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2027届高考化学第一轮复习
第四章 化学反应速率与化学平衡
第1讲 化学反应速率
第1课时 化学反应速率理论及其计算
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　　　或生成物浓度的　　　来表示。
(2)
2.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　　　，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的　　　　　　之比。
如在反应mA(g)+nB(g)　　pC(g)+qD(g)中，存在_________________________
______________。
整合必备知识
减小
增大
不同
化学计量数
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=
m∶n∶p∶q
考点一 化学反应速率及表示方法
整合必备知识
[应用举例] 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
【方法指引】归一法：应先转化为同一物质、同一单位，然后再比较其数值大小，数值越大表明反应越快。
测量反应速率
【变式】已知反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，你有几种方法测定该反应的反应速率？评价这几种方案中，最容易操作的是哪一种？
答案　(1)测量收集一定体积的H2时所用的时间或测量一段时间内收集到H2的体积。(2)测量一段时间内溶液中c(H＋)的变化。(3)测量一段时间内锌粒质量的变化。
以上三种方法中第(1)种方法容易操作。
整合必备知识
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。
整合必备知识
1.对于任意化学反应来说，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(　　)
×
×
×
×
提升关键能力
一、应用“三段式”计算化学反应速率
1.在2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和3 mol H2，一定条件下发生反
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3 min后达到平衡，该过程中H2的化学反应速率是　　　　　　 。
0.25 mol·L-1·min-1
　　　　CO(g)　+　2H2(g)　 　　 CH3OH(g)
n始/mol　1　　　　 3　　　　　　 0
Δn/mol　0.75　　　 1.5　　　　　 0.75
n平/mol　0.25　　　 1.5 　　 0.75
则3 min内反应消耗H2的物质的量是1.5 mol，因此用H2的浓度变化表示的反应速率v(H2)==0.25 mol·L-1·min-1。
提升关键能力
二、用其他物理量变化表示的化学反应速率
2.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/(×105 Pa) 温度/℃ NO达到所列转化率需要时间/s
50% 90% 98%
8.0 30 0.2 3.9 36
若进入反应塔的混合气体为a mol，反应速率以v=表示，则在8.0×105 Pa、
30 ℃条件下，转化率从50%增至90%时段内NO的反应速率为　 　　　　。
mol·s-1
起始时NO的物质的量为 mol，NO的转化率从50%增至90%时，NO转化的物质的量为 mol×(90%-50%)= mol，需要时间为3.7 s，因此反应速率为 mol·s-1。
0.012 kPa·min-1
t/min 0 100 150 250 420 540 580 900
p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 18.58 19.06 a
100~250 min内消耗A的速率为　　 　　。
100~250 min，消耗A的平均速率为=0.012 kPa·min-1。
提升关键能力
3.一定温度下，利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下A的分解反应：A(g) B(g)+C(g)。体系的总压强p随时间t的变化如表所示：
1.基元反应
反应物分子一步直接转化为产物的反应。例如：H++OH-===H2O就是基元反应。
2.反应历程(反应机理)
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。反应历程又称反应机理。例如H2(g)+I2(g) 2HI(g)，它的反应历程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。
整合必备知识
考点二 基元反应 过渡态理论与碰撞理论
【例题】甲烷气相热分解反应的化学方程式为2CH4―→CH3—CH3＋H2，该反应的机理如下：
①CH4―→·CH3＋H·； ②_____________________________；
③CH4＋H·―→·CH3＋H2； ④·CH3＋H·―→CH4。
补充反应②的方程式。
·CH3＋CH4―→CH3—CH3＋H·
整合必备知识
3.基元反应过渡态理论
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
过渡态是反应过程中具有最高能量的一种结构状态，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越 ]。例如，对于基元反应NO2+CO===NO+CO2，CO和NO2先形成活化络合物[O—N…O…C—O]，原有的N…O键部分破裂，新的C…O键部分形成，最后旧键完全破裂，新键完全形成，转变为生成物分子。
慢
反应过程能量图
图示释义
① 表示正反应的活化能；
② 表示逆反应的活化能；
③反应的焓变ΔH= ；
④一般来说，Ea1越 ，反应速率越快，反应越易进行。
Ea1
Ea2
Ea1-Ea2
小
同理，复杂反应也可以用过渡态理论解释（分别分为若干个基元反应来理解，最慢一步为决速步骤）
【误区警示】复杂反应的活化能是通过各个基元反应的活化能经过数学处理得到，有些题目错误的看成了反应图中最高点的能量差
整合必备知识
①.有效碰撞
②.活化能和活化分子
(1)活化分子：能够发生 的分子。
(2)活化能：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。
越快
有效碰撞
4.碰撞理论（人教版介绍）
同理，复杂反应也可以用碰撞理论解释（分别分为若干个基元反应来理解，最慢一步为决速步骤）
速率理论有很多模型和学说，在大学会进一步学习，中学都是些皮毛
③.反应物、生成物的能量与活化能的关系图
活化能
释放的能量
反应热
【正误判断】(1)活化分子间的碰撞一定是有效碰撞(　　)
(2)活化能大的反应一定是吸热反应(　　)
(3)发生有效碰撞的分子一定是活化分子(　　)
(4)有效碰撞次数多，反应速率快(　　)
×
×
√
×
【误区警示】若是非基元反应，则速率方程中的次幂数需要通过具体实验测定，不是一定是总反应的各物质的计量数次幂
【拓展补充】
提升关键能力
提升关键能力
一、用基元反应序列表示反应机理
1.甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(“·”表示电子)：
①Cl2 2Cl·(慢反应) ②CH4+Cl·→·CH3+HCl(快反应)
③·CH3+Cl2→CH3Cl+Cl·(快反应) ④·CH3+Cl·→CH3Cl(快反应)
已知在一个分步反应中，较慢的一步反应控制总反应的速率。下列说法不正确的是
A.上述过程的总反应方程式为CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
B.光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快
C.反应②~④都是由微粒通过碰撞而发生的反应
D.反应①是释放能量的反应
√
【变式1】由反应物微粒一步直接实现的化学反应称为基元反应。某化学反应是通过三步基元反应实现：①Ce4＋＋Mn2＋―→Ce3＋＋Mn3＋；②Ce4＋＋Mn3＋―→Ce3＋＋Mn4＋；③Ti＋＋Mn4＋―→Ti3＋＋Mn2＋。由此可知：
(1)Mn2＋反应前后都存在，是该反应的_______。
(2)该反应的中间体有_____________。
(3)该反应的总反应的方程式为__________________________。
催化剂
Mn3＋、Mn4＋
提升关键能力
2.CO2和H2在Cu/ZnO催化下发生反应可合成清洁能源甲醇：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，该反应实际上分两步进行。
第一步：Cu/ZnO*+H2===Cu/Zn*+H2O
第二步：　　　 　　　(写出化学方程式)。
Cu/Zn*+CO2+2H2===Cu/ZnO*+CH3OH
【变式2】利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除废气中的NO和NO2,生成两种无毒物质,其反应历程如图所示:
(1)X是　　　　　　。

(2)上述历程的总反应为
　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)由反应历程可知,[(NH4)(HNO2)]+是该反应的　　　　　　。
N2、H2O
中间产物
二、反应过程能量变化图分析
3.(2025·佛山模拟)反应物(X)转化为产物(Y)时的能量变化与反应过程的关系如图所示，下列说法正确的是
A.X的键能大于Y的键能
B.M为反应的中间产物
C.其他条件相同时，②的反应速率比①的更快
D.对于反应①，升高温度，Y的平衡产率将增大
√
【变式3】 铁触媒催化合成氨的反应过程如图所示，其中吸附在催化剂表
面的物质用“*”表示，下列说法正确的是( )
A.“吸附”过程吸热，“脱附”过程放热
B.合成氨反应
的
C.降温或加压可以增大反应速率
D.该历程中反应速率最小的过程为
√
提升关键能力
提升关键能力
化学反应速率与速率常数的计算
1.（2025·岳阳一模）在起始温度均为T ℃、容积均为10 L的密闭容器A（恒温）、B（绝热）中均加入1 mol N2O和4 mol CO，发生反应N2O（g）＋CO（g）N2（g）＋CO2（g）　ΔH＜0。已知：k正、k逆分别是正、逆反应速率常数，v正＝k正·c（N2O）·c（CO），v逆＝k逆·c（N2）·c（CO2），A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系下图所示。下列说法错误的是（　）
A.曲线M表示B容器中N2O的转化率随时间的变化
B.用CO的浓度变化表示曲线N在0～100 s内的反应速率为4×10－4 mol·L－1·s－1
C.Q点v正大于P点v逆
D.T ℃时，＝
2.（2022·辽宁高考，节选）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1　ΔS＝－200 J·K－1·mol－1。
回答下列问题：
某合成氨速率方程为v＝k·cα（N2）·cβ（H2）·cγ（NH3），根据表中数据，γ＝ 　　　　 ；
实验
1 m n p q
2 2m n p 2q
3 m n 0.1p 10q
4 m 2n p 2.828q
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为 　 　　 。
a.有利于平衡正向移动 b.防止催化剂中毒
c.提高正反应速率
－1
ac
提升关键能力

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