2024年高考化学一轮复习（新高考版） 第8章 第44讲　化学反应速率及影响因素.docx

1、第44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。考点一化学反应速率及表示方法1化学反应速率(1)(2)各物质的化学反应速率之比化学计量数之比。如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，vAvBvCvDmnpq。(3)注意事项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。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。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。2应用“三段式”

2、计算化学反应速率列起始量、转化量、某时刻量，再根据定义式或比例关系计算。对于反应mA(g)nB(g)pC(g)，起始时A的浓度为a molL1，B的浓度为b molL1，C的浓度为c molL1，反应进行至t1 s时，A消耗了x molL1，则化学反应速率的计算如下：mA(g)nB(g)pC(g)起始浓度/(molL1) a b c转化浓度/(molL1) x t1 s时浓度/(molL1) ax bc则v(A) molL1s1，v(B) molL1s1，v(C) molL1s1。1对于任何化学反应来说，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

3、负值()3化学反应速率为0.8 molL1s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 molL1()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()答案1.2.3.4.一、化学反应速率的概念及基本计算1一定温度下反应：4A(s)3B(g)2C(g)D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 molL1，对此反应速率的表示正确的是()A用A表示的反应速率是0.4 molL1min1B分别用B、C、D表示反应速率，其比值是123C在2 min末的反应速率，用B表示为0.3 molL1min1D在这2 min内用B和C表示的瞬时速率的值都是逐渐减小的答案D解析A是固体

4、，不能用其浓度的变化来表示反应速率；vB0.3 molL1min1，表示2 min内的平均反应速率，在2 min末的速率为瞬时速率；在反应过程中B的浓度逐渐减小，故A、B反应生成C、D的瞬时速率也逐渐减小。2一定条件下，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答案A解析t1 min时，

5、反应没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A项错误；根据图像可知，在08 min内，X增加了0.6 mol，Y减少了0.9 mol，X、Y变化的物质的量之比为23，则X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系，Y曲线表示H2的物质的量随时间的变化关系，B项正确；08 min，v(H2)0.011 25 molL1min1，C项正确；1012 min，v(NH3)0.005 molL1min1，v(N2)0.002 5 molL1min1，D项正确。3已知反应：4CO2NO2N24CO2在不同条件下的化学反应速率如下。v(CO)1.5 molL1min1v(NO2)0.7 molL1min1v

6、(N2)0.4 molL1min1v(CO2)1.1 molL1min1v(NO2)0.01 molL1s1请比较上述5种情况反应的快慢：_(由大到小的顺序)。答案解析在不同条件下，用CO表示的反应速率：v(CO)2v(NO2)1.4 molL1min1；v(CO)4v(N2)1.6 molL1min1；v(CO)v(CO2)1.1 molL1min1；v(CO)2v(NO2)0.02 molL1s11.2 molL1min1，故反应的快慢为。化学反应速率大小的比较方法(1)归一法按照化学计量数关系换算为同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比值法比较化学反应速率与化学计量数的比值。如

7、aA(g)bB(g)cC(g)，即比较与，若，则用A表示的化学反应速率比用B表示的大。二、用其他物理量的变化表示的化学反应速率的计算4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。答案30解析由单位可知v30 mLg1min1。5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，反应过程中的部分数据见下表：反应时间/minSO2(g) /molO2(g) /molSO3(g) /mol042051.5102151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，气态物质分压总压气态物质

8、的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)_ kPamin1。答案解析列出三段式2SO2(g)O2(g)2SO3(g)初始/mol 42 0转化/mol21210 min时/mol212恒温恒容下，气体总压之比等于气体物质的量之比，所以10 min时体系总压p10 min满足，即p10 minp0 kPa，p初始(SO2)p0 kPa，p10 min(SO2)p0 kPap0 kPa，故v(SO2) kPamin1。考点二影响化学反应速率的因素1内因反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为MgAl。2外因3理论解释有效碰撞理论(1)

9、活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：能够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表示反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1E2(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)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加增加不变增加增大增大压强增加增加不变增加增大升高温度不变增加增加增加增大加催化剂不变增加增加增加增大1催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后物理和化学性质保持不变()2

10、升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小()3一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()4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()5100 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()答案1.2.3.4.5.一、影响化学反应速率的因素1下列措施可以增大化学反应速率的是_(填序号)。Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强2SO2O22SO3H0，升高温度Na与水反应时，增大水的用量2H2O2=2H2OO2反

11、应中，加入少量MnO2H2与Cl2混合后光照答案2一定温度下，反应N2(g)O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下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：_。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)减小惰性气体对反应速率的影响在恒温恒容条件下通入惰性气体，总压增大，反应物浓度不变，反应速率不变恒温恒压条件下通入惰性气体，总体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小二、用控制变量法探究

12、影响化学反应速率的因素3为了研究一定浓度Fe2的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是()ApH越小，氧化率越小B温度越高，氧化率越小CFe2的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2的氧化率答案D解析由可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，由可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，A、B错误；Fe2的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。4已知：2KMnO45H2C2O43H2SO4=2MnSO4K2SO410CO28H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温

13、度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：编号0.01 molL1酸性KMnO4溶液体积/mL0.1 molL1 H2C2O4溶液体积/mL水的体积/mL反应温度/反应时间/min220202.1V121205.5V220500.5下列说法不正确的是()AV11，V22B设计实验、的目的是探究温度对反应速率的影响C实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束D实验中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)0.01 molL1min1答案C解析实验和实验反应温度相同，实验中加入了1 mL水，根据控制变量法的原则，溶液总体积应保持不变，因而V11，类比分析可得

14、V22，A正确；实验、的温度不同，其他条件相同，因而设计实验、的目的是探究温度对反应速率的影响，B正确；酸性KMnO4溶液呈紫红色，由表中数据可知，草酸溶液过量，KMnO4可反应完全，因而可以用颜色变化来判断反应终点，即实验计时是从溶液混合开始，溶液紫红色刚好褪去时结束，C错误；根据实验中有关数据可知，c(KMnO4)0.005 molL1，v(KMnO4)0.01 molL1min1，D正确。5可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)是工业上制取H2SO4的重要反应。(1)在恒压条件下，该反应分组实验的有关条件如下表：反应条件温度容器容积起始n(SO2)起始n(O2)其他条件组500

15、1 L1 mol2 mol无组500 1 L1 mol2 mol已知、两组实验过程中，SO3气体的体积分数(SO3)随时间t的变化曲线如图所示。组与相比不同的条件是_。将组实验中温度变为800 ，则(SO3)达到a%所需时间_t1(填“小于”“大于”或“等于”)。(2)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列的是_(填字母)。甲：在500 时，10 mol SO2和10 mol O2反应乙：在500 时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2反应丙：在450 时，8 mol SO2和5 mol O2反应丁：在500 时，8

16、 mol SO2和5 mol O2反应A甲、乙、丙、丁 B乙、甲、丙、丁C乙、甲、丁、丙 D丁、丙、乙、甲答案(1)使用催化剂(其他合理答案也可)小于(2)C解析(1)由题意可知，两组实验的压强、温度和起始浓度均相同，而由曲线图可看出， 组实验的反应速率快，所以组具备的其他条件是使用了催化剂，加快了化学反应速率。温度升高后，化学反应速率加快，所以(SO3)达到a%所需的时间比原来短。关于“控制变量法”题目的解题策略1(2022浙江6月选考，20)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)N2(g)3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下

17、表所示，下列说法不正确的是()编号时间/min c(NH3)/(103 molL1)表面积/cm2020406080a2.402.001.601.200.80a1.200.800.40x2a2.401.600.800.400.40A.实验，020 min，v(N2)1.00105 molL1min1B实验，60 min时处于平衡状态，x0.40C相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大D相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大答案C解析实验中，020 min，v(N2)v(NH3)(2.40103 molL12.00103 molL1)20 min1.00105 molL1min1，A正确

18、；催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验中氨气的初始浓度与实验一样，则实验达平衡时氨气浓度为4.00104 molL1，而恒温恒容条件下，实验相对于实验为减小压强，平衡正向移动，因此实验60 min时处于平衡状态，x0, 下列叙述正确的是()A加入少量W，逆反应速率增大B升高温度，正反应和逆反应速率都增大C在容器中加入氦气，压强增大，反应速率增大D将容器的体积压缩，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增大答案B解析升温，正、逆反应速率均增大，B正确；体积一定时加入氦气，物质的量浓度不变，不影响反应速率，C错误；压缩体积，单位体积内的活化分子数增大，但活化分子百分数不变，D错误。5下列

19、说法正确的是()活化分子间的碰撞一定能发生化学反应普通分子有时也能发生有效碰撞升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的有效碰撞次数增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多使用催化剂能提高反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞A BC D答案B解析活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞，不一定发生化学反应，错误；普通分子间的碰撞，达不到反应所需的能量，不能发生化学反应，错误；使用催化剂能提高反应速率，原因是降低了活化能，使有效碰撞次数增多，错误；化学反应的实质与化学键有关，活化分子有合适取向时的有效碰撞一定发生化学

20、反应，为化学反应的前提，正确。6如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是()Aa与b相比，b的活化能更高B反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量Ca与b相比，a中活化分子的百分数更高Da与b相比，a的反应速率更快答案B解析a的活化能更高，A错误；该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B正确；a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，C错误；a与b相比，b的活化能更小，b的反应速率更快，D错误。7在298 K时，实验测得溶液中的反应：H2O22HI=2H2OI2，在不同浓度

21、时的化学反应速率如下表，由此可推知当c(HI)0.500 molL1，c(H2O2)0.400 molL1时的反应速率为()实验编号12345c(HI)/(molL1)0.1000.2000.3000.1000.100c(H2O2)/(molL1)0.1000.1000.1000.2000.300v/(molL1s1)0.007 60.015 20.022 80.015 20.022 8A.0.038 molL1s1B0.152 molL1s1C0.608 molL1s1D0.760 molL1s1答案B解析对比实验1和实验2可知，HI的浓度增大2倍，则反应速率增大2倍，对比实验1和实验4可知

22、，H2O2的浓度增大2倍，则反应速率增大2倍，再对比实验1和3以及实验1和5可以得出结论：反应速率与c(HI)和c(H2O2)的变化成正比，所以当c(HI)0.500 molL1，c(H2O2)0.400 molL1时，v0.007 6 molL1s1540.152 molL1s1，故选B。8(2021广东，14)反应X=2Z经历两步：XY；Y2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是()Aa为c(X)随t的变化曲线Bt1时，c(X)c(Y)c(Z)Ct2时，Y的消耗速率大于生成速率Dt3后，c(Z)2c0c(Y) 答案D解析X是唯一的反应物，随着反应的进

23、行，其浓度不断减小，因此，a为c(X)随t的变化曲线，A正确；由图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻，因此t1时，c(X)c(Y)c(Z)，B正确；由图中信息可知，t2时刻以后，Y的浓度仍在不断减小，说明t2时Y的消耗速率大于生成速率，C正确；由图可知，t3时刻反应完成，X完全转化为Y，若无反应发生，则Y的浓度为c0，由于反应Y2Z的发生，t3时刻后Y的浓度的变化量为c0c(Y)，则c(Z)2c02c(Y)，D不正确。9探究2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示：编号温度/催化剂/g酸性KMnO4溶

24、液H2C2O4溶液KMnO4溶液褪色平均时间/min体积/mL浓度/(molL1)体积/mL浓度/(molL1)1250.540.180.212.72800.540.180.2a3250.540.0180.26.7425040.0180.2b下列说法不正确的是()Aa6.7B可通过比较收集相同体积的CO2所消耗的时间来判断反应速率的快慢C用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)约为1.5103 molL1min1D用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)v(实验1)答案C解析实验1和实验2中各反应物的浓度都相同，但实验2的温度比实验1高，所以反应速率快，KMnO4溶液褪色的时间短，a6.7，A

25、正确；比较反应速率快慢，既可以利用KMnO4溶液褪色的时间判断，也可以通过比较产生相同体积CO2所消耗的时间来判断，B正确；用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)5.0104 molL1min1，C不正确；通过计算，用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)v(实验1)，D正确。10(2022辽宁，12)某温度下，在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应2X(s)Y(g)2Z(g)，有关数据如下：时间段/min产物Z的平均生成速率/molL1min1020.20040.15060.10下列说法错误的是()A1 min时，Z的浓度大于0.20 molL1B2 min时，加入0.20 mo

26、l Z，此时v正(Z)v逆(Z)C3 min时，Y的体积分数约为33.3%D5 min时，X的物质的量为1.4 mol答案B解析反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则01 min内Z的平均生成速率大于02 min内的，故1 min时，Z的浓度大于0.20 molL1，A正确；4 min时生成的Z的物质的量为0.15 molL1min14 min1 L0.6 mol,6 min时生成的Z的物质的量为0.10 molL1min16 min1 L0.6 mol，故反应在4 min时已达到平衡，设达到平衡时生成了a mol Y，列三段式：2X(s)Y(g

27、)2Z(g)初始量/mol 2.00 0转化量/mol 2a a 2a平衡量/mol 2.02a a 0.6根据2a0.6，得a0.3，则Y的平衡浓度为0.3 molL1，Z的平衡浓度为0.6 molL1，平衡常数Kc2(Z)c(Y)0.108,2 min时Y的浓度为0.2 molL1，Z的浓度为0.4 molL1，加入0.2 mol Z后，Z的浓度变为0.6 molL1，Qc2(Z)c(Y)0.072v逆(Z)，B错误；反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于12，反应体系中只有Y和Z为气体，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；由B项分析可知5 min

28、时反应处于平衡状态，此时生成的Z为0.6 mol，则X的转化量为0.6 mol，初始X的物质的量为2.0 mol，剩余X的物质的量为1.4 mol，D正确。11作为一种绿色消毒剂，H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应：H2O2(l)=H2O(l) O2(g)H98 kJmol1 K2.881020。向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2的溶液，即有气泡快速逸出，反应中Mn2起_作用。某组实验数据如下：t/min01020304050c(H2O2)/ (mol L1)0.700.490.350.250.170.12030 min内O2的平均速率v_ mol L1min1。答案催化0.0

29、07 5解析向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2的溶液，即有气泡快速逸出，说明Mn2的加入加快了双氧水的分解速率，但Mn2本身没有发生任何变化，故Mn2起到了催化作用；起始时双氧水的浓度为0.70 mol L1,30 min时双氧水的浓度为0.25 mol L1，其浓度变化量c0.70 mol L10.25 mol L10.45 mol L1，则这段时间内双氧水的反应速率 v0.015 molL1min1，根据速率之比等于化学计量数之比，氧气的平均反应速率为0.007 5 molL1min1。12为了进一步研究硫酸铜的量对锌与硫酸反应生成氢气速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的

30、混合溶液分别加入6个盛有过量锌粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。实验混合溶液ABCDEF4 molL1 稀硫酸/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100其中：V1_，V6_，V8_。答案301019.5解析该实验目的是研究硫酸铜的量对锌与硫酸反应生成氢气速率的影响，所以要保证除了硫酸铜的浓度外，不改变其他物质的浓度，即保证各组实验中硫酸的浓度相同，混合后溶液的总体积相同，由此可知V1 V2 V3 V4 V530，V520 V4 V6 10 V10.5V8，即V130，V610，V819.5。13

31、(1)已知：2N2O5(g)2N2O4(g)O2(g)，起始时N2O5(g)为35.8 kPa，分解的反应速率v2103kPamin1。t62 min时，测得体系中2.9 kPa，则此时的_kPa，v_kPamin1。(2)一定条件下测得反应2HCl(g)O2(g)Cl2(g)H2O(g)的反应过程中n(Cl2)的数据如下：t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/103 mol01.83.75.47.2计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位，写出计算过程)：_。(3)Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)

32、，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的关系如表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784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0.002 7 min1，在t40 min时，v正_min1。答案(1)30.06.0102(2)v(HCl)2v(Cl2)22 1.8103 molmin1(3) 1.95103解析(1)由题意，列三段式：所以30.0 kPa；v210330.0 kPamin16.0102 kPamin1。(3)平衡时，v正v逆，即k正x2(HI)k逆x(H2)x(I2)，则K，k逆；v正k正x2(HI)0.002 7 min10.8521.95103 min1。