第33讲 化学反应速率及其影响因素(基础课)
1．了解化学反应速率的含义和定量计算方法。 2．了解速率方程与速率常数。 3．了解基元反应、反应历程、活化能的有关概念。 4．理解外界条件对化学反应速率的影响和碰撞理论。 5．了解催化反应历程的原理和断、成键问题。
化学反应速率及相关计算
1．化学反应速率的含义
化学反应速率的表示在特定的条件下也可以用其他量的变化表示，如v＝、v＝等。
2．化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率数值可能________，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的______________之比。
如在反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝____________或＝＝＝。
3．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，若，则不同情况下，用A表示的化学反应速率比用B表示的大。
4．速率方程与速率常数
(1)速率方程
一定温度下，对于基元反应，化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应：aA＋bB===gG＋hH
则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：①SO2Cl2 SO2＋Cl2
v＝k1·c(SO2Cl2)；
②2NO2 2NO＋O2 v＝k2·c2(NO2)；
③2H2＋2NO N2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO)。
(2)速率常数的影响因素
反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。
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反应物浓度的变化，单位可以是mol·L-1·s-1。 ( )
(2)甲、乙两容器中分别充入2 mol NO2和4 mol NO2，5 min后两者各反应掉1 mol 和2 mol NO2，则说明二者反应速率之比为1∶2。 ( )
(3)对于C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，在一定的时间内v(H2O)＝1 mol·L-1·s-1，可知v(C)＝。 ( )
(4)对于2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，v(SO2)＝与v(O2)＝表示的反应速率前者大。 ( )
化学反应速率的有关计算
1．(人教版选择性必修1内容改编)飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应为C2I2F4F2—F2＋2I·，经过2×10-15 s 后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1。下列说法正确的是( )
A．用I·的浓度变化表示的化学反应速率是6×1010 mol·L-1·s-1
B．在2×10-15 s时，I·的浓度是C2I2F4浓度的2倍
C．2×10-15 s末时，C2I2F4的化学反应速率是3×1010 mol·L-1·s-1
D．F2—F2、I·的化学反应速率关系：v(F2—F2)＝2v(I·)
2．(2025·绵阳模拟)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/min SO2(g)/mol O2(g)/mol SO3(g)/mol
0 4 2 0
5 1.5
10 2
15 1
若在起始时总压为p0 kPa，化学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×气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的化学反应速率v(SO2)＝________ kPa·min-1。
3．丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。
反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g) ΔH1＝＋125 kJ·mol-1
反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋O2(g)===C3H6(g)＋H2O(g) ΔH2＝－118 kJ·mol-1
在温度为T时，通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)＝10∶5∶85的混合气体，各组分气体的分压随时间的变化关系如图所示。0～1.2 s生成C3H6的平均速率为________kPa·s-1；在反应一段时间后，C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因为_____________________________________。
“三段式”求算v(X)、α模板
根据已知条件列“三段式”计算。
例如，反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)
①t0浓度 a b 0
②转化浓度 x
③t1浓度 a－x b－
v(A)＝，v(B)＝，v(C)＝，
α(A)＝×100%。
速率方程及速率常数
4．甲异腈(CH3NC)在恒容密闭容器中发生异构化反应：CH3NC(g)―→CH3CN(g)，反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的化学反应速率v与c的关系为v＝kc，k为速率常数(常温下为常数)，a点和b点化学反应速率相等，即v(a)＝v(b)。下列说法错误的是( )
A．bf段的平均反应速率为1.0×10-4 mol·L-1·min-1
B．a点反应物的活化分子数多于d点
C．T1>T2
D．3v(d)＝2v(e)
5．(2025·福州模拟)某反应A(g)＋B(g)―→C(g)＋D(g)的速率方程为v＝k·cm(A)·cn(B)，其半衰期(当剩余反应物物质的量恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示：
c(A)/( mol·L-1) c(B)/(mol·L-1) v/(10-3mol·L-1·min-1)
0.25 0.050 1.4
0.50 0.050 2.8
1.00 0.050 5.6
0.50 0.100 2.8
下列说法正确的是( )
A．速率方程中的m＝1、n＝1
B．该反应的速率常数k＝2.8×10-3 min-1
C．增大反应物浓度，k增大导致反应的瞬时速率增大
D．在过量的B存在时，反应掉87.5%的A所需的时间是375 min
化学反应速率的影响因素
1．活化能与反应历程
(1)反应历程(反应机理)
2HI===H2＋I2的反应分下列两步反应历程：
2HI―→H2＋2I· 2I·―→I2
其中每一步反应都称为________反应。反应历程又称反应机理。
(2)有效碰撞
①定义：能够发生化学反应的碰撞。
②条件：反应物分子必须具有一定的能量和碰撞时有________________。
(3)活化分子：能发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子。
(4)活化能及其意义
____________具有的平均能量与____________具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。活化能越小，化学反应速率________。
2．影响化学反应速率的外界因素及理论解释
(1)浓度：其他条件相同时，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________，化学反应速率增大。
(2)温度：其他条件相同时，升高温度，增加了反应物分子中____________________，单位体积内活化分子数________，单位时间内有效碰撞的次数________，化学反应速率增大。
(3)压强：其他条件相同时，增大压强，反应物浓度________，单位体积内活化分子数________，单位体积内有效碰撞的次数增加，化学反应速率增大。
(4)催化剂：使用催化剂，反应活化能降低，活化分子百分数________，单位体积内反应物分子中活化分子数________，化学反应速率增大。
(5)其他：通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。
压强对化学反应速率的影响
①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大。
②恒温恒容：充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不变(活化分子浓度不变)―→化学反应速率不变。
③恒温恒压：充入“惰性气体”体积增大各反应物浓度减小(活化分子浓度减小)化学反应速率减小。
总之，压强影响化学反应速率的本质是引起反应物浓度的改变。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)活化分子的碰撞为有效碰撞，可以发生反应。 ( )
(2)在多步反应历程中，活化能大的基元反应决定化学反应速率。 ( )
(3)对于反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，增加C的量可以增大化学反应速率。 ( )
(4)Zn与稀硫酸反应时，向其中加几滴CuSO4溶液可以加快反应，加入醋酸钠溶液可以减缓反应。 ( )
(5)体系压强增大，有气体参加的化学反应速率一定增大。 ( )
(6)使用高效催化剂，可增加活化分子的百分数，活化能降低。 ( )
影响化学反应速率的因素
1．某温度下，在容积一定的密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是( )
A．向容器中充入氩气，化学反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．将容器的容积压缩，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多
2．(2025年1月·陕晋青宁高考适应性考试)一定温度下，恒容密闭容器中，物质Z发生反应：Z(g) X(g)＋2Y(g) ΔH>0，一段时间后开始计时，测得各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．曲线Ⅰ代表物质X，曲线Ⅲ代表物质Z
B．图中t1时刻的正反应速率大于t2时刻
C．若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．0～40 min，用物质Y表示的平均反应速率为0.3 mmol·L-1·min-1
“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素
“控制变量法”探究影响化学反应速率因素的步骤
3．某化学小组为了探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 溶液褪至无色所需时间/min
溶液 溶液 溶液
① 25 3.0 V1 2.0 3.0 1.5
② 25 2.0 3.0 2.0 3.0 2.7
③ 50 2.0 V2 2.0 3.0 1.0
(1)V1＝________，V2＝________。
(2)实验①②探究的是______________对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是____________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验________(填实验编号)。
(4)该小组根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化的趋势如图1所示，但有同学查阅已有实验资料发现，该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的实际趋势如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并设计实验方案④继续进行实验探究。
实验编号 实验温度/℃ 试管中所加试剂及其用量/ 再加入某种固体 溶液褪至无色所需时间/min
溶液 溶液 溶液
④ 25 2.0 3.0 2.0 3.0 MnSO4 t
(Ⅰ)该小组同学提出的假设是___________________________________________
___________________________________________________________________。
(Ⅱ)若该小组同学提出的假设成立，应观察到____________(填现象)。
1．(2024·北京卷，T10)可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－114.4 kJ·mol-1。如图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是( )
A．Y为反应物HCl，W为生成物H2O
B．反应制得1 mol Cl2，须投入2 mol CuO
C．升高反应温度，HCl被O2氧化制Cl2的反应平衡常数减小
D．图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
写出催化机理中涉及反应的化学方程式。
2．(2024·河北卷，T14)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图( 表示吸附态)。
下列说法错误的是( )
A．PDA捕获CO2的反应为＋CO2
B．路径2是优先路径，速控步骤反应式为C＋＋e-C2＋
C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同
D．三个路径速控步骤均涉及C转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生
3．(2023·山东卷，T20节选)一定条件下，水气变换反应CO＋H2O CO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应：
Ⅰ.HCOOH CO＋H2O(快)
Ⅱ.HCOOH CO2＋H2(慢)
研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H＋仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。
反应Ⅰ正反应速率方程为v＝kc(H＋)·c(HCOOH)，k为反应速率常数。T1温度下，HCOOH电离平衡常数为Ka，当HCOOH平衡浓度为x mol·L-1时，H＋浓度为______ mol·L-1，此时反应Ⅰ正反应速率v＝________ mol·L-1·h-1(用含Ka、x和k的代数式表示)。
(1)其他条件不变时，只升高温度，速率常数k________(填“变大”或“变小”或“不变”)。
(2)题中的Ⅰ、Ⅱ反应的活化能较大的为______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”，下同)，在总反应中，决定速率的步骤是________。
第33讲 化学反应速率及其影响因素(基础课)
考点一
[必备知识梳理]
1．快慢 减小 增大 反应物浓度或生成物浓度 反应时间 mol·L-1·min-1 mol·L-1·s-1 正值 常数
2．不同 化学计量数 a∶b∶c∶d
易错辨析 (1)× (2)× (3)× (4)×
[关键能力提升]
1．A [根据化学方程式中物质间的转化关系可知C2I2F4~2I·，经过2×10-15 s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1，则I·的浓度变化为1.2×10-4 mol·L-1，用I·的浓度变化表示的化学反应速率v(I·)＝＝6×1010 mol·L-1·s-1，A项正确；在2×10-15 s时，I·改变的浓度是C2I2F4改变的浓度的2倍，而不是I·的浓度是C2I2F4浓度的2倍，B项错误；0~2×10-15 s，C2I2F4的平均速率v(C2I2F4)＝＝3×1010 mol·L-1·s-1，而不是2×10-15 s末时C2I2F4的瞬时速率为3×1010 mol·L-1·s-1，C项错误；化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则F2—F2、I·的化学反应速率关系为2v(F2—F2)＝v(I·)，D项错误。]
2．解析：根据题给信息列出三段式：
2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g)
初始/mol 4 2 0
转化/mol 2 1 2
10 min时/mol 2 1 2
恒温恒容下，气体总压之比等于气体总物质的量之比，所以10 min时体系总压p10 min满足，即p10 min＝p0 kPa，p初始(SO2)＝p0 kPa，p10 min(SO2)＝p0 kPa×p0 kPa，故v(SO2)＝ kPa·min-1。
答案：
3．解析：由题图可知，0~1.2 s内，C3H6的分压由0增大到2.4 kPa，则生成C3H6的平均速率为v(C3H6)＝ kPa·s-1＝2 kPa·s-1。若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，C3H6的分压应大于H2和H2O的分压，但由题图知，随着反应进行，分压：p(H2O)>p(C3H6)>p(H2)，且有CO2生成，H2分压降低，故体系中还发生反应C3H6＋O2===3CO2＋3H2O和H2＋O2===H2O，即H2和C3H6都消耗O2，导致C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1。
答案：2 H2和C3H6都消耗O2
4．C [bf段的平均反应速率v＝＝1.0×10-4 mol·L-1·min-1，A正确；a点速率比d点速率大，则a点反应物的活化分子数多于d点，B正确；a点甲异腈浓度比b点低，根据a点和b点化学反应速率相等，ka>kb，故T15．D [将第一组数据和第二组数据代入v＝k·cm(A)·cn(B)可得m＝，则m＝1，将第二组数据和第四组数据代入v＝k·cm(A)·cn(B)可得n＝，则n＝0，A错误；根据m＝1，n＝0，则v＝k·c(A)，代入第一组数据可得，k＝5.6×10-3 min-1，B错误；增大反应物的浓度，增大了化学反应速率，并没有改变瞬时速率常数k(受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响，与浓度无关)，C错误；存在过量的B时，反应掉87.5%的A可以看作经历3个半衰期，即50%＋25%＋12.5%，因此所需的时间为＝375 min，D正确。]
考点二
[必备知识梳理]
1．(1)基元 (2)合适的取向 (4)活化分子 反应物分子 越大
2．(1)增多 增加 (2)活化分子的百分数 增多 增加 (3)增大 增多 (4)增加 增多
易错辨析 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√
[关键能力提升]
1．A [A项，恒容通“惰性气体”，反应物浓度没有改变，化学反应速率不变，正确；B项，W为固体，加入W，化学反应速率不改变，错误；C项，升高温度，v正、v逆均增大，错误；D项，改变压强，活化分子百分数不变，错误。]
2．B [结合反应方程式以及题图中物质的浓度变化，减少的为反应物，增加的为生成物，生成物的浓度增加量之比等于化学计量数之比，可知曲线Ⅲ代表物质Z，曲线Ⅰ代表物质Y，曲线Ⅱ代表物质X，据此分析解答。曲线Ⅰ代表物质Y，曲线Ⅲ代表物质Z，故A错误；t1时刻反应物的浓度大于t2时刻，浓度越大，反应速率越快，则t1时刻的正反应速率大于t2时刻，故B正确；升高温度，正反应速率加快，逆反应速率也加快，故C错误；0~40 min，用物质Z表示的平均反应速率v(Z)＝＝0.3 mmol·L-1·min-1，根据速率之比等于化学计量数之比可知，物质Y表示的平均反应速率v(Y)＝2v(Z)＝0.6 mmol·L-1·min-1，故D错误。]
3．(1)2.0 3.0 (2)反应物浓度 其他条件不变，增大(减小)反应物浓度，化学反应速率增大(减小) (3)②③
(4)(Ⅰ)Mn2+对该反应有催化作用 (Ⅱ)溶液褪至无色时间变短
[高考真题 衍生变式]
1．B [由该反应的热化学方程式可知，该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O；CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl，则Y为HCl；Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2，则W为H2O；CuCl2分解为X和CuCl，则X为Cl2；CuCl和Z反应生成Cu2OCl2，则Z为O2。综上所述，X、Y、Z、W依次是Cl2、HCl、O2、H2O。由分析可知，Y为反应物HCl，W为生成物H2O，A正确；CuO在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B错误；总反应为放热反应，其他条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C正确；图中涉及的两个氧化还原反应是CuCl2―→CuCl和CuCl―→Cu2OCl2，D正确。]
真题变式 CuO＋HCl===Cu(OH)Cl，2Cu(OH)Cl===Cu2OCl2＋H2O，Cu2OCl2===CuO＋CuCl2，2CuCl2===2CuCl＋Cl2，4CuCl＋O2===2Cu2OCl2。
2．D [根据题给反应路径图可知，PDA(1，3 丙二胺)捕获CO2的产物为，因此PDA捕获CO2的反应为＋CO2―→，A正确；由反应进程中的能量变化可知，路径2的最大能垒最小，因此与路径1和路径3相比，路径2是优先路径，且路径2的最大能垒存在于C―→C2的步骤，根据反应路径2图示可知，该步骤有参与反应，因此速控步骤反应式为C＋＋e-―→C2＋，B正确；根据反应路径图可知，路径1、3经历了不同的反应步骤，但产物均为MgCO3，而路径2、3的起始物均为，产物分别为MgC2O4和MgCO3，C正确；根据反应路径与相对能量的图像可知，三个路径的速控步骤中C都参与了反应，且由B项分析可知，路径2的速控步骤伴有PDA再生，但路径3的速控步骤为C得电子转化为CO和C，没有PDA的生成，D错误。]
3．解析：HCOOH的电离方程式为HCOOH HCOO-＋H+，HCOOH溶液中，c(HCOO-)＝c(H+)，则平衡常数Ka＝，则c(H+)＝ mol·L-1，故反应Ⅰ的正反应速率v＝kx＝k mol·L-1·h-1。
答案： k
真题变式 (1)变大 (2)Ⅱ Ⅱ
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第一篇 考点突破
第四部分 化学反应原理
第七章 化学反应速率与化学平衡
第33讲 化学反应速率及其影响因素(基础课)
1．了解化学反应速率的含义和定量计算方法。
2．了解速率方程与速率常数。
3．了解基元反应、反应历程、活化能的有关概念。
4．理解外界条件对化学反应速率的影响和碰撞理论。
5．了解催化反应历程的原理和断、成键问题。
考点一 化学反应速率及相关计算
1．化学反应速率的含义
快慢
减小
增大
反应物浓度或生成物浓度
反应时间
mol·L－1·min－1
mol·L－1·s－1
正值
常数
化学反应速率的表示在特定的条件下也可以用其他量的变化表示，如v＝、v＝等。
2．化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率数值可能____，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的__________之比。
如在反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)
∶v(D)＝______________或。
不同
化学计量数
a∶b∶c∶d
3．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)，比较与，若>，则不同情况下，用A表示的化学反应速率比用B表示的大。
4．速率方程与速率常数
(1)速率方程
一定温度下，对于基元反应，化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应：aA＋bB===gG＋hH
则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：①SO2Cl2 SO2＋Cl2 v＝k1·c(SO2Cl2)；
②2NO2 2NO＋O2 v＝k2·c2(NO2)；
③2H2＋2NO N2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO)。
(2)速率常数的影响因素
反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。
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反应物浓度的变化，单位可以是
mol·L-1·s-1。 ( )
(2)甲、乙两容器中分别充入2 mol NO2和4 mol NO2，5 min后两者各反应掉1 mol 和2 mol NO2，则说明二者反应速率之比为1∶2。 ( )
(3)对于C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，在一定的时间内v(H2O)＝
1 mol·L-1·s-1，可知v(C)＝1 mol·L-1·s-1。 ( )
(4)对于2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，v(SO2)＝1 mol·L-1·s-1与v(O2)＝
0.5 mol·L-1·s-1表示的反应速率前者大。 ( )
×
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考向1 化学反应速率的有关计算
1．(人教版选择性必修1内容改编)飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应为C2I2F4===F2—F2＋2·，经过2×10-15 s 后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1。下列说法正确的是( )
A．用·的浓度变化表示的化学反应速率是6×1010 mol·L-1·s-1
B．在2×10-15 s时，·的浓度是C2I2F4浓度的2倍
C．2×10-15 s末时，C2I2F4的化学反应速率是3×1010 mol·L-1·s-1
D．F2—F2、·的化学反应速率关系：v(F2—F2)＝2v(·)
√
A [根据化学方程式中物质间的转化关系可知C2I2F4～2·，经过2×10-15 s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1，则·的浓度变化为1.2×10-4 mol·L-1，用·的浓度变化表示的化学反应速率v(·)＝＝6×1010 mol·L-1·s-1，A项正确；在2×10-15 s时，·改变的浓度是C2I2F4改变的浓度的2倍，而不是·的浓度是C2I2F4浓度的2倍，B项错误；0～2×10-15 s，C2I2F4的平均速率v(C2I2F4)＝3×1010 mol·L-1·s-1，而不是2×10-15 s末时C2I2F4的瞬时速率为3×1010 mol·L-1·s-1，C项错误；化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则F2—F2、·的化学反应速率关系为2v(F2—F2)＝v(·)，D项错误。]
2．(2025·绵阳模拟)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/min SO2(g)/mol O2(g)/mol SO3(g)/mol
0 4 2 0
5 1.5
10 2
15 1
若在起始时总压为p0 kPa，化学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×气态物质的物质的量分数，则
10 min内SO2(g)的化学反应速率v(SO2)＝________ kPa·min-1。
[解析] 根据题给信息列出三段式：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
初始/mol 4 2 0
转化/mol 2 1 2
10 min时/mol 2 1 2
恒温恒容下，气体总压之比等于气体总物质的量之比，所以10 min时体系总压p10 min满足，即p10 min＝，p初始(SO2)＝p0 kPa，p10 min(SO2)＝p0 kPa×，故v(SO2)＝ kPa·min-1。
3．丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。
反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g) ΔH1＝＋125 kJ·mol-1
反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋＋H2O(g) ΔH2＝－118 kJ·mol-1
在温度为T时，通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)＝10∶5∶85的混合气体，各组分气体的分压随时间的变化关系如图所示。0～1.2 s生成C3H6的平均速率为______kPa·s-1；在反应一段时间后，C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因为____________________。
2
H2和C3H6都消耗O2
[解析] 由题图可知，0～1.2 s内，C3H6的分压由0增大到2.4 kPa，则生成C3H6的平均速率为v(C3H6)＝ kPa·s-1＝
2 kPa·s-1。若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，C3H6的分压应大于H2和H2O的分压，但由题图知，随着反应进行，分压：O2===3CO2＋3H2O和H2＋O2===H2O，即H2和C3H6都消耗O2，导致C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1。
“三段式”求算v(X)、α模板
根据已知条件列“三段式”计算。
例如，反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)
①t0浓度 a b 0
②转化浓度 x
③t1浓度 a－x b－
v(A)＝，v(B)＝，v(C)＝，α(A)＝×100%。
考向2 速率方程及速率常数
4．甲异腈(CH3NC)在恒容密闭容器中发生异构化反应：CH3NC(g)―→CH3CN(g)，反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的化学反应速率v与c的关系为v＝kc，k为速率常数(常温下为常数)，a点和b点化学反应速率相等，即v(a)＝v(b)。下列说法错误的是( )
A．bf 段的平均反应速率为1.0×10-4 mol·L-1·min-1
B．a点反应物的活化分子数多于d点
C．T1>T2
D．3v(d)＝2v(e)
√
C [bf段的平均反应速率v＝＝1.0×10-4 mol·L-1·min-1，A正确；a点速率比d点速率大，则a点反应物的活化分子数多于d点，B正确；a点甲异腈浓度比b点低，根据a点和b点化学反应速率相等，ka>kb，故T15．(2025·福州模拟)某反应A(g)＋B(g)―→C(g)＋D(g)的速率方程为v＝k·cm(A)·cn(B)，其半衰期(当剩余反应物物质的量恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示：
C(A)/( mol·L-1) c(B)/( mol·L-1) v/(10-3mol·L-1·min-1)
0.25 0.050 1.4
0.50 0.050 2.8
1.00 0.050 5.6
0.50 0.100 2.8
下列说法正确的是( )
A．速率方程中的m＝1、n＝1
B．该反应的速率常数k＝2.8×10-3 min-1
C．增大反应物浓度，k增大导致反应的瞬时速率增大
D．在过量的B存在时，反应掉87.5%的A所需的时间是375 min
√
D [将第一组数据和第二组数据代入v＝k·，则m＝1，将第二组数据和第四组数据代入v＝k·cm(A)·，则n＝0，A错误；根据m＝1，n＝0，则v＝k·c(A)，代入第一组数据可得，k＝5.6×10-3 min-1，B错误；增大反应物的浓度，增大了化学反应速率，并没有改变瞬时速率常数k(受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响，与浓度无关)，C错误；存在过量的B时，反应掉87.5%的A可以看作经历3个半衰期，即50%＋25%＋12.5%，因此所需的时间为＝
375 min，D正确。]
考点二 化学反应速率的影响因素
1．活化能与反应历程
(1)反应历程(反应机理)
2HI===H2＋I2的反应分下列两步反应历程：
2HI―→H2＋2I· 2I·―→I2
其中每一步反应都称为____反应。反应历程又称反应机理。
基元
(2)有效碰撞
①定义：能够发生化学反应的碰撞。
②条件：反应物分子必须具有一定的能量和碰撞时有__________。
(3)活化分子：能发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子。
(4)活化能及其意义
________具有的平均能量与__________具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。活化能越小，化学反应速率____。
合适的取向
活化分子
反应物分子
越大
2．影响化学反应速率的外界因素及理论解释
(1)浓度：其他条件相同时，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____，化学反应速率增大。
(2)温度：其他条件相同时，升高温度，增加了反应物分子中________________，单位体积内活化分子数____，单位时间内有效碰撞的次数____，化学反应速率增大。
增多
增加
活化分子的百分数
增多
增加
(3)压强：其他条件相同时，增大压强，反应物浓度____，单位体积内活化分子数____，单位体积内有效碰撞的次数增加，化学反应速率增大。
(4)催化剂：使用催化剂，反应活化能降低，活化分子百分数____，单位体积内反应物分子中活化分子数____，化学反应速率增大。
(5)其他：通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。
增大
增多
增加
增多
压强对化学反应速率的影响
①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大。
②恒温恒容：充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不变(活化分子浓度不变)―→化学反应速率不变。
③恒温恒压：充入“惰性气体”体积增大各反应物浓度减小(活化分子浓度减小)化学反应速率减小。
总之，压强影响化学反应速率的本质是引起反应物浓度的改变。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)活化分子的碰撞为有效碰撞，可以发生反应。 ( )
(2)在多步反应历程中，活化能大的基元反应决定化学反应速率。 ( )
(3)对于反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，增加C的量可以增大化学反应速率。 ( )
(4)Zn与稀硫酸反应时，向其中加几滴CuSO4溶液可以加快反应，加入醋酸钠溶液可以减缓反应。 ( )
(5)体系压强增大，有气体参加的化学反应速率一定增大。 ( )
(6)使用高效催化剂，可增加活化分子的百分数，活化能降低。 ( )
×
√
×
√
×
√
考向1 影响化学反应速率的因素
1．某温度下，在容积一定的密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是( )
A．向容器中充入氩气，化学反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．将容器的容积压缩，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多
√
A [A项，恒容通“惰性气体”，反应物浓度没有改变，化学反应速率不变，正确；B项，W为固体，加入W，化学反应速率不改变，错误；C项，升高温度，v正、v逆均增大，错误；D项，改变压强，活化分子百分数不变，错误。]
2．(2025年1月·陕晋青宁高考适应性考试)一定温度下，恒容密闭容器中，物质Z发生反应：Z(g) X(g)＋2Y(g) ΔH>0，一段时间后开始计时，测得各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．曲线Ⅰ代表物质X，曲线Ⅲ代表物质Z
B．图中t1时刻的正反应速率大于t2时刻
C．若升高温度，正反应速率加快，逆反应
速率减慢
D．0～40 min，用物质Y表示的平均反应速
率为0.3 mmol·L-1·min-1
√
B [结合反应方程式以及题图中物质的浓度变化，减少的为反应物，增加的为生成物，生成物的浓度增加量之比等于化学计量数之比，可知曲线Ⅲ代表物质Z，曲线Ⅰ代表物质Y，曲线Ⅱ代表物质X，据此分析解答。曲线Ⅰ代表物质Y，曲线Ⅲ代表物质Z，故A错误；t1时刻反应物的浓度大于t2时刻，浓度越大，反应速率越快，则t1时刻的正反应速率大于t2时刻，故B正确；升高温度，正反应速率加快，逆反应速率也加快，故C错误；0～40 min，用物质Z表示的平均反应速率v(Z)＝＝0.3 mmol·L-1·min-1，根据速率之比等于化学计量数之比可知，物质Y表示的平均反应速率v(Y)＝2v(Z)＝
0.6 mmol·L-1·min-1，故D错误。]
考向2 “控制变量法”探究影响化学反应速率的因素
“控制变量法”探究影响化学反应速率因素的步骤
3．某化学小组为了探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 溶液褪至无色所需时间/min
0.6 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 3 mol·L-1 H2SO4溶液 0.05 mol·L-1 KMnO4溶液
① 25 3.0 V1 2.0 3.0 1.5
② 25 2.0 3.0 2.0 3.0 2.7
③ 50 2.0 V2 2.0 3.0 1.0
(1)V1＝________，V2＝________。
(2)实验①②探究的是______________对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是________________________
________________________________________________________。
(3)探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验________(填实验编号)。
2.0
3.0
反应物浓度
其他条件不变，增大(减小)反应物浓度，化学反应速率增大(减小)
②③
(4)该小组根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化的趋势如图1所示，但有同学查阅已有实验资料发现，该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的实际趋势如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并设计实验方案④继续进行实验探究。
实验编号 实验温度/℃ 试管中所加试剂及其用量/mL 溶液褪至无色所需时间/min
0.6 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 3 mol·L-1 H2SO4溶液 0.05 mol·L-1 KMnO4溶液 再加入某种固体
④ 25 2.0 3.0 2.0 3.0 MnSO4 t
(Ⅰ)该小组同学提出的假设是______________________________。
(Ⅱ)若该小组同学提出的假设成立，应观察到___________________
___(填现象)。
Mn2+对该反应有催化作用
溶液褪至无色时间变
短
高考真题 衍生变式
1．(2024·北京卷，T10)可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：4HCl(g)＋＋2H2O(g) ΔH＝－114.4 kJ·mol-1。如图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是( )
A．Y为反应物HCl，W为生成物H2O
B．反应制得1 mol Cl2，须投入2 mol CuO
C．升高反应温度，HCl被O2氧化制Cl2的反应平衡常数减小
D．图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
√
B [由该反应的热化学方程式可知，该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O；CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl，则Y为HCl；Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2，则W为H2O；CuCl2分解为X和CuCl，则X为Cl2；CuCl和Z反应生成Cu2OCl2，则Z为O2。综上所述，X、Y、Z、W依次是Cl2、HCl、O2、H2O。由分析可知，Y为反应物HCl，W为生成物H2O，A正确；CuO在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B错误；总反应为放热反应，其他条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C正确；图中涉及的两个氧化还原反应是CuCl2―→CuCl和CuCl―→Cu2OCl2，D正确。]
写出催化机理中涉及反应的化学方程式。
[答案] CuO＋HCl===Cu(OH)Cl，2Cu(OH)Cl===Cu2OCl2＋H2O，Cu2OCl2===CuO＋CuCl2，2CuCl2===2CuCl＋Cl2，4CuCl＋O2===2Cu2OCl2。
2．(2024·河北卷，T14)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(PDA)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。
下列说法错误的是( )
A．PDA捕获CO2的反应为
B．路径2是优先路径，速控步骤反应式为
C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同
D．三个路径速控步骤均涉及转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生
√
D [根据题给反应路径图可知，PDA(1，3-丙二胺)捕获CO2的产物为
，因此PDA捕获CO2的反应为 ＋CO2―→
，A正确；由反应进程中的能量变化可知，路径2的最大能
垒最小，因此与路径1和路径3相比，路径2是优先路径，且路径2的最大能垒存在于―→的步骤，根据反应路径2图示可知，该步骤有
B正确；根据反应路径图可知，路径1、3经历了不同的反应步骤，但产物均为
，而路径2、3的起始物均为
，C正确；根据反应路径与相对能量的图像可知，三个路径的速控步骤中都参与了反应，且由B项分析可知，路径2的速控步骤伴有PDA再生，但路径3的速控步骤为得电子转化为CO和，没有PDA的生成，D错误。]
参与反应，因此速控步骤反应式为
3．(2023·山东卷，T20节选)一定条件下，水气变换反应CO＋H2O CO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应：
Ⅰ．HCOOH CO＋H2O(快)
Ⅱ．HCOOH CO2＋H2(慢)
研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H＋仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。
反应Ⅰ正反应速率方程为v＝kc(H＋)·c(HCOOH)，k为反应速率常数。T1温度下，HCOOH电离平衡常数为Ka，当HCOOH平衡浓度为x mol·L-1时，H＋浓度为______ mol·L-1，此时反应Ⅰ正反应速率v＝________ mol·L-1·h-1(用含Ka、x和k的代数式表示)。
[解析] HCOOH的电离方程式为HCOOH HCOO－＋H＋，HCOOH溶液中，c(HCOO－)＝c(H＋)，则平衡常数Ka＝，则c(H＋)＝ mol·L-1，故反应Ⅰ的正反应速率v＝kx mol·L-1·h-1。
(1)其他条件不变时，只升高温度，速率常数k________(填“变大”或“变小”或“不变”)。
(2)题中的Ⅰ、Ⅱ反应的活化能较大的为______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”，下同)，在总反应中，决定速率的步骤是________。
变大
Ⅱ
Ⅱ
(建议用时：30分钟 总分：30分)
课时数智作业(三十三) 化学反应速率及其影响因素
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
(每小题只有一个选项正确，每小题3分，共18分)
1．某课题组研究煤燃烧过程中氮氧化物与砷反应的微观机理，对于所研究的三个反应，下列说法错误的是( )
反应 活化能/(kJ·mol-1)
As＋NO===AsO＋N 155.85
As＋N2O===AsO＋N2 78.45
As＋NO2===AsO＋NO 2.58
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
A．相同条件下的氧化性：NO2>NO
B．仅改变温度不能显著改变As与NO的化学反应速率
C．相同条件下，As与NO的化学反应速率最小
D．升高温度不能降低As与N2O反应的活化能
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
B [由As＋NO2===AsO＋NO可知，N元素的化合价降低，NO2为氧化剂，则相同条件下的氧化性：NO2>NO，A正确；仅改变温度能显著改变As与NO的化学反应速率，B错误；由表中信息可知，NO与As反应的活化能最大，则相同条件下As与NO的化学反应速率最小，C正确；升高温度，可增大活化分子百分数，增大化学反应速率，但不改变反应的活化能，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
2．下列说法不正确的是( )
A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能
B．图乙中HI分子发生了有效碰撞
C．盐酸和氢氧化钠溶液反应的活化能接近于零
D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数
增多，单位时间内有效碰撞次数增加
√
B [图乙中分子碰撞后无新物质生成，为无效碰撞，B错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
3．(2025·洛阳模拟)某温度下，向1 L恒容密闭容器中加入2.0 mol M(s)发生反应：2M(s) X(g)＋2Y(g)，有关数据如表所示。下列说法正确的是( )
时间段/min 产物Y的平均生成速率/(mol·L-1·min-1)
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
A．1 min时，Y的浓度为0.2 mol·L-1
B．3 min时，X的体积分数大于4 min时X的体积分数
C．5 min时，M的物质的量为1.4 mol
D．6 min时，加入0.20 mol M，此时v正>v逆
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
C [反应开始一段时间，随着时间的延长，产物Y的平均生成速率逐渐减小，则0～1 min内Y的平均生成速率大于0～2 min 内的平均生成速率，故1 min 时，Y的浓度大于0.2 mol·L-1，A项错误；反应生成的X与Y的物质的量之比等于1∶2，反应体系中只有X和Y为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，故X的体积分数始终约为33.3%，B项错误；由表中数据知，4 min时生成Y 0.6 mol，6 min时生成Y也是
0.6 mol，则说明4 min 时反应就达到平衡，故5 min时反应处于平衡状态，此时生成的Y为0.6 mol，则M的转化量为0.6 mol，初始M的物质的量为2.0 mol，剩余M的物质的量为1.4 mol，C项正确；M为固体，加入M，化学反应速率不变，v正＝v逆，D项错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
4．(2025·北京海淀区模拟)研究催化剂对2NH3 N2＋3H2反应速率的影响。恒温、恒容时，容器体积为2 L，n(NH3)/(×10-3 mol)随时间的变化如下。下列说法正确的是( )
催化剂 时间/min
0 20 40 60 80
催化剂Ⅰ 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
催化剂Ⅱ 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
A．使用催化剂Ⅰ，0～20 min的平均反应速率v(N2)＝1.00×10-5 mol·L-1·min-1
B．使用催化剂Ⅱ，达平衡后容器内的压强是初始时的倍
C．相同条件下，使用催化剂Ⅱ反应更快，是因为其使该反应的活化能更高
D．相同条件下，使用催化剂Ⅱ可使该反应的化学平衡常数更大
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
B [根据题目图表分析，0～20 min，氨的平均反应速率v(NH3)＝ mol·L-1·min-1，而2v(N2)＝v(NH3)，故N2在0～20 min的平均反应速率为5×10-6 mol·L-1·min-1，A错误；根据化学方程式列出三段式
2NH3 N2＋3H2
起始/(×10-3 mol) 2.4 0 0
转化/(×10-3 mol) 2 1 3
平衡/(×10-3 mol) 0.4 1 3
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
则平衡后容器内的压强与初始压强之比为，则达平衡后容器内的压强是初始时的倍，B正确；相同条件下，使用催化剂Ⅱ反应更快，是因为其使该反应的活化能更低，C错误；反应的化学平衡常数只与温度有关，与催化剂无关，催化剂只会改变化学反应速率，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
5．(人教版选择性必修1内容改编)已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究该反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行如下实验(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 2 V1 1 20 5.5
Ⅲ 2 V2 0 50 0.5
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
下列说法错误的是( )
A．V1＝1，V2＝2
B．实验Ⅲ中用KMnO4浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝
0.02 mol·L-1·min-1
C．实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对化学反应速率的影响
D．若改用0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液，将不能达到实验目的
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
B [根据控制变量原则可知，实验Ⅰ是对照实验，溶液总体积为4 mL，则V1＝4－2－1＝1，V2＝4－2＝2，A项正确；实验目的是探究反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，实验Ⅰ和Ⅲ的温度条件不同，则设计实验Ⅰ和Ⅲ的目的是探究温度对化学反应速率的影响，C项正确；该实验是根据酸性KMnO4溶液褪色时间来判断反应快慢的，若改用0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液，溶液浓度太大，KMnO4过量，溶液不褪色，不能达到实验目的，D项正确；实验Ⅲ中草酸过量，两种溶液混合瞬间c(KMnO4)＝0.01 mol·L-1×＝
0.005 mol·L-1，反应完全时，Δc(KMnO4)＝0.005 mol·L-1，v(KMnO4)＝＝0.01 mol·L-1·min-1，B项错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
6．(2025·福州质检)我国科研团队研究发现GaZrOx双金属氧化物可形成氧空位，具有催化性能，可实现CO2加氢制甲醇，其反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
A．反应过程中Ga的成键数目保持不变
B．氧空位用于吸附CO2，有利于增大化学反应的速率
C．脱附过程中伴随着极性键和非极性键的断裂和形成
D．该反应的原子利用率为100%
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
B [反应过程中Ga的成键数目有3、4，成键数目发生变化，A项错误；结合过程Ⅱ可知，氧空位用于吸附CO2，有利于增大化学反应的速率，B项正确；脱附过程中有Zr—O、Ga—O、O—H极性键的断裂和Ga—O、O—H极性键的形成，无非极性键的断裂和形成，C项错误；该反应的化学方程式为CO2＋3H2CH3OH＋H2O，有水生成，原子利用率不为100%，D项错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
7．(3分)汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反应机理如下[Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态]：
Ⅰ．NO＋Pt(s)===NO*
Ⅱ．CO＋Pt(s)===CO*
Ⅲ．NO*===N*＋O*
Ⅳ．CO*＋O*===CO2＋Pt(s)
Ⅴ．N*＋N*===N2＋Pt(s)
Ⅵ．NO*＋N*===N2O＋Pt(s)
题号
1
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2
4
6
8
7
经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度T的变化关系如图1和图2所示。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
(1)图1中温度从Ta升至Tb的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是____________________________________________。(2分)
(2)图2中T2 ℃时反应Ⅴ的活化能________(填“>”“<”或“＝”)反应Ⅵ的活化能；T3 ℃时发生的最主要反应为________(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。(1分)
温度升高，催化剂活性增强，化学反应速率增大
>
Ⅳ
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
[解析] (2)T2 ℃时c(N2)题号
1
3
5
2
4
6
8
7
8．(9分)(1)在400 ℃时，将一定量的AB2和14 mol B2压入一个盛有催化剂的10 L密闭容器中进行反应：2AB2(g)＋B2(g)===2AB3(g)，已知2 min后，容器中剩余2 mol AB2和12 mol B2。
①该反应消耗了________ mol AB2，2 min后AB3的物质的量浓度是________________。
②2 min内平均反应速率v(B2)＝___________________。(3分)
4
0.4 mol·L-1
0.1 mol·L-1·min-1
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
(2)某反应A(g)＋B(g)―→C(g)＋D(g)的速率方程为v＝k·cm(A)·cn(B)，其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示：
实验编号 1 2 3 4 5 6
c(A)/(mol·L-1) 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00 c1
c(B)/(mol·L-1) 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 0.200
v/(mol-1·L-1·min-1) 1.6×10-3 3.2×10-3 v1 3.2×10-3 v2 4.8×10-3
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
①该反应的速率方程中的m＝______；n＝______。
②该反应的k＝________________。
③表格中的c1＝__________；v1＝__________；v2＝________。(6分)
1
0
6.4×10-3 min-1
0.75
6.4×10-3
6.4×10-3
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
[解析] (1)①已知2 min后，容器中剩余2 mol AB2和12 mol B2，因此消耗B2的物质的量是14 mol－12 mol＝2 mol，根据化学方程式可知，该反应消耗了4 mol AB2，同时生成4 mol AB3，因此2 min后AB3的物质的量浓度是＝0.4 mol·L-1。②2 min内平均反应速率v(B2)＝＝0.1 mol·L-1·min-1。(2)①当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应速率常数k保持不变，第二组数据和第四组数据中，两组的c(A)相同、v相同，代入速率方程解得n＝0，将第
题号
1
3
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2
4
6
8
7
一组数据和第二组数据代入速率方程，得m＝，可知m＝1，该反应的速率方程为v＝k·c(A)·c0(B)＝k·c(A)，将第一组数据代入速率方程v＝k·c(A)，可得速率常数k＝6.4×10-3 min-1，③将第六组数据代入速率方程v＝k·c(A)，可得4.8×10-3＝6.4×10-3
×c1，解得c1＝0.75，将第三组数据代入速率方程v＝k·c(A)，可得v1＝6.4×10-3，将第五组数据代入速率方程v＝k·c(A)，可得v2＝6.4×10-3。
谢 谢 ！课时数智作业(三十三) 化学反应速率及其影响因素
(建议用时：30分钟 总分：30分)
(每小题只有一个选项正确，每小题3分，共18分)
1．某课题组研究煤燃烧过程中氮氧化物与砷反应的微观机理，对于所研究的三个反应，下列说法错误的是( )
反应 活化能/(kJ·mol-1)
As＋NO===AsO＋N 155.85
As＋N2O===AsO＋N2 78.45
As＋NO2===AsO＋NO 2.58
A．相同条件下的氧化性：NO2>NO
B．仅改变温度不能显著改变As与NO的化学反应速率
C．相同条件下，As与NO的化学反应速率最小
D．升高温度不能降低As与N2O反应的活化能
2．下列说法不正确的是( )
A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能
B．图乙中HI分子发生了有效碰撞
C．盐酸和氢氧化钠溶液反应的活化能接近于零
D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增加
3．(2025·洛阳模拟)某温度下，向1 L恒容密闭容器中加入2.0 mol M(s)发生反应：2M(s) X(g)＋2Y(g)，有关数据如表所示。下列说法正确的是( )
时间段/min 产物Y的平均生成速率/(mol·L-1·min-1)
0~2 0.20
0~4 0.15
0~6 0.10
A．1 min时，Y的浓度为0.2 mol·L-1
B．3 min时，X的体积分数大于4 min时X的体积分数
C．5 min时，M的物质的量为1.4 mol
D．6 min时，加入0.20 mol M，此时v正>v逆
4．(2025·北京海淀区模拟)研究催化剂对2NH3N2＋3H2反应速率的影响。恒温、恒容时，容器体积为2 L，n(NH3)/(×10-3 mol)随时间的变化如下。下列说法正确的是( )
催化剂 时间/min
0 20 40 60 80
催化剂Ⅰ 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
催化剂Ⅱ 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
A．使用催化剂Ⅰ，0~20 min的平均反应速率v(N2)＝1.00×10-5 mol·L-1·min-1
B．使用催化剂Ⅱ，达平衡后容器内的压强是初始时的倍
C．相同条件下，使用催化剂Ⅱ反应更快，是因为其使该反应的活化能更高
D．相同条件下，使用催化剂Ⅱ可使该反应的化学平衡常数更大
5．(人教版选择性必修1内容改编)已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究该反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
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 2 V1 1 20 5.5
Ⅲ 2 V2 0 50 0.5
下列说法错误的是( )
A．V1＝1，V2＝2
B．实验Ⅲ中用KMnO4浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.02 mol·L-1·min-1
C．实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对化学反应速率的影响
D．若改用0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液，将不能达到实验目的
6．(2025·福州质检)我国科研团队研究发现GaZrOx双金属氧化物可形成氧空位，具有催化性能，可实现CO2加氢制甲醇，其反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应过程中Ga的成键数目保持不变
B．氧空位用于吸附CO2，有利于增大化学反应的速率
C．脱附过程中伴随着极性键和非极性键的断裂和形成
D．该反应的原子利用率为100%
7．(3分)汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反应机理如下[Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态]：
Ⅰ.NO＋Pt(s)===NO*
Ⅱ.CO＋Pt(s)===CO*
Ⅲ.NO*===N*＋O*
Ⅳ.CO*＋O*===CO2＋Pt(s)
Ⅴ.N*＋N*===N2＋Pt(s)
Ⅵ.NO*＋N*===N2O＋Pt(s)
经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度T的变化关系如图1和图2所示。
(1)图1中温度从Ta升至Tb的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是______________________________________________。(2分)
(2)图2中T2 ℃时反应Ⅴ的活化能________(填“>”“<”或“＝”)反应Ⅵ的活化能；T3 ℃时发生的最主要反应为________(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。(1分)
8．(9分)(1)在400 ℃时，将一定量的AB2和14 mol B2压入一个盛有催化剂的10 L密闭容器中进行反应：2AB2(g)＋B2(g)===2AB3(g)，已知2 min后，容器中剩余2 mol AB2和12 mol B2。
①该反应消耗了________ mol AB2，2 min后AB3的物质的量浓度是________________。
②2 min内平均反应速率v(B2)＝___________________________。(3分)
(2)某反应A(g)＋B(g)―→C(g)＋D(g)的速率方程为v＝k·cm(A)·cn(B)，其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示：
实验编号 1 2 3 4 5 6
c(A)/(mol·L-1) 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00 c1
c(B)/(mol·L-1) 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 0.200
v/(mol-1·L-1·min-1) 1.6×10-3 3.2×10-3 v1 3.2×10-3 v2 4.8×10-3
①该反应的速率方程中的m＝______；n＝______。
②该反应的k＝________________。
③表格中的c1＝__________；v1＝__________；v2＝________。(6分)
课时数智作业(三十三)
1．B [由As＋NO2===AsO＋NO可知，N元素的化合价降低，NO2为氧化剂，则相同条件下的氧化性：NO2>NO，A正确；仅改变温度能显著改变As与NO的化学反应速率，B错误；由表中信息可知，NO与As反应的活化能最大，则相同条件下As与NO的化学反应速率最小，C正确；升高温度，可增大活化分子百分数，增大化学反应速率，但不改变反应的活化能，D正确。]
2．B [图乙中分子碰撞后无新物质生成，为无效碰撞，B错误。]
3．C [反应开始一段时间，随着时间的延长，产物Y的平均生成速率逐渐减小，则0~1 min内Y的平均生成速率大于0~2 min 内的平均生成速率，故1 min时，Y的浓度大于0.2 mol·L-1，A项错误；反应生成的X与Y的物质的量之比等于1∶2，反应体系中只有X和Y为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，故X的体积分数始终约为33.3%，B项错误；由表中数据知，4 min时生成Y 0.6 mol，6 min时生成Y也是0.6 mol，则说明4 min时反应就达到平衡，故5 min时反应处于平衡状态，此时生成的Y为0.6 mol，则M的转化量为0.6 mol，初始M的物质的量为2.0 mol，剩余M的物质的量为1.4 mol，C项正确；M为固体，加入M，化学反应速率不变，v正＝v逆，D项错误。]
4．B [根据题目图表分析，0~20 min，氨的平均反应速率v(NH3)＝＝1×10-5 mol·L-1·min-1，而2v(N2)＝v(NH3)，故N2在0~20 min的平均反应速率为5×10-6 mol·L-1·min-1，A错误；根据化学方程式列出三段式
2NH3N2＋3H2
起始/(×10-3 mol) 2.4 0 0
转化/(×10-3 mol) 2 1 3
平衡/(×10-3 mol) 0.4 1 3
则平衡后容器内的压强与初始压强之比为，则达平衡后容器内的压强是初始时的倍，B正确；相同条件下，使用催化剂Ⅱ反应更快，是因为其使该反应的活化能更低，C错误；反应的化学平衡常数只与温度有关，与催化剂无关，催化剂只会改变化学反应速率，D错误。]
5．B [根据控制变量原则可知，实验Ⅰ是对照实验，溶液总体积为4 mL，则V1＝4－2－1＝1，V2＝4－2＝2，A项正确；实验目的是探究反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，实验Ⅰ和Ⅲ的温度条件不同，则设计实验Ⅰ和Ⅲ的目的是探究温度对化学反应速率的影响，C项正确；该实验是根据酸性KMnO4溶液褪色时间来判断反应快慢的，若改用0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液，溶液浓度太大，KMnO4过量，溶液不褪色，不能达到实验目的，D项正确；实验Ⅲ中草酸过量，两种溶液混合瞬间c(KMnO4)＝0.01 mol·L-1×＝0.005 mol·L-1，反应完全时，Δc(KMnO4)＝0.005 mol·L-1，v(KMnO4)＝＝0.01 mol·L-1·min-1，B项错误。]
6．B [反应过程中Ga的成键数目有3、4，成键数目发生变化，A项错误；结合过程Ⅱ可知，氧空位用于吸附CO2，有利于增大化学反应的速率，B项正确；脱附过程中有Zr—O、Ga—O、O—H极性键的断裂和Ga—O、O—H极性键的形成，无非极性键的断裂和形成，C项错误；该反应的化学方程式为CO2＋3H2CH3OH＋H2O，有水生成，原子利用率不为100%，D项错误。]
7．解析：(2)T2 ℃时c(N2)答案：(1)温度升高，催化剂活性增强，化学反应速率增大
(2)> Ⅳ
8．解析：(1)①已知2 min后，容器中剩余2 mol AB2和12 mol B2，因此消耗B2的物质的量是14 mol－12 mol＝2 mol，根据化学方程式可知，该反应消耗了4 mol AB2，同时生成4 mol AB3，因此2 min后AB3的物质的量浓度是＝0.4 mol·L-1。②2 min内平均反应速率v(B2)＝＝0.1 mol·L-1·min-1。(2)①当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应速率常数k保持不变，第二组数据和第四组数据中，两组的c(A)相同、v相同，代入速率方程解得n＝0，将第一组数据和第二组数据代入速率方程，得()m＝，可知m＝1，该反应的速率方程为v＝k·c(A)·c0(B)＝k·c(A)，将第一组数据代入速率方程v＝k·c(A)，可得速率常数k＝6.4×10-3 min-1，③将第六组数据代入速率方程v＝k·c(A)，可得4.8×10-3＝6.4×10-3×c1，解得c1＝0.75，将第三组数据代入速率方程v＝k·c(A)，可得v1＝6.4×10-3，将第五组数据代入速率方程v＝k·c(A)，可得v2＝6.4×10-3。
答案：(1)①4 0.4 mol·L-1 ②0.1 mol·L-1·min-1
(2)①1 0 ②6.4×10-3 min-1 ③0.75 6.4×10-3 6.4×10-3
1/1
