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考点18 化学反应速率
【考纲要求】
1.了解化学反应速率的概念和化学反应速率的定量表示方法。
2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识并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产、生活和科学研究领域中的重要作用。
【知识要点精讲】
一、化学反应速率 知识导图
本考点重要知识有化学反应速率的概念及影响化学反应的因素；主要考查化学反应速率的简单计算，外界条件对化学反应速率的影响．预测2018年的高考仍会以下面几个方面为主：化学反应速率的大小比较，外界条件对速率影响的分析判断，结合具体图象与化学平衡综合考查.
二、化学反应速率
1．化学反应速率的表示方法
(1)定性：根据反应物消耗，生成物产生的快慢(用气体、沉淀等可见现象)来粗略比较。
(2)定量：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
2．数学表达式及单位
v＝，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。
3．化学反应速率与化学计量数的关系
(1)同一化学反应的反应速率可以用不同物质的浓度变化来表示，其数值可能不同，因此表示化学反应速率时要指明具体物质。21世纪教育网版权所有
(2)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。【来源：21cnj*y.co*m】
4．化学反应速率的含义
化学反应速率是用来衡量化学反应进行 快慢 的物理量。
三、化学反应速率理论
1.有效碰撞
反应物分子间能 发生反应 的碰撞．
发生条件：①发生碰撞的分子具有较高的能量；
②分子在一定的方向上发生碰撞．
2.活化分子
化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞 的分子．
3.活化能
活化分子的 平均能量与所有分子的平均能量之差．
四、影响化学反应速率的因素
1．内因(主要因素)
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如金属与水反应的速率：Na ＞ Mg ＞ Al.
如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为：v(Mg)>v(Al)。
2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)
3．外界条件对化学反应速率影响的原因分析
五、反应速率的计算与快慢比较
1．根据数学表达式计算：v＝.
2．根据不同物质间的速率比等于化学计量数之比进行计算，如反应：mA(g)＋nB(g) === pC(g)，其速率之比为：v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p.【来源：21·世纪·教育·网】
3．速率大小判断方法：对同一个反应，用不同物质表示时，数值可能不同，比较的方法是将其换算为同一种物质再进行比较，同时，还要注意其单位是否统一，若单位不统一，要先将单位统一，否则可能会得出错误结论．【出处：21教育名师】
4．化学反应速率的计算
求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤：
(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(g)＋nB(g) pC(g)
起始浓度(mol·L－1) a b c
转化浓度(mol·L－1) x
某时刻浓度(mol·L－1) a－x b－ c＋
六、利用“控制变量法”的解题策略
七、易错提醒
1.由v＝Δc/Δt计算的反应速率是一段时间内的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。【版权所有：21教育】
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.对于固体或纯液体反应物，其浓度视为常数，故不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率。
4.化学反应速率越快不等于化学反应现象越明显，如某些中和反应。
5.计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，要转化为物质的量的浓度的变化值(计算时一定要除以体积)再进行计算。21教育名师原创作品
6.对于固体和纯液体物质，可认为其浓度是一个常数，改变它们的用量不会影响化学反应速率，但当固体颗粒变小时，其表面积将增大，其反应速率将加快。
7.升高温度，不论对放热反应还是吸热反应，不论正反应还是逆反应，反应速率一定加快，但吸热反应速率增加的幅度更大。
8.压强对反应速率的影响是通过改变物质的浓度实现的，故压强只能对有气体参与的化学反应速率有影响，并且压强的改变，必须引起气体浓度的变化，化学反应速率才会变化。
9.改变物质的浓度不能对反应本身有影响，如铁与稀H2SO4的反应；若增大H2SO4浓度变成了浓H2SO4，铁在浓H2SO4中发生钝化，反应本身已改变，速率将无法讨论。
10.加入催化剂：由于降低了反应的活化能，增加了活化分子百分数，故成千上万倍地加快反应速率，且对可逆反应v(正)、v(逆)增大的倍数相等，但它不会使不能发生的化学反应变得自发，也不会改变化学反应的反应热和平衡状态。
【典例分析】
例1．将4 mol A气体和2 mol B气体在体积为2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) xC(g)；经2s后测得A的物质的量为2.8 mol，C的浓度为0.6 mol/L.现有下列几种说法，其中正确的是 (　　)
①2 s内用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol/(L·s)
②2 s内用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol/(L·s)
③2 s时物质B的转化率为70%　
④x＝2
A．①③　　　　　　　　B．①④
C．②③ D．③④
【解析】由题干信息计算出v(A)＝0.3 mol/(L·s)，则v(B)＝0.15 mol/(L·s)；2 s时A消耗1.2 mol，则B消耗0.6 mol，所以B的转化率为30%；2 s时生成物C的浓度为0.6 mol/L，所以v(C)＝＝0.3 mol/(L·s)，v(A)∶v(C)＝2∶x＝1∶1，得x＝2.故①④正确．21*cnjy*com
【答案】B
例2．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示．下列描
述正确的是 (　　)
A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·(L·s)－1
B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%
D．反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g) Z(g)
【解析】
A.分析图象可知Δc(Z)＝＝0.79 mol·L－1，v(Z)＝＝0.079 mol·(L·s)－1，A项错；2-1-c-n-j-y
B.Δc(X)＝＝0.395 mol·L－1，B项错；
C.Y的转化率α(Y)＝×100%＝79.0%，C项正确；
D.由各物质转化的量：X为0.79 mol，Y为0.79 mol，Z为1.58 mol，可知方程式中各物质的化学计量数之比为1∶1∶2，化学方程式为X(g)＋Y(g) 2Z(g)，D项错．
【答案】C
例3.下列说法正确的是 (　　)
①参加反应的物质的性质是影响化学反应速率的主要因素　
②光是影响某些化学反应速率的外界条件之一　
③决定化学反应速率的主要因素是浓度　
④不管什么反应，增大浓度或加热或加压，或使用催化剂，都可以加快反应速率
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
【解析】
影响化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质，①正确，③错误；外因包括浓度、温度、催化剂、压强和其他一些条件(光等)，②正确；增大浓度，可以加快反应速率，加压对没有气体参加 的反应的反应速率影响不大，④错误．
【答案】A
例4.某温度下，反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)正反应为放热反应，在带有活塞的密闭容器中达到平衡．下列说法中正确的是 (　　)21·cn·jy·com
A．体积不变，升温，正反应速率减小
B．温度、压强均不变，充入HI气体，开始时正反应速率增大
C．温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深
D．体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率将增大
【解析】
升高温度，正反应、逆反应速率都加快；该反应属于气体体积不变的反应，压缩气体的体积，平衡不移动，但物质的浓度增大，因为I2(g)的存在，颜色加深；温度、压强均不变，充入HI气体，正反应速率瞬时不变，随后增大．
【答案】C
例5.对于反应A(g)＋3B(s)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是(　　)
A．v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1
B．v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1
C．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1
D．v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1
【解析】
本题可以采用归一法进行求解，通过方程式的计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质、同一单位表示的反应速率进行比较，然后比较数值大小。21*cnjy*com
B项中的B物质是固体，不能表示反应速率；
C项中对应的v(A)＝0.2 mol·L－1·min－1；
D项中对应的v(A)＝3 mol·L－1·min－1。
【答案】D
例6.草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：
MnO＋H2C2O4＋H＋―→Mn2＋＋CO2↑＋H2O(未配平)
用4 mL 0.001 mol·L－1KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L－1 H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示：
组别 10%硫酸体积/mL 温度/℃ 其他物质
Ⅰ 2 20
Ⅱ 2 20 10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ 2 30
Ⅳ 1 20 1 mL蒸馏水

(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_____。
(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验_____和_____(用Ⅰ～Ⅳ表示，下同)：如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验______和_____。
(3)对比实验Ⅰ和Ⅳ，可以研究_______________对化学反应速率的影响，实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是_______________________________________________。
【解析】
(1)MnOMn2＋，H2C2O42CO2。根据氧化还原反应中氧化剂得电子数目等于还原剂失电子数目可确定MnO与H2C2O4的物质的量之比为2∶5。www.21-cn-jy.com
(2)实验Ⅰ与实验Ⅱ中反应物浓度相同，温度相同，实验Ⅱ中加入MnSO4溶液，应是研究催化剂对化学反应速率的影响，实验Ⅰ与实验Ⅲ中温度不同，其他条件相同，应是对比考查温度对化学反应速率的影响。
(3)实验Ⅰ与实验Ⅳ相比，实验Ⅳ中H2SO4的浓度不同，是研究c(H＋)对反应速率的影响。
【答案】
(1)2∶5
(2)实验Ⅰ与实验Ⅱ 实验Ⅰ与实验Ⅲ
(3)c(H＋) （或H2SO4的浓度）
【挑战真题】
1.【2017江苏卷10】H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得 70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快
C．图丙表明，少量Mn 2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对H2O2分解速率的影响大
2.【2016上海卷】向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是（ ）
A．碳酸钙粉末 B．稀硫酸 C．氯化钙溶液 D．二氧化硫水溶液
3.【2016北京卷】下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是(　　)
A．抗氧化剂 B．调味剂
C．着色剂 D．增稠剂
4.【2016江苏卷10】下列图示与对应的叙述不相符合的是( )
A．图甲表示燃料燃烧反应的能量变化
B．图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
C．图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程
D．图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线
5．【2015上海卷】对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是(　　）
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
6.【2015海南卷8】10ml浓度为1mol/L的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成的是(　　）
A．K2SO4 B．CH3COONa C．CuSO4 D．Na2CO3
7.【2015福建卷12】在不同浓度（c)、温度（T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率（v）如下表。下列判断不正确的是(　　）
0．600 0．500 0．400 0．300
318．2 3．60 3．00 2．40 1．80
328．2 9．00 7．50 a 4．50
b 2．16 1．80 1．44 1．08
A．a=6．00 B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变
C．b＜318．2 D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
8．高考组合题 正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)[2015·天津卷]FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同(　　)
(2)[2015·江苏卷]探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下， 向一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，观察并比较实验现象(　　)
(3)[2016·天津卷]金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率与氧气浓度无关(　　)
(4)[2016·浙江卷]探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高(　　)21cnjy.com
9.【2015重庆卷7】羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) K=0．1
反应前CO物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是（ ）
A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应
B．通入CO后，正反应速率逐渐增大
C．反应前H2S物质的量为7mol
D．CO的平衡转化率为80%
10.【2015·全国卷Ⅰ】Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)??H2(g)＋I2(g)
在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min 0 20 40 60 80 120
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_______________。
(2)上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为______(以K和k正表示)。若k正＝0.0027 min－1，在t＝40 min时，v正＝_______min－1。
【答案与解析】
1【答案】D
【解析】
由甲图可知，双氧水浓度越大，分解越快，A错误；
B．由图乙可知，溶液的碱性越强即pH越大，双氧水分解越快，B错误；
C．根据控制变量法，3个实验必须加入等量的Mn2+才能比较溶液的碱性对双氧水分解的影响。由图丙可知，3个实验中由于仅在其中一个加了Mn2+,所以C错误；21教育网
D．由图丙和图丁可知，溶液的碱性越强、Mn2+浓度越大，双氧水分解越快，D正确。答案选D
2【答案】A
【解析】 在氯水中存在反应： 若反应使溶液中c（HClO）增大，则溶液的漂白性会增强。
由于酸性HCl>H2CO3>HClO, 所以向溶液中加入碳酸钙粉末, 会发生反应2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑,使化学平衡正向移动,导致c（HClO）增大,则溶液的漂白性会增强, 正确;2·1·c·n·j·y
B.若加入稀硫酸,使溶液中c（H+）增大,平衡逆向移动,溶液的漂白性减弱,错误;
C 加入氯化钙溶液,不能发生反应,溶液的水对氯水起稀释作用,使溶液的漂白性减弱,错误;
D.加入二氧化碳的水溶液,电离产生氢离子,使化学平衡逆向移动，溶液的漂白性减弱,错误;
3【答案】A
【解析】相对于食物，抗氧化剂可以更快地被氧气氧化，从而降低了包装袋中氧气的浓度，减缓食品被氧化的速率。21·世纪*教育网
4【答案】A
【解析】
A.燃料燃烧反应是放热反应，生成物的总能量低于反应物总能量，A错误；
B.酶是蛋白质，其催化作用随温度升高增强，但过高时，易引起变性或其催化作用减小，B是正确的；C.弱电解质加入水时，电离速率较大，而后逐渐减小，生成的离子结合成分子的速率逐渐增大，最后
二者相等达到平衡，C图像正确；
D.强酸强碱盐的滴定，溶液的PH逐渐增大，快要达到终点时，发生突跃，D图像正确；
正确选项为A。
5【答案】B
【解析】合成氨的化学方程式为：N2+3H22NH3，△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应.
A.合成氨是放热反应，升温平衡逆向进行，对逆反应的反应速率影响更大，故A错误；
B.反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向进行，对正反应的反应速率影响更大，故B正确；
C.减小反应物浓度，平衡逆向进行，正反应减小的多，对正反应的反应速率影响更大，故C错误；
D.催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，同等程度影响正逆反应速率，故D错误；
故选B
6【答案】A、B
【解析】 Zn与稀盐酸发生反应：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，若加入物质是反应速率降低，则c(H+)减小。但是不影响产生氢气的物质的量，说明最终电离产生的n(H+)不变。www-2-1-cnjy-com
K2SO4是强酸强碱盐，不发生水解，溶液显中性，溶液中的水对盐酸起稀释作用，使c(H+)减小，但
没有消耗H+，因此n(H+)不变，符合题意，正确；
B、CH3COONa与HCl发生反应：CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl，使溶液中c(H+)减小，反应速率降低，当反应进行到一定程度，会发生反应：2CH3COOH+Zn= (CH3COO)2Zn+ H2↑，因此最终不会影响产生氢 气的物质的量，正确；
C、加入CuSO4溶液会与Zn发生置换反应：CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4，产生的Cu与Zn和盐酸构成原电池。会加快反应速率，与题意不符合，错误；
D、若加入Na2CO3溶液，会与盐酸发生反应：Na2CO3+2HCl=2NaCl2+H2O+CO2↑，使溶液中溶液中的c(H+)减小，但由于逸出了CO2气体，因此使n(H+)也减小，产生氢气的物质的量减小，不符合题意，错误。
m
7【答案】D
【解析】
A、由表可知温度由318.2→328.2℃，在浓度相同的情况下=0.4，所以a=2.4/0.4=6，故A正确；
B、由表可知温度由318.2℃→b，浓度由0.3mol/L→0.5mol/L，速率相等，都是1.80，所以v可能不
变，故B正确；
C、由表可知温度由328.2℃→b，在浓度相同的情况下，水解速率变小，所以温度降低，所以温度
b＜318.2，故C正确；
D、温度越高反应速率越快，所以蔗糖浓度减少一半所需的时间不同，温度高的所需时间短，故D错误；
故选D．
8【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)√
9【答案】C
【解析】
升高温度，H2S浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，A错误；
B．通入CO后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，B错误；
C. 根据 CO（g）+H2S（g）COS（g）+H2（g） K=0.1
起始物质的量（mol） 10 n 0 0
变化物质的量（mol） 2 2 2 2
平衡物质的量（mol） 8 n-2 2 2
设该容器的体积为V，根据K=0.1，列关系式得 [（2÷V）×（2÷V））÷[（8÷V）×（n-2）÷V]=0.1，解得n=7，C正确；
D.根据上述数据CO的平衡转化率为2÷10×100%=20%，D错误；答案选C。
10【答案】
(1)
(2)k正/K。 1.95×10－3 min－1
【解析】
　(1)设开始加入的HI为x mol，达平衡时转化的HI是a mol，则
　　　　2HI(g)H2(g)　＋　I2(g)
开始/mol x 0 0
转化/mol a
平衡/mol x－a
所以＝0.784，得a＝0.216x，K＝＝。
(2)达平衡时，v正＝v逆，k正x2(HI)＝k逆x(H2)·x(I2)，k逆＝＝k正/K。v正＝k正 x2(HI)，在40 min时，x(HI)＝0.85，所以v正＝0.0027 min－1×0.85×0.85＝1.95×10－3 min－1。
c/mol/L
v/mmol/(L
·
min)
T/K
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