Cu可提高H2的平衡产率
C．水煤气的变换反应历程中同时存在极性键、非极性键的断裂和形成
D．根据图2，反应途径A更有利于水煤气的变换反应
D
知识点3　碰撞理论 基元反应 反应历程
知识点4 速率常数和速率方程
1．速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是 的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但 不影响速率常数。
2．速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g) gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正 ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，由于平衡时 v正＝v逆，则k正ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，所以K。
易错提醒
对于反应：aA＋bB gG＋hH，则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。基元反应的a、b可直接写出，非基元反应的a、b必须通过实验测定，无法直接写出。
温度
浓度
(2025·河南省部分学校三模)温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：M(g)+N(g) Q(g) ΔH＜0。正、逆反应速率可以表示为
和 和K-1分别为正、逆反应的速率常数，仅受温度影响。下列说法错误的是( )
容器编号 起始浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1)
① 1.0 1.0 0 0.5
② 1.0 1.0 1.0
③ 0 0.5 1.0
典型例题
知识点4 速率常数和速率方程
A．达平衡时，容器①与容器②中逆反应速率之比为1：2
B．开始时，容器②中正反应速率大于逆反应速率
C．达平衡时，容器③中 比容器①中的大
D．当温度改变为T2时，若 ，则T2＞T1
T1时，平衡常数为 ， ②中相当于起始量M和N均是2mol，在①的基础上增大压强，平衡正向进
行，平衡时Q的浓度大于1mol/l ，所以达平衡时根据 可知容器①与容器②中逆反应速率之比
小于1：2
开始时，容器②中浓度商为1＜2，所以正反应速率大于逆反应速率
若 ，则此时浓度商为 ，反应没有达到平衡状态，反应向正反应方向进行，所以达平
衡时，容器③中 比容器①中的大
当温度改变为T2时，若 ，则此时平衡常数为1＜2，正反应放热，因此T2＞T1
知识点4 速率常数和速率方程
精炼高考真题·明确高考方向
1.(2024·甘肃高考)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
C
精炼高考真题·明确高考方向
2.（2024·海南高考）已知298K，101kPa时， 。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为0.4mol/L， 关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A． T1＞T2
B．T1下反应达到平衡时
C．使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大
D．使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同
D
3.(2024·重庆高考)醋酸甲酯制乙醇的反应为：
。
三个10L恒容密闭容器中分别加入醋酸甲酯和
氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图
所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的
B.容器甲中平均反应速率
C.容器乙中当前状态下反应速率
D.容器丙中乙醇的体积分数为
精炼高考真题·明确高考方向
D
4.(2024·安徽卷高考)室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。
实验序号 水样体积 纳米铁质量 水样初始
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列说法正确的是( )
A.实验①中，小时内平均反应速率
B.实验③中，反应的离子方程式为：
C.其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时，水样初始越小，的去除效果越好
精炼高考真题·明确高考方向
C
5. (2024·北京高考)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是（ ）
A.从中间体到产物，无论从产物稳
　定性还是反应速率的角度均有利
　于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时，苯中的大π键没有变化
D.对于生成Y的反应，浓H2SO4作催化剂
精炼高考真题·明确高考方向
C
精炼高考真题·明确高考方向
6.(2025 河北高考节选乙二醇是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工
和煤化工等工业路线合成。
(1)石油化工路线中，环氧乙烷水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环
氧乙烷和水反应生成乙二醇，伴随生成二乙二醇的副反应。
主反应：
副反应：
体系中环氧乙烷初始浓度为，恒温下反应，环氧乙烷完
全转化，产物中。
①内，_____________________。
②下列说法正确的是____(填序号)。
主反应中，生成物总能量高于反应物总能量
内，
内，
选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
cd
精炼高考真题·明确高考方向
7.(2025 陕晋宁青高考节选高温下分解产生的MgO催化与反应
生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用标注，所示步骤中最
慢的基元反应是____(填序号)，生成水的基元反应方程式为
_________________________________________________。
④
化 学
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