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(共62张PPT)
[学习目标]
1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法并能够进行简单计算。
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。
1.化学反应速率的表示方法
减小
增大
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)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。( )
(2)通常情况下,化学反应速率的单位由时间单位和物质的量浓度单位决定。( )
(3)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大。( )
(4)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。( )
×
√
×
√
A
2.反应A(g)+3B(g) ===2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)=0.45 mol·L-1·min-1
②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1
③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1
④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1
下列有关反应速率的比较中正确的是(　　)
A.④>③=②>①　　　 B.④<③=②<①
C.①>②>③>④ D.④>③>②>①
A
解析　若四种反应速率都用A表示(单位mol·L-1·s-1),分别为①v(A)=0.007 5 mol·L-1·s-1,②v(A)=0.2 mol·L-1·s-1,③v(A)=0.2 mol·L-1·s-1,④v(A)=0.225 mol·L-1·s-1,所以④>③=②>①,故A正确。
比较化学反应速率大小的思维模型
[归纳总结]
在温度为T2时,通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=10∶5∶85的混合气体,各组分气体的分压随时间的变化关系如图所示。0~1.2 s生成C3H6的平均速率为　　　kPa·s-1。
2
4.(2026·辽宁鞍山开学考)一定温度下,利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应:A(g) B(g)+2C(g)。体系的总压强p随时间t的变化见下表。
t/min 0 100 150 250 420 500 580
p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 x 19.06
(1)100~150 min内,消耗A的平均速率为　　　　kPa·min-1。
(2)推测x为　　　　。
0.006
18.1
1.主要因素——内因
反应物的组成、结构和性质等,起决定性作用。如Na、Mg、Al与酸反应的速率大小关系为____________。
Na>Mg>Al
2.外界因素——外因(只改变一个条件,其他条件保持不变)
增大
不变
增大
减小
气体
增大
减小
增大
相同
接触表面积
[注意]　(1)浓度主要是指密闭容器中气体的浓度或溶液中分子、离子的浓度。
(2)压强的改变主要是通过改变容器的容积实现的。
3.有效碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响
(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___________________,使用催化剂时的活化能为___,反应热为_______(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。
正反应的活化能
E3
E1-E2
(2)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
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)升高温度时,不论正反应是吸热还是放热,正、逆反应的速率都增大。( )
(2)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。( )
(3)增大反应物的浓度,能够增大活化分子百分数,所以反应速率增大。( )
(4)使用合适的催化剂,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大。( )
×
√
×
√
1.(2026·广东揭阳阶段练习)下列有关说法正确的是(　　)
A.汽车尾气中NO和CO 缓慢反应生成N2和CO2,加催化剂反应速率增大
B.增大反应物浓度,单位体积内活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.加入适宜的催化剂,非活化分子发生有效碰撞,化学反应速率增大
D.铁片与浓硫酸反应制取氢气时,随着酸的浓度减小,化学反应速率减小
A
解析　催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数,从而加快反应速率,因此加入催化剂会使NO和CO的反应速率增大,A正确;增大反应物浓度时,单位体积内活化分子数增加,但活化分子百分数由温度决定,浓度不影响活化分子百分数,B错误;只有活化分子才能发生有效碰撞,催化剂的作用是使更多分子变为活化分子,而非让非活化分子直接碰撞,C错误;铁与浓硫酸在常温下发生钝化反应,无法生成氢气,D错误。
2.(2026·辽宁沈阳阶段练习)有气体参与的反应,下列关于有效碰撞理论与影响速率的因素之间关系正确的是(　　)
A.增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率
B.升高温度,反应物分子的能量增加,增加了活化分子的百分数,从而提高反应速率
C.加入催化剂可以降低活化能,活化分子百分数虽然没变,但可以加快反应速率
D.增大压强,可提高单位体积内活化分子数和活化分子百分数,从而提高反应速率
解析　增大反应物浓度会增加单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不变,A错误;升高温度使分子能量增加,更多分子成为活化分子,活化分子百分数增大,反应速率提高,B正确;催化剂通过降低活化能,增大活化分子百分数,从而提高反应速率,C错误;增大压强(如压缩体积)提高单位体积内活化分子数,但活化分子百分数不变,D错误。
B
稀有气体对有气体参与的反应速率的影响
[归纳总结]
①恒温恒压
②恒温恒容
　利用“控制变量法”讨论外界条件对化学反应速率的影响:
探究 变量 举例 现象与结论
温度 温度
不同 后者冒出的气泡快
其他条件相同,温度越高反应速率越快
浓度 浓度
不同 后者冒出的气泡快
其他条件相同,浓度越大反应速率越快
催化
剂 催化
剂不同 中间冒出的气泡最慢
其他条件相同,催化剂能加快化学反应速率
1.某小组探究实验条件对反应速率的影响,设计如下实验,并记录结果如下:
编号 温度 H2SO4溶液 KI溶液 1%淀粉溶液体积 出现蓝色时间
① 20 ℃ 0.10 mol·L-110 mL 0.40 mol·L-15 mL 1 mL 40 s
② 20 ℃ 0.10 mol·L-110 mL 0.80 mol·L-15 mL 1 mL 21 s
③ 50 ℃ 0.10 mol·L-110 mL 0.40 mol·L-15 mL 1 mL 5 s
④ 80 ℃ 0.10 mol·L-110 mL 0.40 mol·L-15 mL 1 mL 未见蓝色
下列说法正确的是(　　)
A.由实验①②可知,反应速率v与c(I-)成正比
B.实验①~④中,应先将H2SO4溶液与淀粉溶液混合
C.在I-被O2氧化过程中,H+只是降低活化能
D.由实验③④可知,温度越高,反应速率越慢
A
解析　实验①②中其他条件相同,c(I-):①<②,且反应速率:①<②,所以反应速率v与c(I-)成正比,A正确;实验①~④中,应先将KI溶液与淀粉溶液混合,再加入H2SO4溶液,在酸性条件下发生氧化还原反应生成碘单质,测定溶液出现蓝色的时间,B错误;在I-被O2氧化过程中,H+除了作为催化剂降低活化能,还作为反应物参加反应,C错误;温度越高,反应速率越快,实验④未见蓝色,是因为温度升高,生成的碘单质被氧气继续氧化,D错误。
2.(2026·衡阳八中开学考试)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,在加入Fe2+并调好pH后再加入H2O2,该过程中H2O2所产生羟基自由基(·OH)能氧化降解污染物。现运用该法降解某有机污染物(p-CP),探究有关因素对该降解反应速率的影响。
实验数据:(表中时间,是p-CP浓度降低1.50 mol·L-1所需时间)
实验
编号 H2O2溶液 Fe2+溶液 蒸馏水 pH 温度 时间
c (mol·L-1) V/mL c mol·L-1 V/mL V/mL T/K t/s
① 6.0×10-3 1.50 3.0×10-2 3.50 10.00 3 298 200
② 6.0×10-3 1.50 3.0×10-2 3.50 10.00 3 313 60
③ 6.0×10-3 3.50 3.0×10-2 3.50 V1 3 298 140
④ 6.0×10-3 1.50 3.0×10-2 4.50 9.00 3 298 170
⑤ 6.0×10-3 1.50 3.0×10-2 3.50 V2 12 298 0
请回答:
(1)V1=　　　　 mL,V2=　　　　 mL。
(2)实验①条件下,p-CP的降解速率为　　 　　　　　　　　　。
(3)设置实验①②的目的是 　 ;
由实验①④可得到的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
(4)实验⑤在200 s时没有检测到p-CP浓度的变化。其原因可能是___________________　　　　　 　
　 。
Fe2+在该条件下生成
Fe(OH)2,并迅速被氧化成Fe(OH)3,不能使H2O2产生羟基自由基
8.00
10.00
0.007 5 mol·L-1·s-1或7.5×10-3 mol·L-1·s-1
探究温度对反应速率的影响
其他条件相同时,c(Fe2+)越大,反应速率越大
解析　(1)根据①③组实验分析,溶液的总体积应该相同,所以V1=10.00+3.50+1.50-(3.50+3.50)=8.00 mL;故V2=9.00+4.50+1.50-(1.50+3.50)=10.00 mL。(2)实验①条件下,p-CP浓度降低1.50 mol·L-1所需时间200 s,所以p-CP的降解速率为0.007 5 mol/(L·s)或7.5×10-3 mol/(L·s)。(3)根据图表信息分析,其他条件相同,反应的温度不同,设置实验①②的目的是探究温度对反应速率的影响;由实验①④可得到的结论是:其他条件相同时,c(Fe2+)越大,反应速率越大。(4)工业废水,在加入Fe2+并调好pH后再加入H2O2,所产生的羟基自由基(·OH)能氧化降解污染物;实验⑤在200 s时没有检测到p-CP浓度的变化,其原因可能是:Fe2+在该条件下生成Fe(OH)2,并迅速被氧化成Fe(OH)3,不能使H2O2产生羟基自由基。
利用“控制变量法”讨论外界条件对化学反应速率的影响的思维流程
[归纳总结]
1.(2024·甘肃卷)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
解析　A项,催化剂可以改变化学反应速率,一般来说,催化剂可以用来加快化学反应速率,故催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率;B项,中和滴定时,边滴边摇锥形瓶,可以让反应物快速接触,可以加快化学反应速率;C项,锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度,会降低化学反应速率;D项,石墨合成金刚石,该反应中没有气体参与,增大压强不会改变化学反应速率。
C
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
C
3.(2025·河北卷节选)乙二醇(EG)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。
石油化工路线中,环氧乙烷(EO)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(DEG)的副反应。
主反应:EO(aq)+H2O(l) ===EG(aq) ΔH<0
副反应:EO(aq)+EG(aq) ===DEG(aq)
体系中环氧乙烷初始浓度为1.5 mol·L-1,恒温下反应30 min,环氧乙烷完全转化,产物中n(EG)∶n(DEG)=10∶1。
(1)0~30 min内,v总(EO)=　 　 mol·L-1·min-1。
0.05　
(2)下列说法正确的是　　　　(填序号)。
a.主反应中,生成物总能量高于反应物总能量
b.0~30 min内,v总(EO)=v总(EG)
c.0~30 min内,v主(EG)∶v副(DEG)=11∶1
d.选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
cd
[夯基固本练]
A
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1.(2026·湖北省省级示范高中期中联考)下列关于化学反应速率的说法,正确的是(　　)
A.煅烧黄铁矿时将矿石磨成粉末可以加快反应速率
B.增大压强,一定能加快化学反应速率
C.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入20 mL同浓度的氯化钠溶液,反应速率不变
D.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
解析　将矿石磨成粉末,增加了固体的表面积,反应速率加快,A正确;压强只对有气体参加的反应有影响,对全固体或全液体进行的反应压强几乎不影响化学反应速率,B错误;100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入20mL同浓度的氯化钠溶液后相当于对盐酸进行稀释,c(H+)降低,反应速率减慢,C错误;铁遇冷的浓硫酸会钝化,改用98%的浓硫酸,常温下不能生成氢气,不能加快产生氢气的速率,D错误。
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2.(2025·四川宜宾叙州区一模)在不同条件下分别测得反应2SO2+O2 2SO3的化学反应速率,其中表示该反应进行得最快的是(　　)
A.v(SO3)=4 mol·L-1·min-1
B.v(O2)=6 mol·L-1·min-1
C.v(SO2)=8 mol·L-1·min-1
D.v(O2)=3 mol·L-1·min-1
B
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解析　同一个化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,所以比较反应速率快慢时,应该根据速率之比等于相应的化学计量数之比,先换算成用同一种物质、同一单位表示,然后才能直接比较速率数值。A.v(O2)=1/2v(SO3)=2 mol·L-1·min-1;B.v(O2)=6 mol·L-1·min-1;C.v(O2)=1/2v(SO2)=4 mol·L-1·min-1;D.v(O2)=3 mol·L-1·min-1;故答案为B。
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3.(2025·辽宁省沈阳市高三期末)N2O在金表面分解的实验数据如下表。已知反应物消耗一半所需的时间t1/2称为半衰期。下列说法错误的是(　　)
C
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t/min 0 20 40 60 80
c(N2O)/(mol·L-1) 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020
A.N2O消耗一半时的反应速率为0.001 0 mol·L-1·min-1
B.100 min时N2O消耗完全
C.该反应的速率与N2O的浓度有关
D.该反应的半衰期t1/2min与起始浓度c0mol·L-1的关系满足t1/2=500c0min
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4.(2025·湖南部分重点校联考)一定条件下,在容积恒为10 L的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A
A.t1min时正、逆反应速率相等
B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系
C.0~8 min,H2的平均反应速率v(H2)=0.011 25 mol·L-1·min-1
D.10~12 min,N2的平均反应速率v(N2)=0.002 5 mol·L-1·min-1
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6.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓
+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　)
4
C
实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O
V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL
A 25 5 0.1 10 0.1 5
B 25 5 0.2 5 0.2 10
C 35 5 0.15 5 0.15 5
D 35 5 0.2 5 0.2 20
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解析　温度越高化学反应速率越大,浓度越大化学反应速率越大,则越先生成沉淀。浓度:AD,则化学反应速率:C>D;浓度:B=C,温度:B4
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7.(2026·济宁市高三期末)向温度恒定、体积为2 L的密闭容器中充入1 mol M和2 mol N发生如下反应,产物的物质的量浓度(c)随反应时间(t)变化如图,已知反应速率v=kca(X)cb(Y),k为反应速率常数,a、b为对应反应物X、Y的化学计量数,c为对应反应物的浓度,下列说法正确的是(　　)
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D
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[能力技能练]
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D
8.(2026·辽宁省丹东市一模)已知反应2N2O(g) ===2N2(g)+O2(g)的速率方程为v=k·cn(N2O)。向恒温恒容的密闭容器中加入一定量N2O(g)发生上述反应,测得部分实验数据如下表所示。下列说法正确的是(　　)
反应时间/min 0 10 20 30 40
c(N2O)/
10-3mol·L-1 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0
A.前10 min,v(O2)为0.1 mol·L-1·min-1
B.其他条件相同时,N2O的浓度越大,化学反应速率越大
C.n=2
D.当N2O的转化率为50%时,容器内压强为初始压强的1.25倍
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9.某课题组研究煤燃烧过程中氮氧化物与砷反应的微观机理,对于所研究的三个反应,下列说法错误的是(　　)
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B
反应 活化能/(kJ·mol-1)
As+NO→AsO+N 155.85
As+N2O→AsO+N2 78.45
As+NO2→AsO+NO 2.58
A.相同条件下的氧化性:NO2>NO
B.仅改变温度不能显著改变As与NO的反应速率
C.相同条件下,As与NO的反应速率最慢
D.升高温度不能降低As与N2O反应的活化能
解析　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,A正确;仅改变温度能显著改变As与NO的反应速率,B错误;由表中信息可知,NO与As反应的活化能最大,则相同条件下As与NO的反应速率最慢,C正确;升高温度,可增大活化分子百分数,增大反应速率,但不能改变反应的活化能,D正确。
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[素养提升练]
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10.Ⅰ.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
(1)定性分析:如图甲可通过观察　　　 　的快慢,定性比
较得出结论。有同学提出将0.1 mol·L-1FeCl3溶液改
为　　　　 mol·L-1Fe2(SO4)3溶液更为合理,其理由是　　　　　　　　
　 　。
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40 mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是　　　　　　　　 　。
产生气泡
0.05　
排除阴离子的干扰
收集40 mL气体需要的时间
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(3)查阅资料得知:将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后,溶液中会发生两个氧化还原反应,且两个反应中H2O2均参加了反应,试从催化剂的角度分析,这两个氧化还原反应的离子方程式分别是2Fe3++H2O2 ===2Fe2++O2↑+2H+和　　　　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.欲用如图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。
(4)该实验不能达到目的,若想证明MnO2是催化剂还需要确认　　　　　　　　　　　　　　　。
2Fe2++H2O2+2H+ ===2Fe3++2H2O
MnO2的质量和化学性质是否改变

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