2023版新教材高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率与化学平衡 第22讲 化学反应速率及影响因素学生用书.docx

1、第22讲化学反应速率及影响因素复 习 目 标1了解化学反应速率的概念和定量表示方法；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；4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一化学反应速率的概念及计算必备知识梳理夯实学科基础1.化学反应速率2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)，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方程式中相应物质的化学计量数之比，即v(A)v(B)v(C)v

2、(D)_或vAmvBnvCpvDq。特别提醒(1)由公式vct计算得到的反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时反应速率。(2)同一化学反应在相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的意义可能相同。(3)不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度视为常数。易错易混辨析(错误的说明错因)(1)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率()错因：_。(2)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率()错因：_。(3)化学反应速率为0.8 molL1

3、s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 molL1()错因：_。(4)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显()错因：_。(5)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()错因：_。深度思考(1)一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)B(g) 2C(g)。已知v(A)0.6 molL1s1，则v(B)_ molL1s1，v(C)_ molL1s1。(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v(A)0.45 molL1s1，v(B)0.6 molL1s1，v(C)0.4 molL1s1，v(D)0.

4、45 molL1s1。则有关反应速率大小顺序为_。微点拨1化学反应速率计算的一般方法(1)定义式法：找出各物质的起始量、某时刻量，求出转化量，利用定义式v(A)cAtnAVt来计算。(2)用已知物质的反应速率，计算其他物质表示的反应速率关系式法。化学反应速率之比物质的量浓度变化之比物质的量变化之比化学计量数之比。2比较化学反应速率大小的常用方法(1)先换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值的大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，比较vAa与vBb，若vAavBb，则不同情况下，用A表示的反应速率比用B表示的大。题组强化训练形成

5、关键能力题组一速率计算中图表信息的提取1将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)，发生反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H0，测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在810 min内CO2的平均反应速率是()A0.5 molL1min1B0.1 molL1min1C0 molL1min1D0.125 molL1min12一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，反应过程如下图。下列说法不正确的是()At1 min时正、逆反应速率相等BX曲线表示

6、NH3的物质的量随时间的变化关系C08 min，H2的平均反应速率v(H2)0.011 25 molL1min1D1012 min，N2的平均反应速率v(N2)0.002 5 molL1min1题组二用其他单位表示的反应速率3合金贮氢材料具有优异的吸氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v_ mLg1min1。4工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 时，在1 L的恒温容器中，反应过程中部分数据见下表：反应时间/minSO2(g)/molO2(g)/molSO3(g)/mol042051.51

7、02151若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气态物质分压总压气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)_ kPamin1。题组三速率常数的应用5工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)该反应的逆反应速率表达式为v逆kc(CO)c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：CO浓度/(molL1)H2浓度/(molL1)逆反应速率/(molL1min1)0.1c18.0c2c116.0c20.156.75由上述数据可得该温度下，c2_ mo

8、lL1，该反应的逆反应速率常数k_ L3mol3min1。6300 时，2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)的正反应速率表达式为v正kcn(ClNO)，测得速率和浓度的关系如下表：序号c(ClNO)/(molL1)v/(molL1s1)0.303.601090.601.441080.903.24108n_；k_。微点拨1速率常数的含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 molL1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因

9、此，可以用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。2速率方程一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。对于反应：aAbB=gGhH则vkca(A)cb(B)(其中k为速率常数)。如：SO2Cl2SO2Cl2vk1c(SO2Cl2)2NO22NOO2vk2c2(NO2)2H22NON22H2Ovk3c2(H2)c2(NO)3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，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。考点二影响化学反应速率的因素必备知识梳理夯实学科基础1.主要因素内因反应物的组成、结构和性质等因素是决定反应

10、速率的主要因素，如Na、Mg、Al与酸反应的速率大小关系为_。2外界因素外因3用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响图像图像分析(1)其他反应条件一定，化学反应速率随反应物浓度的_而增大(2)其他反应条件一定，化学反应速率随温度的升高而_(3)有气体参加的反应，化学反应速率随着压强的增大而_(4)有气体参加的反应，化学反应速率随着容器体积的增大而_(5)分别在较低温度和较高温度下反应，化学反应速率随着压强的增大及温度的升高而增大特别提醒浓度对化学反应速率影响的理解(1)固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。(2)浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如

11、酸碱中和反应影响速率的是H、OH浓度。(3)一般温度每升高10 ，反应速率通常增大为原来的24倍。(4)压强影响反应速率适用于有气体参加的化学反应，同时压强改变反应速率是通过改变物质浓度引起的。4.理论解释有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量。活化能：如图图中：E1表示_，使用催化剂时的活化能为_，反应热为_。(注：E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)理论解释影响反应速率的外界因素浓度：其他条件相同，反应物浓度增大，单位体积内活化分子数_，单位时间内有效碰撞的次数_，反应速率增大。温

12、度：其他条件相同时，升高温度，增加了反应物分子中_，单位时间内有效碰撞的次数_，反应速率增大。压强：其他条件相同时，增大压强，反应物浓度_，反应速率增大。催化剂：催化剂改变反应历程，活化能的示意图使用催化剂，活化能降低，活化分子百分数_，单位体积内活化分子数_，反应速率增大。(3)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系5“惰气”对反应速率的影响在恒温恒容条件下通入“惰气”，总压增大，反应物浓度_，反应速率_恒温恒压条件下通入“惰气”，总体积增大，反应物浓度_，反应速率_易错易混辨析(错误的说明错因)(1)温度、浓度和压强是决定化学反应速率的主要因素()错因：_。(2)升高温度和增大压强化学反应速率

13、一定增大()错因：_。(3)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，可以加快反应速率()错因：_。(4)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率()错因：_。(5)升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小()错因：_。(6)100 mL 2 molL1盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变()错因：_。(7)催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后的性质保持不变()错因：_。(8)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()错因：_。深度思考一定温度下，反应N2(g)O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下

14、列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。(1)缩小体积使压强增大：_，原因是_。(2)恒容充入N2：_。(3)恒容充入He：_，原因是_。(4)恒压充入He：_。题组强化训练形成关键能力题组一影响反应速率的因素1下列说法正确的是()A0.1 molL1盐酸和0.1 molL1硫酸与2 molL1 NaOH溶液反应，其反应速率相同B大理石块与大理石粉分别同0.1 molL1盐酸反应，其反应速率相同CMg、Al在相同条件下分别与0.1 molL1盐酸反应，其反应速率相同D0.1 molL1盐酸和0.1 molL1硝酸与形状和大小相同的大理石反应，其反应速率相同2在一密闭容器中充

15、入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)H。答案：(1)0.20.4(2)题组强化训练形成关键能力1解析：由题图可知，H2的物质的量在对应的c、d点都是2 mol，因此该反应在810 min内，v(H2)2 mol2 mol2 L2 min0 molL1min1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得v(CO2)13v(H2)0 molL1min1。答案：C2解析：t1时刻没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A项错误；根据图像，X的物质的量增加，属于生成物，因此X为NH3的曲线，B项正确；08 min时，v(N

16、H3)0.6 mol10 L8 min0.007 5 molL1min1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比v(H2)vNH3320.011 25 molL1min1，C项正确；1012 min，v(NH3)0.70.6mol10 L2 min0.005 molL1min1，v(N2)vNH320.002 5 molL1min1，D项正确。答案：A3解析：v240 mL2 g4 min30 mLg1min1答案：304解析：列出“三段式”2SO2(g)O2(g)2SO3(g)初始/mol 4 2 0转化/mol 2 1 210min/mol 2 1 2气体总压之比等于气体物质的量之比，所以

17、10 min时体系总压p10 min满足p0 kPap10 min6 mol5 mol，即p10 min56p0 kPa，p初始(SO2)23p0 kPa，p10 min(SO2)56p02513p0 kPa，故v(SO2)(23p0 kPa13p0 kPa)10 min130p0 kPamin1。答案：p0305解析：根据v逆kc(CO)c3(H2)，由表中数据可得：c138.0 molL1min10.1 molL1k，c26.75 molL1min10.15 molL13k，所以有k8.0 molL1min10.1 molL1k6.75 molL1min10.15 molL13k16.0

18、molL1min1，解得k1.0104 L3mol3min1，带入c2的等式可得c20.2 molL1。答案：0.21.01046解析：根据表格中的数据，带入速率公式然后做比值：3.601091.44108k0.3nk0.6n，解得n2，将n代入中得k4108 Lmol1s1。答案：24.0108 Lmol1s1考点二必备知识梳理夯实学科基础1NaMgAl2加快减慢加快减慢加快减慢相同3(1)增大(2)增大(3)增大(4)减小4(1)反应的活化能E3E1E2(2)增多增加活化分子百分数增加增大增大增大(3)分子总数百分数分子总数百分数5不变不变减小减小易错易混辨析答案：(1)决定化学反应速率的

19、主要因素是反应物的性质(2)无气体参与的化学反应，增大压强，化学反应速率不变(3)CaCO3的浓度为常数，化学反应速率保持不变(4)加入CuSO4形成原电池，使化学反应速率加快，而加入CH3COONa，会生成CH3COOH，c(H)减小，反应速率减慢(5)升温时，吸热反应、放热反应速率均增大(6)加入氯化钠溶液，相当于对溶液稀释，c(H)减小，反应速率应减小(7)催化剂反应前后的化学性质不变，物理性质发生改变(8)增大反应物的浓度，能增大活化分子的浓度，其百分数保持不变深度思考答案：(1)增大单位体积内，活化分子数目增加，有效碰撞的次数增多(2)增大(3)不变单位体积内活化分子数不变(4)减小

20、题组强化训练形成关键能力1解析：0.1 molL1盐酸中H的浓度为0.1 molL1，0.1 molL1 H2SO4中H的浓度为0.2 molL1，反应速率不同，A项错误；大理石粉的表面积大于大理石块，反应速率不同，B项错误；Mg、Al金属活动性不同，反应速率不同，C项错误；0.1 molL1盐酸和0.1 molL1硝酸中H的浓度相同，反应速率相同，D项正确。答案：D2解析：增大H2的物质的量且保持容器容积不变，H2的浓度增大，反应速率加快，A项正确；保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应混合物各组分的浓度不变，反应速率不变，B项错误；保持容器内气体压强不变，向其

21、中充入1 mol N2(N2不参加反应)，容器体积增大，各组分的浓度减小，反应速率减小，C项错误；保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，因容器的体积变为原来的2倍，起始物质的量变为原来的2倍，则浓度不变，反应速率不变，D项错误。答案：A3解析：A项，将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2=2H2OO2，该反应中I作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率；B项，该反应中IO是中间产物，不是该反应的催化剂；C项，反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1 mol H2O2放出98 kJ热量，不能据此判断该反应的活化能；D项，由反应速率

22、与对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)v(H2O)2v(O2)。答案：A4解析：为快反应，说明正反应的活化能和逆反应的活化能都较小，反应更容易发生；为慢反应，说明正反应的活化能和逆反应的活化能都较大，中正反应的活化能大于中逆反应的活化能，因此的逆反应速率大于的正反应速率，A项正确；反应为慢反应，反应慢说明反应的活化能大，物质微粒发生碰撞时，许多碰撞都不能发生化学反应，因此碰撞仅部分有效，B项正确；反应过程中N2O2和N2O是中间产物，不是催化剂，C项错误；总反应为放热反应，则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大，D项正确。答案：C5解析：由速率方程vkc(H2)c(Br2)c(HB

23、r)，将H2、Br2、HBr和速率都代入到速率方程可以得到，vk0.10.12、8vk0.10.42、16vk0.20.42、2vk0.40.14，由得到32，得到1，得到1，对于4vk(0.2)(0.1)c(HBr)与，将1，32，1代入，解得c1，由此分析，表中c的值为1，故A不符合题意；、的值分别为1、32、1，故B符合题意；由于vkc(H2)c(Br2)c(HBr)，、的值分别为1、32、1，则反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大，故C不符合题意；由于1，增大HBr(g)浓度，c(HBr)减小，在反应体系中保持其他物质浓度不变，会使反应速率降低，故D不符合题意。答

24、案：B6解析：(1)验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律时，根据控制单一变量原则，三组实验中NH3、NO2的初始浓度应相同，结合、中温度不同，、中催化剂的比表面积不同，则、中应温度相同。(2)中催化剂的比表面积比中的小，达到平衡的时间比的长；、中催化剂的比表面积相同，的反应温度较低，则达到平衡时用时最长；又由题意知，该反应为放热反应，降低温度会使平衡正向移动，故平衡时中的c(NO2)要比、中的c(NO2)小。答案：(1).3508.01036.0103.8.01036.0103与(2)情 境 创 新 设 计提示：(1)由于反应物的总能量高于生成物的总能量，故工业合成氨的反应是放热

25、反应。(2)使用铁触媒作催化剂改变了反应历程，降低了反应的活化能，提高了活化分子的百分数，有效碰撞次数增加，反应速率加快。(3)不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，正、逆反应速率一定增大。(4)a.历程是氮气分子吸附在催化剂表面的过程，N2分子中的氮氮三键没有断裂。b历程、是吸附断键的过程，需要提高化学反应速率，故在高温区进行；历程、是氮原子的传递和合成氨的过程，需要提高合成氨的产率，使合成氨(放热反应)平衡正移，故在低温区进行。高考真题演练明确考查方向1解析：分析题给反应机理图，可知该过程的反应物为HCOOH，生成物为CO2和H2，则该过程的总反应为HCOOH CO2H2，A说法正确；H浓

26、度过大，抑制HCOOH的电离，HCOO浓度减小，会降低步骤的反应速率，H浓度过小，会降低步骤反应速率，故H浓度过大或者过小，均会导致反应速率降低，B说法正确；由过程中，脱去CO2，碳元素化合价升高，则Fe元素化合价降低，C正确；由相对能量的变化情况图可以得出，该反应过程中的步骤的活化能Ea86.1 kJmol1，为该反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为步骤，D说法错误。答案：D2解析：由反应过程图可知是反应的中间产物，A项正确；把各步反应累加，得到CH3OHCO=CH3CO2H，B项正确；中Rh的成键数为6，中Rh的成键数为5，中Rh的成键数为4，反应过程中Rh的成键数不相同，C项错误

27、；由题图可知，甲醇的第一步反应为CH3OHHI=CH3IH2O，D项正确。答案：C3解析：结合图像可知，1，4加成产物的能量比1，2加成产物的能量低，即1，4加成产物比1，2加成产物稳定，A项正确；结合题图和题中信息只能判断不同温度下1，3丁二烯发生1，2加成反应和1，4加成反应的倾向，不能判断1，3丁二烯的转化率，B项错误；温度升高，1，2加成反应和1，4加成反应的正反应速率均加快，C项错误；由0升温至40时，1，3丁二烯发生的反应由以1，2加成为主变为以1，4加成为主，即1，2加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，D项正确。答案：AD4解析：反应初始时可认为cCH41 mol

28、L1，则根据初期阶段的速率方程可知kr1，当CH4的转化率为时，cCH4(1) molL1，则此时r2(1)r1。由rkcCH4可知，CH4的浓度越大，反应速率r越大，A项正确；增加H2浓度，CH4的浓度减小或不变，则r减小或不变，B项错误；随着反应的进行，CH4的浓度逐渐减小，则反应速率逐渐减小，C项错误；降低温度，该反应进行非常缓慢甚至停止，即k也随着减小，D项正确。答案：(1)AD随堂过关训练提升学科素养1解析：A项，根据题图可知，3 min时反应达到平衡状态，NO的物质的量的变化量为3 mol，平衡时NO和X、Y的物质的量相等，均为1 mol，参与反应的各物质的物质的量的变化量之比等于

29、各物质的化学计量数之比，则反应的化学方程式为3NOXY，根据原子守恒，可知反应的化学方程式为3NONO2N2O，正确；B选项，根据题图可知，13 min时，每个生成物的物质的量的变化量均为13 mol，故v(生成物)13 molV L2 min16V molL1min1，错误；C选项，n(NO)3 mol，(NO)34100%75%，错误；D选项，恒温恒容，充入He，浓度不变，反应速率不变，错误。答案：A2解析：由图可知，CO2和H2在PdMg/SiO2催化条件下生成甲烷和水，A正确；由反应机理可知CO2甲烷化反应的关键在于加氢，整个甲烷化过程真正起催化作用的物质为Pd，B错误；催化剂可以加快

30、反应速率，但不能提高平衡转化率，C正确；MgO与CO2结合形成碳酸盐经过一个加氢循环后，又得到MgO，化学性质没有变化，继续参加新的加氢循环过程，D正确。答案：B3解析：使用催化剂，反应物活化能降低，活化分子百分数增多，但反应物分子能量不变，但也不改变反应热，B错误。答案：B4解析：在相同时间内，转化率变化值越大，表明反应中消耗的反应物越多，反应速率越大。由表中数据知，1015 min、1520 min内，反应物转化率变化值分别为3.7%、4.5%，故后一个时间段内反应速率较快，随着反应的进行，反应物浓度减小，又因容器容积不变，故改变的条件只能是升温，A正确，C、D错误；1020 min、2040 min两个时间段内，转化率分别改变了8.2%、10.3%(注：时间间隔不同)，故1020 min反应速率快，B错误。答案：A