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第1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。
考点1　化学反应速率及表示方法
1．表示方法
2．注意事项
3．化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，当单位相同时，用不同反应物或生成物表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
　已知反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的反应速率如下：
①v(A)＝0.45 mol·L-1·min-1　
②v(B)＝0.6 mol·L-1·s-1　
③v(C)＝0.3 mol·L-1·s-1　
④v(D)＝0.45 mol·L-1·s-1
上述四种反应速率由大到小的顺序为________________(填序号)。
提示：④>②>③>①
4．化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“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)根据已知条件列式计算。
例如：反应　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)
t0 s/(mol·L-1) a b 0
转化/(mol·L-1) x
t1 s/(mol·L-1) a－x b－
则v(A)＝ mol·L-1·s-1，
v(B)＝ mol·L-1·s-1，
v(C)＝ mol·L-1·s-1。
某反应物的转化率α＝
×100%。
[备考提醒]
(1)化学反应速率的计算最主要的应抓住两点：一个公式：v＝；一条规律：当单位相同时，同一反应用不同物质表示的反应速率之比等于反应中各物质的化学计量数之比。
(2)化学反应速率除用单位时间内物质浓度的变化量表示外，也可用其他物理量表示，应注意具体问题具体分析。
　化学反应速率的计算
1．(人教选择性必修1习题改编)一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应N2＋3H2 2NH3，2 min时测得剩余的N2为1 mol，下列化学反应速率不正确的是(　　)
A．v(N2)＝0.25 mol·L-1·min-1
B．v(H2)＝0.75 mol·L-1·min-1
C．v(NH3)＝1 mol·L-1·min-1
D．v(NH3)＝0.5 mol·L-1·min-1
C　[v(N2)＝＝0.25 mol·L-1·min-1。因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，故v(H2)＝0.75 mol·L-1·min-1，v(NH3)＝0.5 mol·L-1·min-1。]
2．(人教选择性必修1习题改编)在容积不变的密闭容器中，A与B反应生成C和D，其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)、v(D)表示。已知：v(B)＝3v(A)，3v(C)＝2v(B)，2v(A)＝v(D)，则此反应可表示为(　　)
A．3A＋B===2C＋2D
B．A＋3B===C＋D
C．3A＋2B===3C＋2D
D．A＋3B===2C＋2D
D　[由同一化学反应，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比可知，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝1∶3∶2∶2，则反应的化学方程式为A＋3B===2C＋2D，故选D。]
　化学反应速率的大小比较
3．已知在一定条件下CO2可转化为高附加值的燃料CH4，反应原理为CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)。实验测得在四种不同条件下的反应速率分别为①v(CO2)＝2 mol·L-1·min-1、②v(H2)＝12 mol·L-1·min-1、③v(CH4)＝0.2 mol·L-1·s-1、④v(H2O)＝0.3 mol·L-1·s-1，则四种条件下的速率关系为(　　)
A．②>①>④>③ B．④>③>②>①
C．③>④>②>① D．④＝③>②>①
C　[观察用不同物质表示的反应速率，单位不同，需首先进行单位的换算；然后把不同物质表示的反应速率除以各自化学计量数进行比较。
①＝2 mol·L-1·min-1，②＝3 mol·L-1·min-1，③v(CH4)＝0.2 mol·L-1·s-1＝12 mol·L-1·min-1，则＝12 mol·L-1·min-1，④v(H2O)＝0.3 mol·L-1·s-1＝18 mol·L-1·min-1，则＝9 mol·L-1·min-1，故速率关系为③>④>②>①；故选C。]
[思维模型]化学反应速率大小的比较方法
(1)定性比较
通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。
(2)定量比较
对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应首先统一单位。
①归一法
根据化学反应速率之比等于各物质化学式前的化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。
②比值法
可通过化学反应速率与其对应的化学式前的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。如对于一般反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若>，则不同情况下，用A表示的反应速率比用B表示的大。
考点2　化学反应速率的影响因素
[关系图谱]
活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
1．内因(决定性因素)
在相同条件下，不同的化学反应会有不同的速率，这表明反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。
2．外界条件(其他条件不变，只改变一个条件)
　下列措施可以增大化学反应速率的有________(填标号)。
①H2与Cl2混合后光照
②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸
③Na与水反应时，增加水的用量
④2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0，升高温度
⑤H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强
⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2
⑦Al片在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉
提示：①④⑥⑦
3．有效碰撞理论
(1)有效碰撞
(2)活化分子、活化能
活化能(如下图)
E1为不使用催化剂时反应的活化能，E3为使用催化剂时反应的活化能，反应热为E1－E2。
　根据活化分子、有效碰撞与反应速率的关系，填写下表：
条件改变 单位体积内 有效碰 撞次数 反应 速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大c(反) ____ ____ ____ ____ ____
增大p(减小 容器的容积) ____ ____ ____ ____ ____
升高t/℃ ____ ____ ____ ____ ____
加催化剂 ____ ____ ____ ____ ____
提示：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
[备考提醒]对有气体参与的反应改变压强反应速率的变化规律
(1)增大压强可以通过减小容器容积或充入惰性气体实现，没有特别指明，一般认为是前者。
(2)增大压强(减小容器容积)，各气体浓度均增大，因此反应速率加快。
(3)保持容器容积不变，充入惰性气体，虽然容器内压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。
　化学反应速率的影响因素1．(鲁科选择性必修1习题改编)为了说明影响化学反应速率快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是(　　)
A．相同条件下等质量的块状和粉末状大理石分别与相同浓度的盐酸反应时，粉末状的反应速率快
B．将表面积、质量都相同的镁条和铝条分别与同浓度的盐酸反应，前者速率大于后者
C．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
D．将铜片放入稀硫酸中，无现象。若再向所得溶液中加入硝酸银溶液，一段时间后，由于形成原电池，可看到有氢气生成
D　[其他条件相同时，固体的表面积不同，化学反应速率不同，粉末状固体的表面积比块状固体表面积大，反应速率大，故A正确；镁和铝的活泼性不同，与相同浓度盐酸反应，镁反应速率较大，故B正确；催化剂能加快反应速率，在氯酸钾分解的实验中，二氧化锰起到催化剂的作用，故C正确；铜为不活泼金属，与稀硫酸不反应，加入AgNO3溶液后，会发生反应===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，并不是生成H2，故D错误。]
[误区警示]
(1)有固体参与的反应，增加少量固体，一般不考虑接触面积的改变，反应速率不变；但把块状固体粉碎、搅拌等可增大接触面积，加快反应速率。
(2)只有有气体参与的反应，改变压强才会引起反应速率的改变。
(3)压强对化学反应速率有影响是压强的改变引起了气体浓度的改变，导致反应速率发生改变，如果压强改变没有引起反应物浓度的改变，则反应速率不变。
　运用变量控制法探究影响化学反应速率的因素
2．(鲁科选择性必修1习题改编)化学反应可以通过改变反应条件实现对反应速率的调控。某化学学习小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验。
【实验原理】2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。
【实验内容及记录】
实验编号 实验 温度 /℃ 试管中所加试剂及其用量/mL 溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.5 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液 0.4 mol·L-1 稀硫酸
1 25 3.0 3.0 2.0 2.0 6.4
2 25 4.0 2.0 2.0 2.0 5.0
3 25 5.0 1.0 2.0 V1 t1
4 25 1.5 4.5 2.0 2.0 t2
5 50 5.0 V2 2.0 2.0 t3
(1)通过实验1、2、4，可探究______________(填外部因素)对化学反应速率的影响。通过实验3、5，可探究温度对化学反应速率的影响，则V1＝__________，V2＝________；实验得出t1________(填“>”“＝”或“＜”)t3。
(2)在实验中发现酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应较慢，溶液变色不明显；但不久突然褪色，反应明显加快。甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致。该小组重做实验1，测定反应过程中不同时间溶液的温度，结果如表。
时间/min 0 2 4 6 8 10
温度/℃ 25 26 26 26.5 26.5 26.5
结合实验目的与表中数据，你得出的结论是_______________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)该小组同学提出了新的假设，并设计以下实验方案继续进行实验。
实验编号 25 ℃下，试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加 入少量固体 溶液颜 色褪至 无色所 需时间 /min
0.5 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液 0.4 mol·L-1 稀硫酸
6 3.0 3.0 2.0 2.0 X t
①加入的固体X是__________(填化学式)。
②若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是_______________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)由表格的实验数据可知，实验1、2、4草酸溶液的浓度不同，其他量相同，故探究的是草酸溶液浓度对反应速率的影响。实验3、5可探究温度对化学反应速率的影响，则实验3、5需控制温度不同，其他量相同，根据实验1、2、4可知溶液的总体积为10 mL，计算得V1＝2.0，V2＝1.0。实验5的温度高于实验3，故实验5的速率更快，褪色时间更短，故t1>t3。
(2)由表格的数据可知，反应过程中溶液的温度没有明显升高，故说明温度不是反应速率突然加快的原因。
(3)①既然温度不是速率突然加快的原因，结合反应，应该假设是生成的硫酸锰对反应有催化作用，导致反应加快，故为了与实验1对比，再向试管中加入少量MnSO4固体。
②若假设成立的话，则溶液褪色的时间应该比实验1短，即t<6.4。
[答案]　(1)草酸溶液浓度　2.0　1.0　>
(2)温度不是反应速率突然加快的原因
(3)MnSO4　室温下溶液褪至无色所需时间t<6.4
[答题模板]“控制变量法”解答化学反应速率问题
1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显。 (×)
(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)10 mol·L-1·s-1的反应速率一定比1 mol·L-1·s-1的反应速率大。 (×)
(4)对于反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)，v(NO)与v(O2)的关系为5v(NO)＝4v(O2)。 (√)
(5)(2024·甘肃卷)锌粉和盐酸反应时加水稀释，会降低化学反应速率。 (√)
(6)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率。 (×)
(7)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。 (×)
(8)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。 (×)
(9)(2025·北京卷)Pd催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率。 (√)
(10)(2025·陕晋青宁卷)
结论：增大反应物浓度，该反应速率加快。 (√)
2．(2024·安徽卷)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/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
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，0～2小时内平均反应速率＝2.0 mol·L-1·h-1
B．实验③中，反应的离子方程式为＋8H＋===2Fe3+＋Se＋4H2O
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pH越小的去除效果越好
C　[实验①中，0～2小时内平均反应速率＝＝2.0×10-5 mol·L-1·h-1，A不正确；实验③中水样初始pH＝8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用H＋配电荷守恒，B不正确；综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁的质量可加快反应速率，C正确；综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始的去除效果越好，但是当初始pH太小时，H＋浓度太大，纳米铁与H＋反应速率加快，会导致与反应的纳米铁减少，因此，当初始pH越小时的去除效果不一定越好，D不正确。]
某化学反应2A(g) B(g)＋C(s)在三种不同条件下进行，B、C起始的物质的量为0。反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时间的变化情况见下表，下列说法不正确的是(　　)
实验 序号 0 10 min 20 min 30 min 40 min 50 min
1 800 ℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50
2 800 ℃ 1.0 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50
3 820 ℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20
A．实验1中，前20 min中A的平均反应速率为0.016 5 mol·L-1·min-1
B．实验1、2中，实验2可能使用了催化剂也可能压缩了体积
C．该反应的ΔH>0
D．实验3中，在40 min时加入一定量的C物质，平衡可能不移动
B　[实验1中，前20 min中A的平均反应速率v＝＝＝0.016 5 mol·L-1·min-1，故A正确；实验1、2中，A的最终浓度相同，实验2相同时间改变量增多，说明反应速率加快，因此实验2可能使用了催化剂，但由于该反应C为固态，该反应是一个气体体积减小的反应，加压平衡向右移动，平衡时A的物质的量减少，故B错误；实验3温度比实验2温度高，温度升高，A的平衡浓度减小，说明平衡正向移动，则反应是吸热反应，因此该反应的ΔH>0，故C正确；实验3中，C为固态，在40 min时加入一定量的C物质，平衡不移动，故D正确。]
3．(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
C　[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，A项不符合题意；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，B项不符合题意；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，C项符合题意；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，D项不符合题意。]
课时数智作业(三十四)　化学反应速率及影响因素
(建议用时：30分钟　分值：40分)
说明：选择题每小题3分
『夯基补弱』
1．(2026·池州模拟)下列措施不是通过改变速率常数影响化学反应速率的是(　　)
A．催化氧化氨制备硝酸时，加入铂作催化剂
B．合成氨工业中采取高压条件
C．接触法制硫酸的沸腾炉中采取逆流操作
D．高炉炼铁中采取高温条件
B　[催化氧化氨制备硝酸时，加入铂作催化剂，可以降低反应活化能，通过改变速率常数加快反应速率，A不符合题意；合成氨工业中合成氨反应为可逆反应，采取高压条件，促进化学平衡正向移动且增大反应速率，由于压强增大气体的浓度增大，但速率常数与浓度无关，故不是通过改变速率常数影响化学反应速率的，B符合题意；接触法制硫酸的沸腾炉中采取逆流操作，可以增大接触面积，通过改变速率常数加快反应速率，C不符合题意；高炉炼铁中采取高温条件，升温可以增大速率常数，加快化学反应速率，D不符合题意。]
2．(2025·呼和浩特二模)常温下，用甲苯萃取水中少量的正丁酸：C6H5CH3(l)＋
CH3CH2CH2COOH(aq) C6H5CH3/CH3CH2CH2COOH(l)，水溶液中正丁酸浓度随萃取时间的变化如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．6 min时的逆萃取速率小于2 min时的逆萃取速率
B．2 min时正萃取速率大于逆萃取速率
C．水中正丁酸浓度增大，萃取平衡向右移动，萃取平衡常数不变
D．2～4 min内正丁酸的平均萃取速率v＝ mol·L-1·min-1
A　[萃取平衡之前，逆萃取速率逐渐增大，6 min时的逆萃取速率大于2 min时的逆萃取速率，A项错误；平衡之前，正萃取速率大于逆萃取速率，B项正确；萃取平衡常数只和温度有关，水中正丁酸浓度增大，萃取平衡向右移动，温度不变，萃取平衡常数不变，C项正确；速率等于浓度的变量除以时间，2～4 min内正丁酸的平均萃取速率v＝ mol·L-1·min-1，D正确。]
3．某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是(　　)
A．用锌粒表示的10 s内该反应的速率为0.013 g·s-1
B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2+表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
D．用H2表示的10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s-1
C　[0 ℃、101 kPa条件下，H2的体积为44.8 mL，其物质的量为0.002 mol，则根据反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑可知：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2，|Δn(Zn)|＝|Δn(H2SO4)|＝|Δn(ZnSO4)|＝|Δn(H2)|＝0.002 mol；|Δm(Zn)|＝0.002 mol×65 g·mol-1＝0.13 g，v(Zn)＝＝0.013 g·s-1，A不符合题意；v(H＋)＝＝0.01 mol·L-1·s-1，B不符合题意；v(Zn2+)＝＝0.005 mol·L-1·s-1，C符合题意；v(H2)＝＝0.000 2 mol·s-1，D不符合题意。]
4．(2025·北京丰台区二模)某小组用H2O2、HI和KI探究外界条件对化学反应速率的影响。室温下，按下列初始浓度进行实验。
实验Ⅰ．
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
c(H2O2)/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3
cHI/(mol·L-1) 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1
出现棕黄色的时间/s 13 6.5 4.3 6.6 4.4
实验Ⅱ．用KI替代HI做上述5组实验，观察到有无色气体产生，一段时间内溶液均未见棕黄色。
下列说法不正确的是(　　)
A．由实验Ⅰ可知，H2O2氧化HI的反应速率与c(H2O2)和c(HI)的乘积成正比
B．实验①中反应继续进行，20 s时测得c(H2O2)为0.08 mol·L-1，则0～20 s的平均反应速率：v(H2O2)＝0.001 mol·L-1·s-1
C．实验Ⅱ中的现象可能是因为H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率
D．对比实验Ⅰ和Ⅱ，I－的还原性随酸性减弱而减弱
D　[对比实验①、②：HI浓度增加到原来的2倍，出现棕色时间变为原来的，即反应速率变为原来的2倍；对比实验①、④：H2O2浓度增加到原来的2倍，出现棕色时间变为原来的，反应速率变为原来的2倍，因此，H2O2氧化HI的反应速率与c(H2O2)和c(HI)的乘积成正比，故A正确；0～20 s的平均反应速率：v(H2O2)＝＝0.001 mol·L-1·s-1，故B正确；实验Ⅱ向H2O2中加入KI产生氧气，而未产生I2，说明H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率，故C正确；实验Ⅱ引入了K＋，可能是K＋对H2O2的分解有影响，不能说明酸性对I－还原性的影响，故D错误。]
5．(2025·吉林二模)已知在恒容密闭容器中发生反应A(g)B(g)＋CH3OH(g)(方程式已配平)，在210 ℃和220 ℃时A的转化率随反应时间的变化关系如图所示，设A的起始浓度为d mol·L-1。下列说法错误的是(　　)
A．220 ℃时反应的平衡常数K＝ mol·L-1
B．从反应体系中移出部分甲醇可以提高A的转化率
C．210 ℃时，0～200 min内A的平均反应速率为 mol·L-1·min-1
D．a、b两点用物质B表示的瞬时反应速率：b＜a
D　[c点时A的转化率为99%，转化浓度为0.99d mol·L-1，根据A(g)B(g)＋CH3OH(g)，平衡时A浓度为0.01d mol·L-1，B浓度为0.99d mol·L-1，CH3OH浓度为0.99d mol·L-1，则220 ℃时反应的平衡常数K＝ mol·L-1，A正确；甲醇为生成物，从反应体系中移出部分甲醇，减少生成物的浓度，平衡正向移动，可以提高A的转化率，B正确；210 ℃、200 min时A的转化率为68%，则A的转化浓度为0.68d mol·L-1，0～200 min内A的平均反应速率为 mol·L-1·min-1，C正确；a、b两点反应的转化率相等，b点对应的斜率大，对应的温度高，瞬时速率大，瞬时反应速率：b>a，D错误。]
『培优提能』
6．某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g) cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol-1(Q>0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．前12 s内，A的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率
C．化学计量数之比b∶c＝1∶2
D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.4Q kJ
B　[由题图分析可知，前12 s内A的浓度变化量为Δc(A)＝0.8 mol·L-1－0.2 mol·L-1＝0.6 mol·L-1，反应速率v(A)＝＝0.05 mol·L-1·s-1，A正确；前12 s内B的浓度变化为Δc(B)＝0.5 mol·L-1－0.3 mol·L-1＝0.2 mol·L-1，反应速率v(B)＝＝ mol·L-1·s-1，依据题意v(C)＝＝＝＝ mol·L-1·s-1，速率之比等于化学式前计量数之比，则3∶b∶c＝0.05∶∶，b＝1，c＝2，b∶c＝1∶2，C正确；由上述分析可知，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g) 2C(g)，其中A、B化学式前计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B错误；3 mol A完全反应放热Q kJ，12 s内A反应的物质的量为(0.8 mol·L-1－0.2 mol·L-1)×2 L＝1.2 mol，则1.2 mol A反应放出热量0.4Q kJ，D正确。]
7．已知2N2O(g) 2N2(g)＋O2(g)的速率方程为v＝k·cn(N2O)(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，N2O在催化剂X表面反应的变化数据如下：
t/min 0 10 20 30 40 50 60 70
c(N2O)/(mol·L-1) 0.100 0.080 c1 0.040 0.020 c2 c3 0
下列说法不正确的是(　　)
A．n＝1，c1>c2＝c3
B．t＝10 min时，v(N2O)＝2.0×10-3 mol·L-1·min-1
C．相同条件下，增大N2O的浓度不能加快反应速率
D．保持其他条件不变，若N2O起始浓度为0.200 mol·L-1，当浓度减至一半时共耗时50 min
A　[由表格数据可知，0～10 min内和30～40 min内N2O的浓度变化量都为0.020 mol·L-1，说明该反应的速率始终不变，反应速率与N2O的浓度无关，为匀速反应，则速率方程中n＝0，c1＝0.06 mol·L-1>c2＝c3＝0，故A错误；表中c1、c2、c3分别为0.060 mol·L-1、0 mol·L-1、0 mol·L-1，该反应的反应速率与N2O的浓度无关，则反应的平均速率等于瞬时速率，则10 min时，N2O的反应速率为＝2.0×10-3 mol·L-1·min-1，故B正确；该反应的反应速率与一氧化二氮的浓度无关，所以相同条件下，增大N2O的浓度不能加快反应速率，故C正确；该反应的反应速率恒定为2.0×10-3 mol·L-1·min-1，则起始浓度0.200 mol·L-1，减至一半时所耗时间为＝50 min，故D正确。]
8．(19分)在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g) pZ(g)＋qQ(g)，式中m、n、p、q为物质系数。在0～3 min内，各物质物质的量的变化如下表所示：
时间 物质
X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末/mol 0.8
已知：2 min内v(Q)＝0.075 mol·L-1·min-1，＝。
(1)试确定以下物质的相关量：起始时n(Y)＝________，n(Q)＝________。(4分)
(2)方程式中m＝____________，n＝________________，p＝__________，q＝__________。(4分)
(3)用Z表示2 min内的反应速率：______________。(3分)
(4)2 min末Q的转化率为________。(4分)
(5)试判断在2 min内v(正)________(填“>”“<”或“＝”)v(逆)，在2 min末～3 min末v(正)__________(填“>”“<”或“＝”)v(逆)。(4分)
[解析]　对比X的起始量和2 min末的量可知，起始时反应逆向进行。Δn(Q)＝v(Q)·V·Δt＝0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min＝0.3 mol。
利用“三段式”法对反应过程分析如下：
mX(g)＋nY(g) pZ(g)＋qQ(g)　
起始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q)
转化/mol Δn(X) Δn(Y) Δn(Z) Δn(Q)
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
故Δn(X)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，Δn(Z)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol，n(Q)＝0.3 mol＋2.7 mol＝3 mol。
(1)因＝＝＝，则Δn(Y)＝0.4 mol，n(Y)＝2.7 mol－0.4 mol＝2.3 mol。
(2)m∶n∶p∶q＝Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶4∶2∶3。
(3)＝，v(Q)＝0.075 mol·L-1·min-1，故v(Z)＝0.05 mol·L-1·min-1。
(4)Q的转化率α(Q)＝×100%＝×100%＝10%。
(5)起始时反应逆向进行，至2 min末Z的物质的量不再变化，达到平衡状态，故2 min内v(正)[答案]　(1)2.3 mol　3 mol　(2)1　4　2　3　(3)0.05 mol·L-1·min-1　(4)10%　(5)<　＝
1 / 19第1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。
考点1　化学反应速率及表示方法
1．表示方法
2．注意事项
3．化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，当单位相同时，用不同反应物或生成物表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的__________之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝________________。
　已知反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的反应速率如下：
①v(A)＝0.45 mol·L-1·min-1　
②v(B)＝0.6 mol·L-1·s-1　
③v(C)＝0.3 mol·L-1·s-1　
④v(D)＝0.45 mol·L-1·s-1
上述四种反应速率由大到小的顺序为________________(填序号)。
4．化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“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)根据已知条件列式计算。
例如：反应　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)
t0 s/(mol·L-1) a b 0
转化/(mol·L-1) x
t1 s/(mol·L-1) a－x b－
则v(A)＝ mol·L-1·s-1，
v(B)＝ mol·L-1·s-1，
v(C)＝ mol·L-1·s-1。
某反应物的转化率α＝×100%。
[备考提醒]
(1)化学反应速率的计算最主要的应抓住两点：一个公式：v＝；一条规律：当单位相同时，同一反应用不同物质表示的反应速率之比等于反应中各物质的化学计量数之比。
(2)化学反应速率除用单位时间内物质浓度的变化量表示外，也可用其他物理量表示，应注意具体问题具体分析。
化学反应速率的计算
1．(人教选择性必修1习题改编)一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应N2＋3H2 2NH3，2 min时测得剩余的N2为1 mol，下列化学反应速率不正确的是(　　)
A．v(N2)＝0.25 mol·L-1·min-1
B．v(H2)＝0.75 mol·L-1·min-1
C．v(NH3)＝1 mol·L-1·min-1
D．v(NH3)＝0.5 mol·L-1·min-1
2．(人教选择性必修1习题改编)在容积不变的密闭容器中，A与B反应生成C和D，其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)、v(D)表示。已知：v(B)＝3v(A)，3v(C)＝2v(B)，2v(A)＝v(D)，则此反应可表示为(　　)
A．3A＋B===2C＋2D
B．A＋3B===C＋D
C．3A＋2B===3C＋2D
D．A＋3B===2C＋2D
化学反应速率的大小比较
3．已知在一定条件下CO2可转化为高附加值的燃料CH4，反应原理为CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)。实验测得在四种不同条件下的反应速率分别为①v(CO2)＝2 mol·L-1·min-1、②v(H2)＝12 mol·L-1·min-1、③v(CH4)＝0.2 mol·L-1·s-1、④v(H2O)＝0.3 mol·L-1·s-1，则四种条件下的速率关系为(　　)
A．②>①>④>③ B．④>③>②>①
C．③>④>②>① D．④＝③>②>①
[思维模型]化学反应速率大小的比较方法
(1)定性比较
通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。
(2)定量比较
对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应首先统一单位。
①归一法
根据化学反应速率之比等于各物质化学式前的化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。
②比值法
可通过化学反应速率与其对应的化学式前的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。如对于一般反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若>，则不同情况下，用A表示的反应速率比用B表示的大。
考点2　化学反应速率的影响因素
[关系图谱]
活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
1．内因(决定性因素)
在相同条件下，不同的化学反应会有不同的速率，这表明反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。
2．外界条件(其他条件不变，只改变一个条件)
　下列措施可以增大化学反应速率的有________(填标号)。
①H2与Cl2混合后光照
②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸
③Na与水反应时，增加水的用量
④2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0，升高温度
⑤H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强
⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2
⑦Al片在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉
3．有效碰撞理论
(1)有效碰撞
(2)活化分子、活化能
活化能(如下图)
________为不使用催化剂时反应的活化能，________为使用催化剂时反应的活化能，反应热为________________。
　根据活化分子、有效碰撞与反应速率的关系，填写下表：
条件改变 单位体积内 有效碰 撞次数 反应 速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大c(反) ____ ____ ____ ____ ____
增大p(减小 容器的容积) ____ ____ ____ ____ ____
升高t/℃ ____ ____ ____ ____ ____
加催化剂 ____ ____ ____ ____ ____
[备考提醒]对有气体参与的反应改变压强反应速率的变化规律
(1)增大压强可以通过减小容器容积或充入惰性气体实现，没有特别指明，一般认为是前者。
(2)增大压强(减小容器容积)，各气体浓度均增大，因此反应速率加快。
(3)保持容器容积不变，充入惰性气体，虽然容器内压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。
化学反应速率的影响因素
1．(鲁科选择性必修1习题改编)为了说明影响化学反应速率快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是(　　)
A．相同条件下等质量的块状和粉末状大理石分别与相同浓度的盐酸反应时，粉末状的反应速率快
B．将表面积、质量都相同的镁条和铝条分别与同浓度的盐酸反应，前者速率大于后者
C．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
D．将铜片放入稀硫酸中，无现象。若再向所得溶液中加入硝酸银溶液，一段时间后，由于形成原电池，可看到有氢气生成
[误区警示]
(1)有固体参与的反应，增加少量固体，一般不考虑接触面积的改变，反应速率不变；但把块状固体粉碎、搅拌等可增大接触面积，加快反应速率。
(2)只有有气体参与的反应，改变压强才会引起反应速率的改变。
(3)压强对化学反应速率有影响是压强的改变引起了气体浓度的改变，导致反应速率发生改变，如果压强改变没有引起反应物浓度的改变，则反应速率不变。
运用变量控制法探究影响化学反应速率的因素
2．(鲁科选择性必修1习题改编)化学反应可以通过改变反应条件实现对反应速率的调控。某化学学习小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验。
【实验原理】2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。
【实验内容及记录】
实验编号 实验 温度 /℃ 试管中所加试剂及其用量/mL 溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.5 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液 0.4 mol·L-1 稀硫酸
1 25 3.0 3.0 2.0 2.0 6.4
2 25 4.0 2.0 2.0 2.0 5.0
3 25 5.0 1.0 2.0 V1 t1
4 25 1.5 4.5 2.0 2.0 t2
5 50 5.0 V2 2.0 2.0 t3
(1)通过实验1、2、4，可探究______________(填外部因素)对化学反应速率的影响。通过实验3、5，可探究温度对化学反应速率的影响，则V1＝________，V2＝________；实验得出t1________(填“>”“＝”或“＜”)t3。
(2)在实验中发现酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应较慢，溶液变色不明显；但不久突然褪色，反应明显加快。甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致。该小组重做实验1，测定反应过程中不同时间溶液的温度，结果如表。
时间/min 0 2 4 6 8 10
温度/℃ 25 26 26 26.5 26.5 26.5
结合实验目的与表中数据，你得出的结论是________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)该小组同学提出了新的假设，并设计以下实验方案继续进行实验。
实验编号 25 ℃下，试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加 入少量固体 溶液颜 色褪至 无色所 需时间 /min
0.5 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液 0.4 mol·L-1 稀硫酸
6 3.0 3.0 2.0 2.0 X t
①加入的固体X是__________(填化学式)。
②若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答题模板]“控制变量法”解答化学反应速率问题
1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显。 (　　)
(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)10 mol·L-1·s-1的反应速率一定比1 mol·L-1·s-1的反应速率大。 (　　)
(4)对于反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)，v(NO)与v(O2)的关系为5v(NO)＝4v(O2)。 (　　)
(5)(2024·甘肃卷)锌粉和盐酸反应时加水稀释，会降低化学反应速率。 (　　)
(6)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率。 (　　)
(7)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。 (　　)
(8)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。
(　　)
(9)(2025·北京卷)Pd催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率。 (　　)
(10)(2025·陕晋青宁卷)
结论：增大反应物浓度，该反应速率加快。(　　)
2．(2024·安徽卷)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/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
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，0～2小时内平均反应速率＝2.0 mol·L-1·h-1
B．实验③中，反应的离子方程式为＋8H＋===2Fe3+＋Se＋4H2O
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pH越小的去除效果越好
某化学反应2A(g) B(g)＋C(s)在三种不同条件下进行，B、C起始的物质的量为0。反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时间的变化情况见下表，下列说法不正确的是(　　)
实验 序号 时间 浓度 温度 0 10 min 20 min 30 min 40 min 50 min
1 800 ℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50
2 800 ℃ 1.0 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50
3 820 ℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20
A．实验1中，前20 min中A的平均反应速率为0.016 5 mol·L-1·min-1
B．实验1、2中，实验2可能使用了催化剂也可能压缩了体积
C．该反应的ΔH>0
D．实验3中，在40 min时加入一定量的C物质，平衡可能不移动
3．(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
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