练案[20] 第七章 化学反应速率与化学平衡
第20讲 化学反应速率
一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列是几位同学在学习化学反应速率理论后发表的一些看法，其中不正确的是( A )
A．化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率和生成物的产率
B．化学反应速率理论可以指导怎样在一定时间内快出产品
C．影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，浓度、温度、催化剂、反应物颗粒大小等外部因素也会对化学反应速率产生影响
D．正确利用化学反应速率理论可提高化工生产的综合经济效益
[解析] 化学反应速率理论研究的是化学反应进行的快慢问题，不能指导怎样提高原料的转化率和生成物的产率。
2．(2023·河北石家庄模拟)一定条件下，在2 L密闭容器中发生反应：2A(s)＋3B(g)===2C(g)＋4D(g)，测得5 min内，A的物质的量减少了10 mol，则0～5 min内该反应的平均速率为( B )
A．v(A)＝1.0 mol·L－1·min－1
B．v(B)＝1.5 mol·L－1·min－1
C．v(C)＝2.0 mol·L－1·min－1
D．v(D)＝0.5 mol·L－1·min－1
[解析] 因为A为纯固体，不能用来表示反应速率，故A错误；v(B)＝v(C)＝×＝1.5 mol·L－1·min－1，故B正确；v(C)＝＝1 mol·L－1·min－1，故C错误；v(D)＝2v(C)＝2×1 mol·L－1＝2 mol·L－1·min－1，故D错误。
3．(2023·山东滨州检测)对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，在下列反应速率关系中，正确的是( C )
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
[解析] 对于任一化学反应，用不同的物质表示该反应的速率，其数值之比等于其化学计量数之比，v(W)?v(X)?v(Y)?v(Z)＝3?2?4?3。v(W)＝v(Z)，A错误；3v(X)＝2v(Z)，B错误；2v(X)＝v(Y)，C正确；2v(W)＝3v(X)，D错误。
4．对于某反应X(g)＋3Y(g)??2E(g)＋2F(g)，在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，分别测得反应速率：
甲中v(X)＝0.3 mol·L－1·min－1；
乙中v(Y)＝1.2 mol·L－1·min－1；
丙中v(E)＝0.6 mol·L－1·min－1；
丁中v(F)＝0.9 mol·L－1·min－1。
则反应最快的是( D )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
[解析] 若以物质X为标准，根据用不同物质表示同一反应的速率时，速率之比等于各物质的化学计量数之比，将乙、丙、丁的反应速率换算为用物质X表示的反应速率，则：乙中v(X)＝v(Y)＝×1.2 mol·L－1·min－1＝0.4 mol·L－1·min－1；丙中v(X)＝v(E)＝×0.6 mol·L－1·min－1＝0.3 mol·L－1·min－1；丁中v(X)＝v(F)＝×0.9 mol·L－1·min－1＝0.45 mol·L－1·min－1，故反应最快的为丁。
5．(2023·山东滨州模拟)某温度下，在容积为2 L的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。下列说法正确的是( C )
A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 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0.2Q kJ
[解析] 分析图像可知12 s内A的浓度变化为(0.8－0.2)mol·L－1＝0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A项错误；分析图像，12 s内B的浓度变化为(0.5－0.3)mol·L－1＝0.2 mol·L－1，v(B)＝＝ mol·L－1·s－1，速率之比等于化学计量数之比，3?b＝0.05?，则b＝1,3?c＝0.05?，则c＝2，A、B的化学计量数不同，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项错误，C项正确；消耗3 mol A放热Q kJ,12 s内消耗A的物质的量为0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol，消耗1.2 mol A放出的热量为0.4Q kJ，D项错误。
6．(2023·湖北武汉模拟)一定量的铁粉和水蒸气在一个容积可变的密闭容器中进行反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)。下列条件能使该反应的化学反应速率增大的是( C )
A．增加铁粉的质量
B．保持体积不变，充入N2，使体系压强增大
C．将容器的体积缩小一半
D．保持压强不变，充入N2，使容器的体积增大
[解析] 增加固体的量，对反应速率没有影响，故A错误；体积不变，充入氮气使容器压强增大，参加反应气体的浓度不变，则反应速率不变，故B错误；将容器的体积缩小一半，反应物浓度增大，反应速率增大，故C正确；压强不变，充入氮气，容器体积增大，气体浓度减小，反应速率减小，故D错误。
7．(2023·山东济南模拟)在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)＋Fe2O3(s)3CO2(g)＋2Fe(s)，下列说法不正确的是( A )
A．增加块状Fe2O3的量，反应速率增大
B．降低温度，反应速率减慢
C．使用催化剂，反应速率增大
D．充入CO，反应速率增大
[解析] Fe2O3为纯固体，增加块状Fe2O3的量，反应速率不变，故A错误；降低温度，活化分子百分数减小，反应速率减慢，故B正确；使用催化剂，活化分子百分数增大，反应速率增大，故C正确；充入CO，反应物浓度增大，反应速率增大，故D正确。
8．(2023·河北衡水检测)研究反应2X(g)??Y(g)＋Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(mol·L－1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( D )
A．比较实验②、④得出：升高温度，化学反应速率加快
B．比较实验①、②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快
C．若实验②、③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂
D．在0～10 min，实验②的平均速率v(Y)＝0.04 mol·L－1·min－1
[解析] 实验②、④起始浓度相同，但温度不同，④反应速率较大，则可得出升高温度，化学反应速率加快，故A正确；①、②温度相同，但起始浓度不同，①起始浓度较大，可得出增大反应物浓度，化学反应速率加快，故B正确；②、③温度、起始浓度相同，③反应速率较大，应为使用了催化剂，故C正确；在0～10 min，实验②X的浓度变化量为0.2 mol·L－1，则v(Y)＝v(X)＝×＝0.01 mol·L－1·min－1，故D错误。
9．(2023·湖南长沙检测)探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O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溶液 H2C2O4溶液 KMnO4溶液褪色平均时间/min
体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L)
1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7
2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a
3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7
4 25 0 4 0.01 8 0.2 b
下列说法不正确的是( C )
A．a<12.7，b>6.7
B．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢
C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验1)约为0.02 mol/(L·min)
D．用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)[解析] 反应2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O的反应速率随着温度的升高而加快，KMnO4溶液褪色平均时间缩短，所以a<12.7，加入催化剂，化学反应速率加快，KMnO4溶液褪色平均时间缩短，所以b>6.7，故A正确；判断反应速率快慢的方法有比较单位时间内产物的物质的量的变化量的多少、收集相同体积CO2所消耗的时间长短、单位时间内物质浓度的变化量的多少等，故B正确；高锰酸钾和草酸之间反应的量的变化关系是2KMnO4～5H2C2O4，则
2KMnO4 ～ 5H2C2O4
2 5
0.004×0.1 0.001
即消耗草酸的物质的量是0.001 mol，用草酸表示的反应速率v＝＝≈6.6×10－3 mol/(L·min)，故C不正确；在实验1中，v(KMnO4)＝＝≈0.002 62 mol/(L·min)，而在实验3中，v(KMnO4)＝＝≈0.000 50 mol/(L·min)，故用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)10．(2023·浙江强基联盟协作体下学期统测)乙醛在少量I2存在下分解反应为CH3CHO(g)―→CH4(g)＋CO(g)，某温度下，测得CH3CHO的浓度变化情况如下表：
t/s 42 105 242 384 665 1 070
c(CH3CHO)/(mol·L－1) 6.68 5.85 4.64 3.83 2.81 2.01
下列说法不正确的是( C )
A．42～242 s，消耗CH3CHO的平均反应速率为1.02×10－2 mol·L－1·s－1
B．第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率是受c(CH3CHO)的影响
C．反应105 s时，测得混合气体的体积为168.224 L(标准状况)
D．I2为催化剂，降低了反应的活化能，使活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多
[解析] 由表中数据可计算，42～242 s，消耗CH3CHO的平均反应速率为＝1.02×10－2 mol·L－1·s－1，A项正确；随着反应的进行，c(CH3CHO)减小，反应速率减慢，所以第384 s时的瞬时速率大于第665 s时的瞬时速率，B项正确；由于CH3CHO的初始浓度及气体体积未知，故无法计算反应105 s时混合气体的体积，C项不正确；I2是催化剂，能降低反应的活化能，使活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多，提高反应速率，D项正确。
二、非选择题：本题共4小题。
11．(2023·湖北武汉检测)H2O2能缓慢分解生成水和氧气，但分解速率较慢，加入催化剂会加快分解速率。某化学兴趣小组为研究不同催化剂对H2O2分解反应的催化效果，设计了如图甲、乙、丙所示的三组实验：
(1)定性分析：可以通过观察甲装置的 产生气泡的快慢(或反应完成的先后或试管壁的冷热程度等) 现象，而定性得出关于Fe3＋和Cu2＋催化效果的结论。有同学认为该实验不能比较Fe3＋和Cu2＋的催化效果，理由是 实验使用的催化剂的阴离子种类和浓度均不同，其可能影响反应速率 。
(2)定量测定：用乙装置做对照实验，仪器A的名称是 分液漏斗 ；实验时组装好装置乙，关闭A的旋塞，将注射器活塞向外拉出一段距离后松开，观察活塞是否回到原来的位置。这一操作的实验目的是 检查装置的气密性 ；实验时以2 min时间为准，需要测量的数据是 收集气体的体积 。(其他可能影响实验的因素均已忽略)
(3)定量分析：利用丙装置探究MnO2对H2O2分解的催化效果。将30 mL 5% H2O2溶液一次性加入盛有0.10 mol MnO2粉末的烧瓶中，测得标准状况下由量气管读出气体的体积[V(量气管)/mL]与时间(t/min)的关系如图所示。图中b点 小于 (填“大于”“小于”或“等于”)90 mL。
12．(2023·山东济南模拟)反应aA＋bBcC在体积为2 L的容器中进行反应。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
请回答下列问题：
(1)反应的化学方程式为 A＋3B2C 。
(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列顺序为 vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A) ，可能原因是 随着反应的进行，反应物浓度逐渐变小 。
(3)第Ⅰ阶段C的平均速率v1(C)＝ 0.05 mol·L－1·min－1 。
(4)第Ⅱ阶段，B的转化率为 38% 。
[解析] (1)反应达到平衡时，Δn(A)＝2.0 mol－1.0 mol＝1.0 mol，Δn(B)＝6.0 mol－3.0 mol＝3.0 mol，Δn(C)＝2.0 mol－0 mol＝2.0 mol，则Δn(A)?Δn(B)?Δn(C)＝1.0 mol?3.0 mol?2.0 mol＝1?3?2，即该反应的化学方程式为A＋3B2C。
(2)vⅠ(A)＝＝0.025 mol·L－1·min－1，
vⅡ(A)＝＝0.012 7 mol·L－1·min－1，
vⅢ(A)＝＝0.006 mol·L－1·min－1，故vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)。
(3)v1(C)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。
(4)α(B)＝×100%＝38%。
13．(2023·天津模拟)某化学反应2A??B＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
(1)实验1中，反应在10～20 min内A的平均速率为 0.013 mol/(L·min)。
(2)实验2中，c2＝ 1.0 ，反应经20 min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 催化剂 。
(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3 > (填“>”“＝”或“<”，下同)v1，且c3 > 1.0。
(4)比较实验4和实验1，可推测该反应是 吸热 (填“吸热”或“放热”)反应，理由是 温度升高时，反应物A的平衡浓度小，平衡向右移动，即向吸热方向移动 。
[解析] (1)实验1中，反应在10～20 min内A的平均速率为v＝＝＝0.013 mol/(L·min)。(2)温度相同条件下，实验l和实验2达到平衡时A的浓度相等，说明实验1与实验2中A的起始浓度应相等，则c2＝1.0，实验2较其他实验达到平衡时间最短，是使用了合适的催化剂。(3)实验1中，反应在10～20 min内平均速率为v1＝＝＝0.013 mol/(L·min)，实验3中，反应在10～20 min内平均速率为v3＝＝＝0.017 mol/(L·min)，故v3>v1，实验1的起始浓度为1.0 mol/L，由平衡时浓度可知实验3的起始浓度大于1.0 mol/L，即c3>1.0。(4)比较实验4和实验1可知，平衡时实验4反应物A的浓度小，升高温度，平衡右移，加热平衡向吸热反应方向移动。
14．(2023·湖南长沙检测)煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气，反应为C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1。能使化学反应速率加快的措施有 BC (填选项字母)。
A．增加C的物质的量
B．升高反应温度
C．密闭定容容器中充入CO(g)
(2)将不同物质的量的CO(g)和H2O(g)分别通入容积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，得到如下两组数据：
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
①实验1中以v(CO2)表示的化学反应速率为 0.16 mol·L－1·min－1 。
②该反应的逆反应为 吸 (填“吸”或“放”)热反应。
(3)在一容积为2 L的密闭容器内加入2 mol CO和6 mol H2，在一定条件下发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g) ΔH<0。该反应的逆反应速率与时间关系如图所示：
由图可知反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而在t2、t8时都改变了条件，试判断t8时改变的条件可能是 使用了催化剂 。
(4)工业上也可采用乙苯()气体催化脱氢法制取H2，同时生成苯乙烯()气体。其他条件不变时，在不同催化剂(n、m、p)作用下，反应进行相同时间后，乙苯的转化率随反应温度的变化如图所示。相同温度下，三种催化剂(n、m、p)的催化活性由高到低的顺序为 n>m>p ；b点乙苯的转化率高于a点的原因是 a、b点都未达到平衡，b点温度高，速率快，消耗的量多，因此转化率大 。
[解析] (1)增加C的物质的量，不能改变其浓度，不能加快化学反应速率；升高反应温度，能加快化学反应速率；充入CO增大生成物的浓度，可使化学反应速率加快。(2)①v(CO2)＝v(CO)＝＝0.16 mol·L－1·min－1。②计算可知，实验1的平衡常数大于实验2的平衡常数，则升高温度，K减小，则正反应为放热反应，逆反应是吸热反立。(3)该反应前后气体的化学计量数之和不等，t8时逆反应速率增大但平衡不移动，故只能是使用了催化剂的原因。(4)根据图中信息，相同温度下，三种催化剂(n、m、p)的催化活性由高到低的顺序为n>m>p；根据图中信息，a、b点都未达到平衡，b点温度高，速率快，消耗的量多，因此转化率大。(共127张PPT)
第七章
化学反应速率与化学平衡
第20讲 化学反应速率
1.知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。
2．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
3．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
4．能进行化学反应速率的简单计算，能通过实验探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响，能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
5．能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题，能讨论化学反应条件的选择和优化。
必备知识·梳理夯实
1．化学反应速率
2 mol·L－1·min－1
化学计量数
m：n：p：q
(2)实例：在一定温度下，如在一个2 L的密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)，加入2 mol A，1 s后剩余1.4 mol，则v(A)＝_______________________，v(B)＝__________________________，v(C)＝_________________________。
[微点拨] 计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
0.3 mol·L－1·s－1
0.1 mol·L－1·s－1
0.2 mol·L－1·s－1
(3)三段式法
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。
对于反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下：
4．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(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。
(2)定量比较
同一化学反应中，用不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法：
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)化学反应速率是指一定时间内物质浓度的变化。( )
(3)化学反应速率的数值越大，代表反应速率越快。( )
[提示] 同一化学反应用不同物质表示时，速率数值不一定相同。
×
×
×
(4)化学反应中任何一种物质在单位时间内的浓度变化量都可以用来表示化学反应速率。( )
[提示] 化学反应速率不能用固体或纯液体来表示。
×
√
(6)在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同。( )
(7)有时也可以用单位时间内某物质的物质的量的变化量来表示化学反应速率。( )
√
√
×
(9)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，所以不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。( )
(10)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。( )
(11)反应速率一般是指某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。( )
√
×
√
√
(13)根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢。( )
(14)合成氨反应，5 s末v(H2)＝0.5 mol·L－1·s－1时，v(NH3)＝1 mol·L－1·s－1。( )
(15)对于反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，v(NO)与v(O2)的关系为4v(NO)＝5v(O2)。( )
(16)甲、乙两容器中分别充入2 mol NO2和4 mol NO2,5分钟后两者各反应掉NO2 1 mol和2 mol，则说明乙中反应速率大。( )
√
×
×
×
(18)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。( )
(19)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的量浓度为0.8 mol·L－1。( )
×
×
×
2．在25 ℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸里放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：
(1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是_________________________。
(2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是_________________________。
(3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是__________。
0.25 mol·L－1· min－1
0.25 mol·L－1· min－1
前2 min
3．(1)某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析：
①该反应的化学方程式为______________。
②反应开始至2 min末， X的反应速率为_____________________。
③该反应是由______(填序号)开始的。
A．正反应 B．逆反应
C．正、逆反应同时
0.067 mol·L－1·min－1
C
(2)对于反应：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，能否用C来表示该反应的化学反应速率？_______
[提示] 因固体或纯液体的浓度是常数，不随量的改变而改变，故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。
不能
考点突破·训练提升
典例 1
微考点1 化学反应速率的计算
(1)(2023·四川凉山州模拟)反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列反应速率的表示正确的是( )
A．在这2 min内用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1
B．在这2 min内用C表示的反应速率是0.2 mol·L－1·min－1
C．2 min末时的反应速率，用B表示是0.3 mol·L－1·min－1
D．在这2 min内用B表示的反应速率的值是减小的，C表示的反应速率逐渐增大
B
C
下列说法正确的是( )
A．在10～12 min内，以Cl2浓度变化表示的该反应平均反应速率为5×10－3 mol·L－1·s－1
B．改变的条件分别是第4 min时，升高了温度；第10 min时，移走了部分CO；第14 min时，将容器体积压缩了1.5倍
C．第13 min时，COCl2的浓度为0.03 mol·L－1
D．第18 min时，向容器中加入催化剂，各物质的浓度变化状况可能如上图2所示
C
后增加，应为移走CO导致，第14 min时，CO、Cl2浓度瞬间减小之后增大，应为扩大体积使平衡正向移动导致，根据瞬间的浓度变化可知体积瞬间增大为原来的1.5倍，故B错误；12 min时反应已经平衡，由图可知10 min时COCl2的浓度为0.04 mol·L－1,10～12 min Cl2浓度增加0.01 mol·L－1，则COCl2的浓度减小0.01 mol·L－1，即为0.03 mol·L－1，故C正确；催化剂对平衡无影响，不会改变各物质的平衡浓度，故D错误。
时间/min 0 5 10 15
固体质量/g 200 170 154 146
C
A.0.025 mol·L－1·min－1
B．0.05 mol·L－1·min－1
C．0.075 mol·L－1·min－1
D．0.15 mol·L－1·min－1
t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0
n(Cl2)/10－3 mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2
计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)。
典例 2
C
〔对点集训2〕 (1)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
①v(A)＝0.45 mol·L－1·min－1
②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1
③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1
④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1
下列有关反应速率的比较中正确的是( )
A．④>③＝②>① B．④<③＝②<①
C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
A
[解析] 若四种反应速率都用A表示[单位mol·L－1·s－1]，分别为①v(A)＝0.007 5 mol·L－1·s－1，②v(A)＝0.2 mol·L－1·s－1，③v(A)＝0.2 mol·L－1·s－1，④v(A)＝0.225 mol·L－1·s－1，所以反应速率：④>③＝②>①，故A正确。
③>①>②>⑤>④
[解析] ②经转化可表示为v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 mol·L－1·min－1；
③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1·min－1；
④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1；
⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1，故③>①>②>⑤>④。
归纳拓展
化学反应速率大小的比较方法
由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。
(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。
(2)单位统一后，换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。
微考点3 根据化学反应速率图像确定方程式
(1)(2023·山西长治模拟)一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )
典例 3
D
(2)某温度时，在2 L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：该反应的化学方程式为_______________。反应开始至2 min时，用Z表示的反应速率为___________________________。
0.05 mol·L－1·min－1
[解析] 由题图可知，X、Y的物质的量随反应的进行而减少，Z的物质的量随反应的进行而增大，则X和Y为反应物，Z为生成物。
Δn(X)＝1.0 mol－0.7 mol＝0.3 mol，
Δn(Y)＝1.0 mol－0.9 mol＝0.1 mol，
Δn(Z)＝0.2 mol－0 mol＝0.2 mol，
Δn(X)：Δn(Y)：Δn(Z)＝3：1：2，
D
A．从反应开始到刚达到平衡时间段内：v(Q)＝0.02 mol·L－1·s－1
B．a、b两时刻生成Q的速率：v(a)C．用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时段内的反应速率：v(ab)>v(bc)＝0
D．其他条件相同，起始时将0.2 mol·L－1氦气与Q混合，则反应达到平衡所需时间少于60 s
(2)根据如图填空：
①反应物是__________；生成物是______。
②在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为_________________、_________________、_________________。
③该反应的化学方程式是_________________。
A、B
C
3 mol·L－1·min－1
2 mol·L－1·min－1
3 mol·L－1·min－1
由图像确定化学方程式需要解决的问题
1 确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。
2 确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。
3 反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。
归纳拓展：
1
2
3
必备知识·梳理夯实
1．影响化学反应速率的因素
(1)内因(主要因素)：反应物本身的结构与________，反应类型相同，但反应物不同，反应速率不同。如相同条件下，Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是____________________。
性质
Na>Mg>Al
(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)
[微点拨] (1)浓度对化学反应速率的影响的理解
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，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。
(3)化学反应速率的基本图像
增大
增大
增大
减小
2.化学反应速率的理论解释——有效碰撞理论
(1)基本概念
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系(外界条件的改变，本质上是改变了活化分子的浓度，从而改变反应速率)
[微点拨] 分析外界因素对化学反应速率的影响时三注意：
(1)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。
(2)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。
(3)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)中和反应、沉淀反应等反应速率很快，理由是这些反应的活化能很小几乎为零。( )
(2)活化分子的碰撞都是有效碰撞。( )
(3)升高温度和增大压强均可增大活化分子百分数。( )
(4)催化剂可以参与反应，改变反应机理。( )
√
×
×
√
(6)Zn与稀H2SO4反应时，向酸中加几滴CuSO4溶液可以加快反应，加入醋酸钠溶液可以减缓反应。( )
(7)增加反应物的物质的量，一定能使反应速率增大。( )
×
√
×
×
(9)升高温度可以使吸热反应的反应速率加快，但放热反应的反应速率减慢。( )
(10)对于高温、高压、使用催化剂条件下的反应A一定比常温常压无催化剂条件下的反应B速率快。( )
(11)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小。( )
(12)对有气体参加的反应体系，缩小容器体积，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。( )
×
×
×
×
(13)碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加CaCO3固体的量，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率。( )
(14)固体、纯液体的“物质的量”变化，而化学反应速率不改变。( )
(15)使用一种催化剂能加快所有反应的速率。( )
[提示] 催化剂具有选择性，没有一种催化剂是万能的。
√
√
×
(16)决定化学反应速率快慢的根本因素是温度、浓度和催化剂。( )
[提示] 化学反应速率的决定因素是反应物自身的性质。
(17)金属铝与硫酸反应时，增大硫酸的浓度可以提高产生氢气的速率。( )
[提示] 浓硫酸使金属铝发生钝化，不再产生氢气。
×
×
(18)对于一个特定的反应，在恒容或恒压容器中加入惰性气体，对反应速率的影响情况相同。( )
[提示] 恒容容器中加入无关气体，各物质浓度不变，反应速率不变；恒压容器中加入无关气体，因体积增大，各物质浓度减小，反应速率减小。
×
(19)升高温度可以同时增大活化分子数和活化分子百分数，加快反应速率。( )
[提示] 体系从外界吸收能量后，活化分子数和百分数均增大。
(20)其他条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大。( )
√
×
2．(1)按要求填空。
①形状、大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁________铝。
小于
②对于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”或“不变”)
A．升高温度：________；
B．增大盐酸浓度：________；
C．增大铁的质量：________；
D．增加盐酸体积：________；
E．把铁片改成铁粉：________；
F．滴入几滴CuSO4溶液：________；
G．加入NaCl固体：________。
增大
增大
不变
不变
增大
增大
不变
③若把②中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2，为什么？____________________________________________________。
否。Fe和稀硝酸反应生成NO；常温下，Fe遇浓硫酸钝化
(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：________，原因是______________________
____________________________________________。
②恒容充入N2：________。
③恒容充入He：________，原因是___________________________
___________________。
④恒压充入He：________。
增大
单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，因而反应速率增大
增大
不变
单位体积内活化分子数不变，
因而反应速率不变
减小
(3)升高温度和使用催化剂都能加快反应速率，从活化分子的角度分析两者有何相同点与不同点？
[提示] 相同点：都增大了活化分子数与活化分子百分数。不同点：温度升高是增加了分子的能量，使达到活化分子要求的分子数增多；使用催化剂是降低了活化能，从而使达到要求的活化分子数增多。
(4)在铁与稀硫酸的反应混合物中分别加入少量①CuSO4、②CH3COONa固体，产生氢气的速率如何变化？解释变化的原因。
[提示] 加少量CuSO4产生氢气的速率加快；原因是Fe置换Cu2＋生成单质Cu，Cu与Fe及H2SO4形成原电池加快反应速率。加入CH3COONa固体产生H2的速率减小；原因是CH3COO－结合H＋，降低了H＋浓度，反应速率减小。
考点突破·训练提升
典例 1
下列说法正确的是( )
A．600～1 200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4 mol·L－1·s－1
B．反应2 220 s时，放出的O2体积为11.8 L(标准状况)
C．反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2)
D．推测上表中的x为3 930
D
①减小容器容积使压强增大 ②增加碳的量 ③恒容时通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2
A．仅有①③⑤ B．仅有②④
C．仅有①③ D．仅有③⑤
C
[解析] 该反应为有气体参加的反应，减小容积以增大压强，反应速率加快，①正确；增加碳的量，固体物质的浓度不变，不影响化学反应速率，②错误；恒容时通入CO2，反应物浓度增大，反应速率加快，③正确；恒压下充入N2，容器容积增大，反应物浓度减小，反应速率减小，④错误；恒容下充入N2，反应物的浓度不变，反应速率不变，⑤错误。
(2)(2023·河北衡水检测)下列说法正确的是( )
A．0.1 mol·L－1盐酸和0.1 mol·L－1硫酸与2 mol·L－1 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 mol·L－1盐酸反应，其反应速率相同
C．Mg、Al在相同条件下分别与0.1 mol·L－1盐酸反应，其反应速率相同
D．0.1 mol·L－1盐酸和0.1 mol·L－1硝酸与形状和大小相同的大理石反应，其反应速率相同
D
[解析] 0.1 mol·L－1盐酸中H＋的浓度为0.1 mol·L－1,0.1 mol·L－1 H2SO4中H＋的浓度为0.2 mol·L－1，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 mol·L－1盐酸和0.1 mol·L－1硝酸中H＋的浓度相同，反应速率相同，D项正确。
A．保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2(g)，反应速率一定加快
B．保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快
C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快
D．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1mol I2(g)，反应速率一定加快
A
[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。
典例 2
C
〔对点集训2〕 (1)(2023·湖南攸县一中月考)氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体，且易转换成颗粒污染物。碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：
第一步I2(g)―→2I(g)(快反应)
第二步I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g)(慢反应)
第三步IO(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋O2(g)＋I(g)(快反应)
实验表明，含碘时N2O分解速率方程v＝k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是( )
A．N2O分解反应中，k(含碘)>k(无碘)
B．第一步对总反应速率起决定作用
C．第二步活化能比第三步小
D．I2浓度与N2O分解速率无关
A
[解析] 由题可知碘的存在提高N2O的分解速率，v＝k·c(N2O)·[c(I2)]0.5中v与k成正比，则k(含碘)>k(无碘)，A正确；慢反应对总反应速率起决定作用，第二步起决定作用，B错误；第二步反应慢，活化能大，即第二步活化能比第三步大，C错误；根据N2O分解速率方程v＝k·c(N2O)·[c(I2)]0.5，I2浓度与N2O分解速率有关，D错误。
(2)(2023·湖南怀化期中)CO甲烷化反应为CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(l)：下图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)，其中步骤②反应速率最慢。下列说法正确的是( )
A
A．步骤①只有非极性键断裂
B．步骤②需要吸收能量
C．步骤③的活化能最高
D．使用该催化剂能有效提高CO的平衡转化率
[解析] 步骤①只有H—H非极性键断裂，A正确；步骤②是成键过程，断键吸热，成键放热，故步骤②放出能量；B错误；步骤②反应速率最慢，活化能最高，C错误；催化剂不影响化学平衡，影响反应速率，D错误。
典例 3
微考点3 控制变量法探究影响化学反应速率的因素
(1)(2023·山东滨州检测)已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。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 mol·L－1 酸性KMnO4 溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 体积/mL 水的体 积/mL 反应温 度/℃ 反应时
间/min
Ⅰ 2 2 0 20 2.1
Ⅱ V1 2 1 20 5.5
Ⅲ V2 2 0 50 0.5
下列说法不正确的是( )
A．V1＝1，V2＝2
B．设计实验Ⅰ、Ⅲ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Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1·min－1
C
[解析] 实验Ⅰ和实验Ⅱ反应温度相同，实验Ⅱ中加入了1 mL水，根据控制变量的原则，溶液总体积应保持不变，因而V1＝1，类比分析可得V2＝2，A正确；实验Ⅰ、Ⅲ的温度不同，其他条件相同，因而可知设计实验Ⅰ、Ⅲ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，因而可用颜色变化来判断反应终点，即实验计时是从溶液混合
(2)(2023·天津模拟改编)某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下，按照如表方案完成实验。
实验编号 反应物 催化剂
① 10 mL 2% H2O2溶液 无
② 10 mL 5% H2O2溶液 无
③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液
④ 10 mL 5% H2O2溶液 ＋少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L－1
FeCl3溶液
⑤ 10 mL 5% H2O2溶液 ＋少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L－1
FeCl3溶液
A．实验①和②的目的是__________________________________。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是________________________________________________________________________。
探究反应物浓度对化学反应速率的影响
向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)
B．实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图：
分析如图能够得出的实验结论是_____________________________
_______________________________________。
碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率
[解析] A．实验①和②的浓度不同，则该实验的目的是探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较，则应向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)；B.由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。
〔对点集训3〕 (1)(2023·湖南永州一中月考)某实验小组用0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L－1硫酸为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如下表。
已知：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O
下列说法不正确的是( )
A．实验Ⅱ中10B．实验Ⅲ中a＝8
C．对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可得：温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大
D．对比实验Ⅰ、Ⅳ可得：浓度保持不变时，升高温度，化学反应速率增大
A
[解析] 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是在相同温度下进行，且实验Ⅱ的硫酸浓度比实验Ⅰ、Ⅲ的浓度大，反应速率快，所以时间短，则t<10，A错误；对比表格中数据可知0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液体积不变，只有硫酸溶液和水的体积在变，为了保证实验的准确性，硫酸和水的体积之和都是15，则有a＝15－7＝8，B正确；从表格中的数据可知，温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大，C正确；对比实验Ⅰ、Ⅳ可知，三种溶液的体积都相同，只有温度不同，实验Ⅳ的温度高于实验Ⅰ的温度，而且实验Ⅳ所用时间远小于实验Ⅰ的，故浓度保持不变时，升高温度，化学反应速率增大，D正确。
(2)①某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示：
A.本实验待测数据可以是____________________________________
_______________________________________；实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究____________对锌与稀硫酸反应速率的影响。
B．实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是______________________________
________________，写出有关反应的离子方程式：_________________
___________________________________。
反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间)
硫酸浓度
探究硫酸铜固体的质量对反应速率的影响
Zn＋Cu2＋===
Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
②为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验 序号 体积V/mL
K2S2O8 溶液 水 KI溶液 Na2S2O3 溶液 淀粉
溶液
A 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0
B 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0
C 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0
表中Vx＝_______，理由是__________________________________
____________________________。
2.0
保证反应物K2S2O8浓度的改变，
而其他物质浓度不变
[解析] ①实验Ⅰ和实验Ⅱ中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜，Cu2＋的氧化性强于H＋，首先发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的铜附着在锌表面，在稀硫酸溶液中构成原电池，加快化学反应速率。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖在锌表面，阻止锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率又会减慢。A.本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间”；实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。B.实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜的质量不同，可以探究加入硫酸铜固体的质量与反应速率的关系。
②实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0。
本讲要点速记：
1．化学反应速率计算的三个方法
(2)比例关系式法：化学反应速率之比等于化学计量数之比。
(3)三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。
3．三个反应速率的注意点
(1)所求反应速率为平均反应速率。
(2)不能用固体和纯液体表示。
(3)不同物质表示的反应速率值可能不同。
4．两个比较反应速率大小的方法
(1)归一法；(2)比值法。
5．增大化学反应速率的五个因素
(1)增大反应物浓度；
(2)增大气体反应物压强；
(3)升高温度；
(4)使用催化剂；
(5)增大固体反应物表面积。
6．控制变量法探究影响反应速率的因素解题策略
