第二节 化学反应的速率与限度
第1课时 化学反应的速率
1.（2024·银川高一月考）在生产、生活中，下列措施不是用来调控化学反应速率的是（ ）
A.洗衣粉中添加酶
B.将鲜肉存放冰箱中
C.搅拌使蔗糖在水中溶解
D.冶铁时将铁矿石粉碎
2.（2024·沧州高一段测）反应C（s）＋H2O（g） CO（g）＋H2（g）在一容积可变的容器中进行，则下列条件的改变使其反应速率增大的是（ ）
A.降低温度
B.将容器的容积缩小一半
C.将容器的容积拉大到原来的2倍
D.增加C的量
3.在一定条件下，将A和B两种气体通入1 L密闭容器中，发生反应：xA（g）＋yB（g）2C（g）。测得 2 s 内的反应速率如下：v（A）＝0.4 mol·L－1·s－1，v（B）＝1.2 mol·L－1·s－1，v（C）＝0.8 mol·L－1·s－1。则x和y的值分别为（ ）
A.2和3 B.3和2
C.3和1 D.1和3
4.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）＝0.15 mol·L－1·s－1 ②v（B）＝0.6 mol·L－1·s－1 ③v（C）＝0.5 mol·L－1·s－1 ④v（D）＝0.45 mol·L－1·s－1。下列表示该反应进行由快到慢的顺序正确的是（ ）
A.②③④① B.④③②①
C.③④②① D.②④③①
5.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，该反应进行的快慢顺序为（ ）
A.④＞③＝②＞① B.④＜③＝②＜①
C.①＞②＞③＞④ D.④＞③＞②＞①
6.（2024·上海长宁区期中）各种化学反应进行得有快有慢，衡量化学反应进行的快慢，认识化学反应快慢的规律及影响因素，可以更好地满足工农业生产和日常生活的实际需要。
Ⅰ.如表是实验室模拟合成氨反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的部分数据，请分析后回答下列问题。
浓度 N2 H2 NH3
反应开始时的浓度/（mol·L－1） 3.1 3.7 0
6 min时的浓度/（mol·L－1） 1.9 ① ②
（1）0～6 min内该反应的化学反应速率v（N2）＝ 。
（2）在上表空格中填入合适数据① 、② 。
（3）要加快该反应的速率，可以采取措施有 。
（4）如果用NH3浓度的增加值来表示化学反应速率，则0～6 min内v（NH3）为 。
（5）经测定反应开始后到8 min末H2的反应速率v（H2）＝0.3 mol·L－1·min－1，则8 min末NH3的浓度为 。
Ⅱ.将在空气中久置的铝片投入足量稀硫酸中，该铝片与稀硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用图来表示（已知该反应为放热反应），请回答下列问题。
（1）曲线由O→a段，用离子方程式表示不产生氢气的原因 ；
（2）曲线由a→b段，产生氢气的速率较慢的原因 ；
（3）曲线由b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因 ；
（4）曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因 ；
（5）下列措施能加快上述反应的化学反应速率的是 （填字母）。
A.把稀硫酸换成浓硫酸
B.铝片改为铝粉
C.加入少量硫酸铜溶液
D.加入少量饱和硫酸钠溶液
7.在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：Fe2O3（s）＋3H2（g）2Fe（s）＋3H2O（g），采取下列措施不能改变反应速率的是（ ）
A.将容器的容积减小一半
B.保持容器容积不变，增加H2通入量
C.保持容器内压强不变，充入N2
D.增加Fe的量
8.向四个体积相同的密闭容器（甲、乙、丙、丁）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顺序正确的是（ ）
甲：在500 ℃时，10 mol SO2和5 mol O2反应
乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应
丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
丁：在500 ℃时，8 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
9.为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定碳酸钙固体与足量稀盐酸反应生成CO2的体积随时间的变化情况，绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法不正确的是（ ）
A.在O～t1 s、t1～t2 s、t2～t3 s中，t1～t2 s生成的CO2气体最多
B.因反应放热，导致O～t1 s内的反应速率逐渐增大
C.若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率，则t2～t3 s内的反应速率为 mL·s－1
D.将碳酸钙固体研成粉末，则曲线甲将变成曲线乙
10.某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是（ ）
A.其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B.其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C.条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D.条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
11.某温度下，在2 L密闭容器中充入一定量的A、B气体，发生反应3A（g）＋B（g）2C（g），A、B的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
（1）从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为 。
（2）5 s时B的消耗速率 B的生成速率（填“＞”“＜”或“＝”）。
（3）该反应平衡时的压强与起始的压强之比为 。
（4）上述反应在三种不同情况下的反应速率如下：①v（A）＝0.3 mol·L－1·s－1；②v（B）＝0.12 mol·L－1·s－1；③v（C）＝0.16 mol·L－1·s－1。
则反应速率由大到小的顺序为 （填序号）。
（5）A、B气体在不同的实验条件下进行反应，实验数据如表所示。收集相同体积的C气体，所需时间最短的一组是 （填序号）。
组别 容器容积/L 气体物质的量 温度/℃
① 2 3 mol A、1 mol B 30
② 2 6 mol A、2 mol B 50
③ 1 3 mol A、1 mol B 20
④ 1 6 mol A、2 mol B 50
第1课时 化学反应的速率
1.C 酶是催化剂，洗衣粉中添加酶，能加快去污速率，不选A；将鲜肉存放冰箱中，降低温度，减慢鲜肉氧化变质的速率，不选B；蔗糖溶于水不是化学反应，搅拌使蔗糖在水中溶解，不是调控化学反应速率，选C；冶铁时将铁矿石粉碎，增大与氧气接触面积，加快反应速率，不选D。
2.B 降低温度，反应速率减小，A错误；将容器的容积减小一半，等价于将整个反应体系的压强增大了一倍，气体物质的量浓度增大，反应速率增大，B正确；将容器的容积拉大到原来的2倍，物质浓度减小，反应速率减慢，C错误；往反应中加入固体物质，不会影响化学反应的速率，D错误。
3.D x∶y∶2＝v（A）∶v（B）∶v（C）＝0.4∶1.2∶0.8＝1∶3∶2，故x＝1，y＝3。
4.C 比较反应速率的快慢时，需要转变为用同一物质表示的反应速率，且单位相同；化学反应速率之比等于化学计量数之比，都转化为用A物质表示的化学反应速率：①v（A）＝0.15 mol·L－1·s－1；②v（B）＝0.6 mol·L－1·s－1，则v（A）＝v（B）＝0.2 mol·L－1·s－1；③v（C）＝0.5 mol·L－1·s－1，则v（A）＝v（C）＝0.25 mol·L－1·s－1；
④v（D）＝0.45 mol·L－1·s－1，则v（A）＝v（D）＝0.225 mol·L－1·s－1；反应进行由快到慢的顺序为③④②①。
5.A 若将各反应速率均转化为以B表示的反应速率，且以mol·L－1·s－1为单位，①、②、③、④表示的速率分别是0.022 5 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1、0.675 mol·L－1·s－1，A正确。
6.Ⅰ.（1）0.2 mol·L－1·min－1 （2）0.1 2.4 （3）升高温度、增大压强、加入催化剂等 （4）0.4 mol·L－1·min－1
（5）1.6 mol·L－1
Ⅱ.（1）Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O
（2）反应开始，温度较低且只有部分硫酸与铝片作用
（3）铝片与硫酸反应放出热量使溶液温度升高，反应速率加快
（4）随着反应进行，硫酸浓度变小 （5）BC
解析：Ⅰ.（1）由表格可知Δc（N2）＝3.1 mol·L－1－1.9 mol·L－1＝1.2 mol·L－1，列三段式，
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）
开始时/（mol·L－1） 3.1 3.7 0
变化/（mol·L－1） 1.2 3.6 2.4
6 min时/（mol·L－1） 1.9 0.1 2.4
（1）0～6 min内该反应的化学反应速率v（N2）＝＝0.2 mol·L－1·min－1。（2）在上表空格中填入合适数据①为0.1 mol·L－1，②为2.4 mol·L－1。（3）要加快该反应的速率，可以采取措施有升高温度、增大压强、加入催化剂等。（4）如果用NH3浓度的增加值来表示化学反应速率，则0～6 min内v（NH3）＝＝0.4 mol·L－1·min－1。（5）反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，v（NH3）＝v（H2）＝×0.3 mol·L－1·min－1＝0.2 mol·L－1·min－1，则8 min末NH3的浓度为 0.2 mol·L－1·min－1×8 min＝1.6 mol·L－1。
Ⅱ.（1）曲线由O→a段不产生氢气的原因是铝片表面有氧化铝，硫酸首先与表面的氧化铝反应，有关反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O。（2）曲线由a→b段产生氢气的速率较慢的原因是反应开始，温度较低且只有部分硫酸与铝片作用，有关的化学方程式为2Al＋3H2SO4Al2（SO4）3＋3H2↑。（3）曲线由b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是铝片与硫酸反应放出热量使溶液温度升高，反应速率加快。（4）曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是随着反应进行，硫酸浓度变小。（5）把稀硫酸换成浓硫酸，铝在常温下会发生钝化，不能生成氢气，A错误；铝片改为铝粉会增大接触面积，加快反应速率，B正确；加入少量硫酸铜溶液，铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，铝和铜在电解质溶液中形成原电池，加快反应速率，C正确；加入少量饱和硫酸钠溶液，反应速率影响不大，D错误。
7.D 将容器的容积减小一半，会使氢气和水的浓度增大，反应速率增大，不选A；保持容器容积不变，增加H2通入量，会使H2的浓度增大，反应速率增大，不选B；保持容器内压强不变，充入N2，容器容积变大，H2和H2O的物质的量不变，故其物质的量浓度降低，反应速率减小，不选C；Fe是固体，增加Fe的量，浓度不变，因此反应速率不变，选D。
8.C 甲与乙相比，氧气、SO2浓度相等，乙中使用催化剂，其他条件相同，使用催化剂，加快反应速率，所以反应速率：乙＞甲；甲与丁相比，甲中SO2的物质的量比丁中大，即甲中SO2的浓度比丁中大，其他条件相同，浓度越大，反应速率越快，所以反应速率：甲＞丁；丙与丁相比， 其他条件相同，丁中温度高，温度越高，反应速率越快，所以反应速率：丁＞丙；所以反应速率由大到小的顺序为乙、甲、丁、丙，C项正确。
9.D 由题图可知，t1～t2 s生成的CO2气体最多，A正确；O～t1 s，随着反应的进行，反应物的浓度是减小的，反应速率增大说明该反应一定放热，温度升高，反应速率加快，B正确；由题图知：若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率，则t2～t3 s内的反应速率为 mL·s－1，C正确；将碳酸钙固体研成粉末，反应物的接触面积增大，反应速率加快，而曲线乙表示生成CO2的速率比曲线甲慢，D错误。
10.B 由题干图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间更短，故反应速率越大，A正确；由题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B错误；由题干图中数据可知，条件①反应速率为v＝＝＝0.012 mol·L－1·min－1，C正确；反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，由题干图中数据可知，条件②降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为＝62.5 min，D正确。
11.（1）0.05 mol·L－1·s－1 （2）＞ （3）9∶13 （4）②①③ （5）④
解析：（1）从反应开始到12 s时， A的浓度变化量Δc＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，故A的反应速率为＝0.05 mol·L－1·s－1。（2）5 s后B的浓度在减少，说明反应向正反应方向进行，则B的消耗速率大于B的生成速率。（3）从起始到平衡，物质A的浓度改变值为Δc＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，根据化学方程式和图像可知，平衡时物质A、B、C的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.4 mol·L－1，总和为（0.2＋0.3＋0.4）mol·L－1＝0.9 mol·L－1，起始时物质A、B的浓度之和为（0.5＋0.8）mol·L－1＝1.3 mol·L－1，压强之比等于物质的量浓度之比，则该反应平衡时的压强与起始的压强之比为0.9∶1.3＝9∶13。（4）以物质A来表示反应的速率为①v（A）＝0.3 mol·L－1·s－1，②v（B）＝0.12 mol·L－1·s－1，故v（A）＝3×0.12 mol·L－1·s－1＝0.36 mol·L－1·s－1，③v（C）＝0.16 mol·L－1·s－1，故v（A）＝×0.16 mol·L－1·s－1＝0.24 mol·L－1·s－1，反应速率由大到小的顺序为②①③。（5）反应越快，所需时间越短，根据实验数据可知，温度越高，反应物浓度越大，则反应越快，所需时间越短，因为④温度高，且容积小，浓度大，故④所需时间最短。
4 / 4第二节 化学反应的速率与限度
第1课时 化学反应的速率
课程 标准 1.理解化学反应速率的概念和表示方法，能利用公式进行简单的计算。 2.通过生活常识理解影响化学反应速率的因素及规律
分点突破（一） 化学反应速率
1.内涵
（1）含义：表示化学反应过程进行 的物理量。
（2）表示方法：用单位时间内反应物 或生成物 来表示（取正值）。
（3）计算公式：用反应物A表示一段时间内的平均速率，即v（A）＝。
（4）单位： 或 。
2.计算实例
某反应物浓度在5 min内由6 mol·L－1变为2 mol·L－1，则5 min内的平均反应速率为v＝ 。
3.正确理解化学反应速率
1.对于反应：C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g），能否用物质C的浓度变化量来表示该反应的反应速率？
2.反应CO2（g）＋C（s）2CO（g）中，用CO2（g）、CO（g）表示同一时间段的化学反应速率的数值是否相等？它们之间有什么关系？表示的意义是否相同？
3.对于反应3A（g）＋B（g）2C（g）＋2D（g），在不同条件下，用A、B表示的反应速率分别为条件 ①v（A）＝0.6 mol·L－1·min－1；条件②v（B）＝0.45 mol·L－1·min－1；则该反应在条件①的速率比条件②的速率快吗？
4.在容积为2 L的密闭容器中发生反应：N2＋3H22NH3，已知该状态下N2、H2和NH3均为气体。
（1）若在5 min内，测得NH3的质量增加1.7 g，则这5 min内，用NH3表示的反应速率是多少？
（2）若已知NH3的反应速率为0.2 mol·L－1·min－1，你能计算出H2的反应速率吗？
（3）若反应刚开始时，充入2 mol N2和4 mol H2，10 min 时生成NH3 1 mol，则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少？三者之比为多少？
1.化学反应速率的计算
（1）定义式法
利用公式v＝计算化学反应速率，也可利用该公式计算浓度变化量或时间。
（2）关系式法
化学反应速率之比＝物质的浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。
（3）“三段式”解答模板
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）
t0 s/（mol·L－1） a b 0
转化/（mol·L－1） x
t1 s/（mol·L－1） a－x b－
则：v（A）＝ mol·L－1·s－1；
v（B）＝ mol·L－1·s－1；
v（C）＝ mol·L－1·s－1。
转化率α（A）＝＝×100％。
[转化率α（A）指已转化的A的物质的量与A初始的物质的量之比]
2.化学反应速率大小的比较
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的换算。
（1）方法一：换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
（2）方法二：比较化学反应速率与化学计量数的比值。
1.（2024·天津河东区期中）已知合成氨反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），其浓度数据如下：
N2 H2 NH3
起始浓度/（mol·L－1） 1.0 3.0 0
2 s末浓度/（mol·L－1） 0.6 1.8 0.8
当用氢气浓度的减小来表示该化学反应的速率时，其速率为（ ）
A.0.4 mol·L－1·s－1
B.0.6 mol·L－1·s－1
C.0.9 mol·L－1·s－1
D.1.2 mol·L－1·s－1
2.反应3A（g）＋B（g）2C（g）＋2D（g）在不同条件下，用不同物质表示其反应速率如下：
①v（A）＝0.6 mol·L－1·min－1
②v（B）＝0.45 mol·L－1·min－1
③v（C）＝0.015 mol·L－1·min－1
④v（D）＝0.45 mol·L－1·min－1
则此反应在不同条件下进行最快的是（ ）
A.① B.②
C.③ D.④
3.（1）在反应A（g）＋3B（g）2C（g）中，若以物质A表示的化学反应速率为0.2 mol·L－1·min－1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为 mol·L－1·min－1。
（2）在2 L的密闭容器中，充入2 mol N2和3 mol H2，在一定条件下发生反应，3 s后测得N2为 1.9 mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为 。
（3）将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A（g）＋B（g）2C（g），在最初2 s内，消耗A的平均速率为 0.06 mol·L－1·s－1，则在2 s时，容器中有 mol A，此时C的物质的量浓度为 。
分点突破（二） 影响化学反应速率的因素
实验1 探究温度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 浸在热水中试管产生气泡速率明显比浸在冷水中试管产生气泡速率
实验2 探究浓度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 不加水的试管中产生气泡速率
实验3 探究催化剂对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 加入FeCl3溶液后产生气泡速率明显
【交流讨论】
1.写出H2O2分解的化学方程式。由实验1得出的实验结论是什么？由实验2得出的实验结论是什么？
2.FeCl3在H2O2的分解反应中所起的作用是什么？由实验3得出的实验结论是什么？
3.生活中用煤粉代替煤块并向炉膛鼓风，可以使炉火更旺，原理是什么？
4.已知在密闭容器中发生化学反应：N2（g）＋O2（g）2NO（g）。分析下列条件的改变对该反应的化学反应速率的影响。
（1）缩小容器容积使体系压强增大，该反应的反应速率将如何变化？
（2）体积不变，充入氩气，使体系压强增大，该反应的反应速率将如何变化？
（3）压强不变，充入氩气，该反应的反应速率将如何变化？
1.影响化学反应速率的因素
影响化学反应 速率的因素 规律（在其他条件相同时）
内因 化学性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越大；反之越小
外 因 温度 升高温度，化学反应速率增大；反之减小
催化剂 使用合适的催化剂，化学反应速率增大
反应物的浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大；反之减小
气态反应物 的压强 增大气态反应物的压强，化学反应速率增大；反之减小
固体的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大；反之减小
原电池 有原电池形成时，化学反应速率增大
其他 电磁波、超声波、溶剂等会影响化学反应速率
2.压强对化学反应速率的影响
对于有气体物质参加的反应，改变反应体系的压强，对化学反应速率的影响常有以下几种情况：
（1）恒温时，增大压强容器容积减小浓度增大化学反应速率增大。
（2）恒温恒容时，充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不发生变化，所以化学反应速率不变。
（3）恒温恒压时，充入“惰性气体”容器容积增大浓度减小化学反应速率减小。
说明：“惰性气体”是指不参与反应的气体。
1.下列条件一定能使化学反应速率增大的是（ ）
①增加反应物的物质的量
②升高温度
③缩小反应容器的容积
④加入生成物
A.只有② B.②③
C.①② D.全部
2.下列有关化学反应速率的说法，不正确的是（ ）
A.100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的硫酸钠溶液，生成氢气的速率不变
B.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，滴加少量 CuSO4 溶液可以增大产生氢气的速率
C.密闭容器中的反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），当温度、压强不变时，充入稀有气体，反应速率减小
D.相同质量的碳酸钙固体，块状、粉末状分别与 1 mol·L－1盐酸反应，粉末状的反应速率大
变量控制法研究外界条件对化学反应速率的影响（分析与推测）
【典例】 草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生反应2Mn＋5H2C2O4＋6H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。用4 mL 0.001 mol·L－1 KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L－1 H2C2O4溶液，研究反应的温度、反应物的浓度与催化剂等因素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）实验Ⅰ和Ⅱ可得出的结论：影响化学反应速率的因素是 ；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验Ⅰ和 。
（2）实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是 。
【规律方法】
1.化学探究实验中变量控制法的思路
实验结论
2.探究流程
【迁移应用】
1.某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示：
组别 锌的形态 反应温度/℃ 收集100 mL 氢气所需时间/s
Ⅰ 薄片 15 200
Ⅱ 薄片 25 90
Ⅲ 粉末 25 10
（1）该实验的目的是探究 、 对锌和稀盐酸反应速率的影响。
（2）实验Ⅰ和实验Ⅱ表明， ，化学反应速率越大。
（3）能表明固体的表面积对化学反应速率有影响的实验组别是 和 。
（4）请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的化学反应速率的影响： 。
2.化学兴趣小组学习化学反应速率后，联想到H2O2分解制备氧气，设计如下实验方案探究外界条件对反应速率的影响。
编号 温度 反应物 催化剂
甲 25 ℃ 试管中加入3 mL 5％ H2O2溶液 1 mL蒸馏水
乙 25 ℃ 试管中加入3 mL 5％ H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
丙 40 ℃ 试管中加入3 mL 5％ H2O2溶液 1 mL蒸馏水
（1）实验乙中发生反应的化学方程式为 。
（2）实验甲和实验乙的实验目的是 。
实验甲和实验丙的实验目的是 。
（3）实验过程中该同学对实验乙中产生的气体进行收集，并在2 min内6个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如下表。
时间/s 20 40 60 80 100 120
气体体 积/mL 15.0 29.5 43.5 56.5 69.5 81.5
0～20 s的反应速率v1＝ mL·s－1，100～120 s的反应速率v2＝ mL·s－1。不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是 。
1.增大压强对下列反应的速率无影响的是（ ）
A.CO2（g）＋Ca（OH）2CaCO3↓＋H2O
B.H2（g）＋I2（g） 2HI（g）
C.NaCl＋AgNO3AgCl↓＋NaNO3
D.N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）
2.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间（t）内产生气体体积（V）的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法一定不正确的是（ ）
组别 对应 曲线 c（HCl）/ （mol·L－1） 反应温 度/℃ 铁的 状态
1 a 30 粉末状
2 b 30 粉末状
3 c 2.5 块状
4 d 2.5 30 块状
A.第4组实验的反应速率最慢 B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L－1
C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1 D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
3.对于化学反应3W（g）＋2X（g）4Y（g）＋3Z（g），下列反应速率关系中，正确的是（ ）
A.v（W）＝3v（Z） B.2v（X）＝3v（Z）
C.2v（X）＝v（Y） D.3v（W）＝2v（X）
4.在不同条件下进行过氧化氢分解实验，有关数据如表所示。四组实验中，收集相同体积（折算成标准状况）的氧气，所需时间最短的一组是（ ）
组别 实验条件 A B C D
过氧化氢溶液体积/mL 10 10 10 10
过氧化氢溶液质量分数 6％ 6％ 3％ 6％
温度/℃ 20 40 40 40
MnO2质量/g 0.05 0.05 0.05 0
5.将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g），5 min 后测得c（D）＝0.5 mol·L－1，c（A）∶c（B）＝1∶2，C的反应速率是0.15 mol·L－1·min－1。
（1）B的反应速率v（B）＝ ，x＝ 。
（2）A在5 min末的浓度是 。
（3）此时容器内的压强与开始时的压强之比为 。
第1课时 化学反应的速率
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.（1）快慢 （2）浓度的减小 浓度的增大
（4）mol·L－1·min－1 mol·L－1·s－1
2.＝0.8 mol·L－1·min－1
探究活动
1.提示：不能；因为反应前后固体或纯液体物质的浓度几乎不发生变化，故不能用物质C表示该反应的反应速率。
2.提示：数值不相等，速率之比为1∶2（即化学计量数之比），但表示的意义相同。
3.提示：同一个化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值可能不同，所以比较同一个化学反应的反应速率的相对大小时，不能直接比较数值大小，应先转化为同一物质、同一单位，然后再比较其数值大小，数值越大表明反应速率越快。将条件①的速率换算成用B表示的速率为v（B）＝0.2 mol·L－1·min－1，即条件②的速率比条件①的速率快。
4.（1）提示：v（NH3）＝＝
＝0.01 mol·L－1·min－1。
（2）提示：依据化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比可知：v（H2）＝v（NH3）＝× 0.2 mol·L－1·min－1＝0.3 mol·L－1·min－1。
（3）提示： N2（g） ＋ 3H2（g）2NH3（g）
n（始） 2 mol 4 mol 0
Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
n（10 min时） 1.5 mol 2.5 mol 1 mol
所以v（N2）＝＝0.025 mol·L－1·min－1
v（H2）＝＝0.075 mol·L－1·min－1
v（NH3）＝＝0.05 mol·L－1·min－1
v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝1∶3∶2。
自主练习
1.B 2 s内氢气的浓度变化量＝3.0 mol·L－1－1.8 mol·L－1＝1.2 mol·L－1，故2 s内用氢气表示的平均反应速率v＝＝＝0.6 mol·L－1·s－1。
2.B 化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，即v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为①中v（A）＝0.6 mol·L－1·min－1；②中v（A）＝3v（B）＝0.45 mol·L－1·min－1×3＝1.35 mol·L－1·min－1；③中v（A）＝v（C）＝×0.015 mol·L－1·min－1＝0.022 5 mol·L－1·min－1；④中 v（A）＝v（D）＝×0.45 mol·L－1·min－1＝0.675 mol·L－1·min－1，所以此反应在不同条件下，进行最快的是②。
3.（1）0.6 （2）0.05 mol·L－1·s－1 （3）8.8 0.08 mol·L－1
解析：（1）根据化学方程式中的化学计量数关系，＝，v（B）＝3v（A）＝3×0.2 mol·L－1·min－1＝0.6 mol·L－1·min－1。
（2）3 s内消耗的N2的物质的量为2 mol－1.9 mol＝0.1 mol，根据化学方程式可以计算出3 s内消耗的H2的物质的量为0.3 mol，则v（H2）＝＝0.05 mol·L－1·s－1。
（3） 3A（g） ＋ B（g） 2C（g）
起始量/mol 10 5 0
转化量/mol 1.2 0.4 0.8
2 s时/mol 8.8 4.6 0.8
则2 s时，n（A）＝8.8 mol，c（C）＝＝0.08 mol·L－1。
分点突破（二）
探究活动
快 大 增大
交流讨论
1.提示：2H2O22H2O＋O2↑；在其他条件相同时，升高温度，能增大H2O2的分解速率。在其他条件相同时，H2O2的浓度越大，分解速率越大。
2.提示：FeCl3在H2O2的分解反应中起催化剂的作用；在其他条件相同时，催化剂能增大H2O2的分解速率。
3.提示：增大煤与空气的接触面积，加快反应速率。
4.（1）提示：缩小容器容积使体系压强增大，即气体的浓度增大，反应速率增大。
（2）提示：体积不变，充入氩气，参加反应的气体的浓度均不变化，所以反应速率不变。
（3）提示：压强不变，充入氩气，参加反应的气体压强减小，即气体的浓度减小，反应速率减小。
自主练习
1.A 若增加固体反应物的物质的量，不会引起速率变化，①错误；升温会使所有反应速率加快，②正确；缩小反应容器的容积，即增大压强，仅适用于有气体参加的反应，③错误；加入固体生成物，不会引起速率变化，④错误。
2.A 加入硫酸钠溶液，溶液体积增大，氢离子浓度减小，反应速率减小，A错误；锌和铜离子发生置换反应生成的铜单质与锌组成锌铜原电池，化学反应速率增大，B正确；当温度、压强不变时，充入稀有气体，容器的容积增大，参加反应的气态物质的浓度减小，则反应速率减小，C正确；粉末状碳酸钙与盐酸的接触面积大，反应速率大，D正确。
【关键能力·细培养】
【典例】 提示：（1）催化剂 Ⅲ
（2）确保所有实验中c（KMnO4）、c（H2C2O4）不变和总体积不变，实验Ⅳ中c（H＋）与实验Ⅰ中c（H＋）不同
迁移应用
1.（1）固体表面积 温度
（2）温度越高
（3）Ⅱ Ⅲ
（4）在相同的温度下，采用相同形态、质量的锌片分别与体积相同但浓度不同的盐酸反应
2.（1）2H2O22H2O＋O2↑
（2）探究催化剂对反应速率的影响 探究温度对反应速率的影响
（3）0.75 0.6 随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小
解析：（1）实验乙中发生反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。（2）由表可知实验甲和实验乙除催化剂不同外其他条件都相同，所以实验甲和实验乙是探究催化剂对反应速率的影响；实验甲和实验丙除温度不同外其他条件均相同，则实验甲和实验丙是探究温度对反应速率的影响。（3）0～20 s的反应速率v1＝＝＝0.75 mL·s－1，100～120 s的反应速率v2＝＝0.6 mL·s－1，速率减小的原因是随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小。
【教学效果·勤检测】
1.C 压强对无气体物质参加的化学反应速率无影响，选C项。
2.D 由图像可知，1、2、3、4四组实验产生的H2的量相同，只是反应速率不同。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L－1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L－1，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ℃，D错误。
3.C 速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。A项，v（W）＝v（Z）；B项，3v（X）＝2v（Z）；C项，2v（X）＝v（Y）；D项，2v（W）＝3v（X）。
4.B 根据影响化学反应速率的外界因素可知，表中B项的浓度较大、温度较高，且使用了催化剂，因此化学反应速率最大，收集相同体积的氧气所需的时间最短。
5.（1）0.05 mol·L－1·min－1 3 （2）0.5 mol·L－1 （3）11∶10
解析：（1）5 min后，用D表示的速率是v（D）＝＝0.1 mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v（B）∶v（C）∶v（D）＝v（B）∶0.15∶0.1＝1∶x∶2，所以 v（B）＝0.05 mol·L－1·min－1，x＝3。
（2）设A和B的初始浓度为y mol·L－1，则5 min后剩余的A和B的浓度分别是（y－0.75）mol·L－1、（y－0.25）mol·L－1，根据题意，（y－0.75）∶（y－0.25）＝1∶2，解得y＝1.25，所以A在5 min末的浓度是0.5 mol·L－1。
（3）根据阿伏加德罗定律：在同温同体积时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，反应开始时气体的物质的量为2.5 mol＋2.5 mol＝5.0 mol，当进行到5 min时，气体的物质的量：n（A）＝（2.5－1.5）mol＝1 mol，n（B）＝（2.5－0.5）mol＝2 mol，n（C）＝0.15 mol·L－1·min－1×5 min×2 L＝1.5 mol，n（D）＝1 mol，所以n（5 min末）＝n（A）＋n（B）＋n（C）＋n（D）＝1 mol＋2 mol＋1.5 mol＋1 mol＝5.5 mol，此时容器内的压强与开始时的压强之比为p（5 min末）∶p（始）＝n（5 min末）∶n（始）＝5.5 mol∶5 mol＝11∶10。
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第1课时 化学反应的速率
课
程 标
准 1.理解化学反应速率的概念和表示方法，能利用公式进行简单的
计算。
2.通过生活常识理解影响化学反应速率的因素及规律
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 化学反应速率
1. 内涵
（1）含义：表示化学反应过程进行 的物理量。
（2）表示方法：用单位时间内反应物 或生成物
来表示（取正值）。
（3）计算公式：用反应物A表示一段时间内的平均速率，即v
（A）＝ 。
（4）单位： 或 。
快慢
浓度的减小
浓度的增大
mol·L－1·min－1
mol·L－1·s－1
2. 计算实例
某反应物浓度在5 min内由6 mol·L－1变为2 mol·L－1，则5 min内的平
均反应速率为v＝ 。
＝0.8 mol·L－1·min－1
3. 正确理解化学反应速率
1. 对于反应：C（s）＋H2O（g） CO（g）＋H2（g），能否用
物质C的浓度变化量来表示该反应的反应速率？
提示：不能；因为反应前后固体或纯液体物质的浓度几乎不发生变
化，故不能用物质C表示该反应的反应速率。
2. 反应CO2（g）＋C（s） 2CO（g）中，用CO2（g）、CO
（g）表示同一时间段的化学反应速率的数值是否相等？它们之间
有什么关系？表示的意义是否相同？
提示：数值不相等，速率之比为1∶2（即化学计量数之比），但表
示的意义相同。
提示：同一个化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值可能
不同，所以比较同一个化学反应的反应速率的相对大小时，不能直
接比较数值大小，应先转化为同一物质、同一单位，然后再比较其
数值大小，数值越大表明反应速率越快。将条件①的速率换算成用
B表示的速率为v（B）＝0.2 mol·L－1·min－1，即条件②的速率比条
件①的速率快。
3. 对于反应3A（g）＋B（g） 2C（g）＋2D（g），在不同条件
下，用A、B表示的反应速率分别为条件 ①v（A）＝0.6 mol·L－
1·min－1；条件②v（B）＝0.45 mol·L－1·min－1；则该反应在条件
①的速率比条件②的速率快吗？
4. 在容积为2 L的密闭容器中发生反应：N2＋3H2 2NH3，已
知该状态下N2、H2和NH3均为气体。
（1）若在5 min内，测得NH3的质量增加1.7 g，则这5 min内，用
NH3表示的反应速率是多少？
提示：v（NH3）＝ ＝ ＝0.01 mol·L－1·min－1。
（2）若已知NH3的反应速率为0.2 mol·L－1·min－1，你能计算出H2
的反应速率吗？
提示：依据化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的
化学计量数之比可知：v（H2）＝ v（NH3）＝ × 0.2
mol·L－1·min－1＝0.3 mol·L－1·min－1。
（3）若反应刚开始时，充入2 mol N2和4 mol H2，10 min 时生成
NH3 1 mol，则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多
少？三者之比为多少？
提示： N2（g） ＋ 3H2（g） 2NH3（g）
n（始）
2 mol
4 mol
0
Δn
0.5 mol
1.5 mol
1 mol
n（10 min时）
1.5 mol
2.5 mol
1 mol
所以v（N2）＝ ＝0.025 mol·L－1·min－1
v（H2）＝ ＝0.075 mol·L－1·min－1
v（NH3）＝ ＝0.05 mol·L－1·min－1
v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝1∶3∶2。
1. 化学反应速率的计算
（1）定义式法
利用公式v＝ 计算化学反应速率，也可利用该公式计算浓
度变化量或时间。
（2）关系式法
化学反应速率之比＝物质的浓度变化量之比＝物质的量变化
量之比＝化学计量数之比。
（3）“三段式”解答模板
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）
t0 s/（mol·L－1） a b 0
转化/（mol·L－1） x
t1 s/（mol·L－1） a－x b－
则：v（A）＝ mol·L－1·s－1；
v（B）＝ mol·L－1·s－1；
v（C）＝ mol·L－1·s－1。
转化率α（A）＝ ＝ ×100％。
[转化率α（A）指已转化的A的物质的量与A初始的物质的量
之比]
2. 化学反应速率大小的比较
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应
速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的换算。
（1）方法一：换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大
小。
（2）方法二：比较化学反应速率与化学计量数的比值。
1. （2024·天津河东区期中）已知合成氨反应：N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），其浓度数据如下：
N2 H2 NH3
起始浓度/（mol·L－1） 1.0 3.0 0
2 s末浓度/（mol·L－1） 0.6 1.8 0.8
当用氢气浓度的减小来表示该化学反应的速率时，其速率为（ ）
A. 0.4 mol·L－1·s－1 B. 0.6 mol·L－1·s－1
C. 0.9 mol·L－1·s－1 D. 1.2 mol·L－1·s－1
解析： 2 s内氢气的浓度变化量＝3.0 mol·L－1－1.8 mol·L－1＝
1.2 mol·L－1，故2 s内用氢气表示的平均反应速率v＝ ＝
＝0.6 mol·L－1·s－1。
2. 反应3A（g）＋B（g） 2C（g）＋2D（g）在不同条件下，用
不同物质表示其反应速率如下：
①v（A）＝0.6 mol·L－1·min－1
②v（B）＝0.45 mol·L－1·min－1
③v（C）＝0.015 mol·L－1·min－1
④v（D）＝0.45 mol·L－1·min－1
则此反应在不同条件下进行最快的是（ ）
A. ① B. ②
C. ③ D. ④
解析： 化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之
比，即v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝3∶1∶2∶2，则用
A表示的化学反应速率分别为①中v（A）＝0.6 mol·L－1·min－1；②
中v（A）＝3v（B）＝0.45 mol·L－1·min－1×3＝1.35 mol·L－1·min
－1；③中v（A）＝ v（C）＝ ×0.015 mol·L－1·min－1＝0.022 5
mol·L－1·min－1；④中 v（A）＝ v（D）＝ ×0.45 mol·L－1·min－1
＝0.675 mol·L－1·min－1，所以此反应在不同条件下，进行最快的是
②。
3. （1）在反应A（g）＋3B（g） 2C（g）中，若以物质A表示的
化学反应速率为0.2 mol·L－1·min－1，则以物质B表示此反应的化学
反应速率为 mol·L－1·min－1。
解析：根据化学方程式中的化学计量数关系， ＝ ，v
（B）＝3v（A）＝3×0.2 mol·L－1·min－1＝0.6 mol·L－1·min－1。
0.6
（2）在2 L的密闭容器中，充入2 mol N2和3 mol H2，在一定条件下
发生反应，3 s后测得N2为 1.9 mol，则以H2的浓度变化表示
的反应速率为 。
解析：3 s内消耗的N2的物质的量为2 mol－1.9 mol＝0.1
mol，根据化学方程式可以计算出3 s内消耗的H2的物质的量
为0.3 mol，则v（H2）＝ ＝0.05 mol·L－1·s－1。
0.05 mol·L－1·s－1
（3）将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度
下发生反应：3A（g）＋B（g） 2C（g），在最初2 s内，
消耗A的平均速率为 0.06 mol·L－1·s－1，则在2 s时，容器中有
mol A，此时C的物质的量浓度为 。
8.8
0.08 mol·L－1
解析： 3A（g） ＋ B（g） 2C（g）
起始量/mol 10 5 0
转化量/mol 1.2 0.4 0.8
2 s时/mol 8.8 4.6 0.8
则2 s时，n（A）＝8.8 mol，c（C）＝ ＝0.08
mol·L－1。
分点突破（二） 影响化学反应速率的因素
实验1 探究温度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 浸在热水中试管产生气泡速率明显比浸在冷水中试管产生
气泡速率
快
实验2 探究浓度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 不加水的试管中产生气泡速率
大
实验3 探究催化剂对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象 加入FeCl3溶液后产生气泡速率明显
增大
【交流讨论】
1. 写出H2O2分解的化学方程式。由实验1得出的实验结论是什么？由
实验2得出的实验结论是什么？
提示：2H2O2 2H2O＋O2↑；在其他条件相同时，升高温度，
能增大H2O2的分解速率。在其他条件相同时，H2O2的浓度越大，
分解速率越大。
2. FeCl3在H2O2的分解反应中所起的作用是什么？由实验3得出的实验
结论是什么？
提示：FeCl3在H2O2的分解反应中起催化剂的作用；在其他条件相
同时，催化剂能增大H2O2的分解速率。
3. 生活中用煤粉代替煤块并向炉膛鼓风，可以使炉火更旺，原理
是什么？
提示：增大煤与空气的接触面积，加快反应速率。
4. 已知在密闭容器中发生化学反应：N2（g）＋O2（g） 2NO
（g）。分析下列条件的改变对该反应的化学反应速率的影响。
（1）缩小容器容积使体系压强增大，该反应的反应速率将如何
变化？
提示：缩小容器容积使体系压强增大，即气体的浓度增大，
反应速率增大。
（2）体积不变，充入氩气，使体系压强增大，该反应的反应速率
将如何变化？
提示：体积不变，充入氩气，参加反应的气体的浓度均不变
化，所以反应速率不变。
（3）压强不变，充入氩气，该反应的反应速率将如何变化？
提示：压强不变，充入氩气，参加反应的气体压强减小，即
气体的浓度减小，反应速率减小。
1. 影响化学反应速率的因素
影响化学反
应速率的因素 规律（在其他条件相同时）
内 因 化学 性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越大；反之越小
外 因 温度 升高温度，化学反应速率增大；反之减小
催化剂 使用合适的催化剂，化学反应速率增大
影响化学反应 速率的因素 规律（在其他条件相同时）
外 因 反应物的浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大；反之减
小
气态反应物 的压强 增大气态反应物的压强，化学反应速率增大；反
之减小
固体的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大；
反之减小
原电池 有原电池形成时，化学反应速率增大
其他 电磁波、超声波、溶剂等会影响化学反应速率
2. 压强对化学反应速率的影响
对于有气体物质参加的反应，改变反应体系的压强，对化学反应速
率的影响常有以下几种情况：
（1）恒温时，增大压强 容器容积减小 浓度增大 化
学反应速率增大。
（2）恒温恒容时，充入“惰性气体” 总压强增大，但各物质
的浓度不发生变化，所以化学反应速率不变。
（3）恒温恒压时，充入“惰性气体” 容器容积增大 浓
度减小 化学反应速率减小。
说明：“惰性气体”是指不参与反应的气体。
1. 下列条件一定能使化学反应速率增大的是（ ）
①增加反应物的物质的量 ②升高温度 ③缩小反应容器的容积
④加入生成物
A. 只有② B. ②③
C. ①② D. 全部
解析： 若增加固体反应物的物质的量，不会引起速率变化，①
错误；升温会使所有反应速率加快，②正确；缩小反应容器的容
积，即增大压强，仅适用于有气体参加的反应，③错误；加入固体
生成物，不会引起速率变化，④错误。
2. 下列有关化学反应速率的说法，不正确的是（ ）
A. 100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的硫酸钠溶液，生
成氢气的速率不变
B. 用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，滴加少量 CuSO4 溶液可以增大
产生氢气的速率
C. 密闭容器中的反应：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g），
当温度、压强不变时，充入稀有气体，反应速率减小
D. 相同质量的碳酸钙固体，块状、粉末状分别与 1 mol·L－1盐酸反
应，粉末状的反应速率大
解析： 加入硫酸钠溶液，溶液体积增大，氢离子浓度减小，反
应速率减小，A错误；锌和铜离子发生置换反应生成的铜单质与锌
组成锌铜原电池，化学反应速率增大，B正确；当温度、压强不变
时，充入稀有气体，容器的容积增大，参加反应的气态物质的浓度
减小，则反应速率减小，C正确；粉末状碳酸钙与盐酸的接触面积
大，反应速率大，D正确。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
变量控制法研究外界条件对化学反应速率的影响（分析与推测）
【典例】 草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生反应2Mn ＋
5H2C2O4＋6H＋ 2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。用4 mL 0.001 mol·L－1
KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L－1 H2C2O4溶液，研究反应的温度、反
应物的浓度与催化剂等因素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）实验Ⅰ和Ⅱ可得出的结论：影响化学反应速率的因素是 ；如
果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验Ⅰ和 。
提示： 催化剂 Ⅲ
（2）实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是
。
提示： 确保所有实验中c（KMnO4）、c（H2C2O4）不变
和总体积不变，实验Ⅳ中c（H＋）与实验Ⅰ中c（H＋）不同
【规律方法】
1. 化学探究实验中变量控制法的思路
实验结论
2. 探究流程
【迁移应用】
1. 某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应
得到实验数据如表所示：
组别 锌的形态 反应温度/℃ 收集100 mL氢气所需时间/s
Ⅰ 薄片 15 200
Ⅱ 薄片 25 90
Ⅲ 粉末 25 10
（1）该实验的目的是探究 、 对锌和稀盐酸反应
速率的影响。
固体表面积
温度
（2）实验Ⅰ和实验Ⅱ表明， ，化学反应速率越大。
（3）能表明固体的表面积对化学反应速率有影响的实验组别是
和 。
（4）请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的化学反应速
率的影响：
。
温度越高
Ⅱ
Ⅲ
在相同的温度下，采用相同形态、质量的锌片分
别与体积相同但浓度不同的盐酸反应
2. 化学兴趣小组学习化学反应速率后，联想到H2O2分解制备氧气，设
计如下实验方案探究外界条件对反应速率的影响。
编号 温度 反应物 催化剂
甲 25 ℃ 试管中加入3 mL 5％ H2O2溶液 1 mL蒸馏水
乙 25 ℃ 试管中加入3 mL 5％ H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
丙 40 ℃ 试管中加入3 mL 5％ H2O2溶液 1 mL蒸馏水
（1）实验乙中发生反应的化学方程式为
。
解析：（1）实验乙中发生反应的化学方程式为
2H2O2 2H2O＋O2↑。
2H2O2 2H2O＋
O2↑
（2）实验甲和实验乙的实验目的是
。
实验甲和实验丙的实验目的是
。
解析： 由表可知实验甲和实验乙除催化剂不同外其他条
件都相同，所以实验甲和实验乙是探究催化剂对反应速率的
影响；实验甲和实验丙除温度不同外其他条件均相同，则实
验甲和实验丙是探究温度对反应速率的影响。
探究催化剂对反应速率的影
响
探究温度对反应速率的影
响
（3）实验过程中该同学对实验乙中产生的气体进行收集，并在
2 min内6个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如
下表。
时间/s 20 40 60 80 100 120
气体体积
/mL 15.0 29.5 43.5 56.5 69.5 81.5
0～20 s的反应速率v1＝ mL·s－1，100～120 s的反应速
率v2＝ mL·s－1。不考虑实验测量误差，二者速率存在差
异的主要原因是
0.75
0.6
。
解析： 0～20 s的反应速率v1＝ ＝ ＝0.75 mL·s
－1，100～120 s的反应速率v2＝ ＝0.6 mL·s－
1，速率减小的原因是随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐
渐降低，反应速率减小。
随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减
小
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 增大压强对下列反应的速率无影响的是（ ）
解析： 压强对无气体物质参加的化学反应速率无影响，选C
项。
2. 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不
同时间（t）内产生气体体积（V）的数据如图所示，根据图示分
析实验条件，下列说法一定不正确的是（ ）
组
别 对应曲线 c（HCl）/mol·L－1） 反应温度/℃ 铁的状态
1 a 30 粉末状
2 b 30 粉末状
3 c 2.5 块状
4 d 2.5 30 块状
A. 第4组实验的反应速率最慢
B. 第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L－1
C. 第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1
D. 第3组实验的反应温度低于30 ℃
解析： 由图像可知，1、2、3、4四组实验产生的H2的量相同，
只是反应速率不同。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率
最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最
快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L－1，B正确；
第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量
法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L－1，C正确；由3、4组实验并
结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ℃，D错误。
3. 对于化学反应3W（g）＋2X（g） 4Y（g）＋3Z（g），下列
反应速率关系中，正确的是（ ）
A. v（W）＝3v（Z） B. 2v（X）＝3v（Z）
C. 2v（X）＝v（Y） D. 3v（W）＝2v（X）
解析： 速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。A项，v
（W）＝v（Z）；B项，3v（X）＝2v（Z）；C项，2v（X）＝v
（Y）；D项，2v（W）＝3v（X）。
4. 在不同条件下进行过氧化氢分解实验，有关数据如表所示。四组实
验中，收集相同体积（折算成标准状况）的氧气，所需时间最短的
一组是（ ）
组别 实验条件 A B C D
过氧化氢溶液体积/mL 10 10 10 10
过氧化氢溶液质量分数 6％ 6％ 3％ 6％
温度/℃ 20 40 40 40
MnO2质量/g 0.05 0.05 0.05 0
解析： 根据影响化学反应速率的外界因素可知，表中B项的浓
度较大、温度较高，且使用了催化剂，因此化学反应速率最大，收
集相同体积的氧气所需的时间最短。
5. 将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：
3A（g）＋B（g） xC（g）＋2D（g），5 min 后测得c（D）＝
0.5 mol·L－1，c（A）∶c（B）＝1∶2，C的反应速率是0.15
mol·L－1·min－1。
（1）B的反应速率v（B）＝ ，x＝ 。
0.05 mol·L－1·min－1
3
解析： 5 min后，用D表示的速率是v（D）＝
＝0.1 mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量
数之比，则v（B）∶v（C）∶v（D）＝v
（B）∶0.15∶0.1＝1∶x∶2，所以 v（B）＝0.05 mol·L－
1·min－1，x＝3。
（2）A在5 min末的浓度是 。
解析： 设A和B的初始浓度为y mol·L－1，则5 min后剩余
的A和B的浓度分别是（y－0.75）mol·L－1、（y－0.25）
mol·L－1，根据题意，（y－0.75）∶（y－0.25）＝1∶2，
解得y＝1.25，所以A在5 min末的浓度是0.5 mol·L－1。
0.5 mol·L－1
（3）此时容器内的压强与开始时的压强之比为 。
解析： 根据阿伏加德罗定律：在同温同体积时，气体的
压强之比等于气体的物质的量之比，反应开始时气体的物质
的量为2.5 mol＋2.5 mol＝5.0 mol，当进行到5 min时，气体
的物质的量：n（A）＝（2.5－1.5）mol＝1 mol，n（B）
＝（2.5－0.5）mol＝2 mol，n（C）＝0.15 mol·L－1·min－
1×5 min×2 L＝1.5 mol，n（D）＝1 mol，所以n（5 min
末）＝n（A）＋n（B）＋n（C）＋n（D）＝1 mol＋2 mol
＋1.5 mol＋1 mol＝5.5 mol，此时容器内的压强与开始时的
压强之比为p（5 min末）∶p（始）＝n（5 min末）∶n
（始）＝5.5 mol∶5 mol＝11∶10。
11∶10
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. （2024·银川高一月考）在生产、生活中，下列措施不是用来调控
化学反应速率的是（ ）
A. 洗衣粉中添加酶
B. 将鲜肉存放冰箱中
C. 搅拌使蔗糖在水中溶解
D. 冶铁时将铁矿石粉碎
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解析： 酶是催化剂，洗衣粉中添加酶，能加快去污速率，不选
A；将鲜肉存放冰箱中，降低温度，减慢鲜肉氧化变质的速率，不
选B；蔗糖溶于水不是化学反应，搅拌使蔗糖在水中溶解，不是调
控化学反应速率，选C；冶铁时将铁矿石粉碎，增大与氧气接触面
积，加快反应速率，不选D。
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2. （2024·沧州高一段测）反应C（s）＋H2O（g） CO（g）＋H2
（g）在一容积可变的容器中进行，则下列条件的改变使其反应速
率增大的是（ ）
A. 降低温度
B. 将容器的容积缩小一半
C. 将容器的容积拉大到原来的2倍
D. 增加C的量
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解析： 降低温度，反应速率减小，A错误；将容器的容积减小
一半，等价于将整个反应体系的压强增大了一倍，气体物质的量浓
度增大，反应速率增大，B正确；将容器的容积拉大到原来的2
倍，物质浓度减小，反应速率减慢，C错误；往反应中加入固体物
质，不会影响化学反应的速率，D错误。
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3. 在一定条件下，将A和B两种气体通入1 L密闭容器中，发生反应：
xA（g）＋yB（g） 2C（g）。测得 2 s 内的反应速率如下：v
（A）＝0.4 mol·L－1·s－1，v（B）＝1.2 mol·L－1·s－1，v（C）＝
0.8 mol·L－1·s－1。则x和y的值分别为（ ）
A. 2和3 B. 3和2
C. 3和1 D. 1和3
解析： x∶y∶2＝v（A）∶v（B）∶v（C）＝
0.4∶1.2∶0.8＝1∶3∶2，故x＝1，y＝3。
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4. 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）＝0.15 mol·L－1·s－1
②v（B）＝0.6 mol·L－1·s－1 ③v（C）＝0.5 mol·L－1·s－1 ④v
（D）＝0.45 mol·L－1·s－1。下列表示该反应进行由快到慢的顺序
正确的是（ ）
A. ②③④① B. ④③②①
C. ③④②① D. ②④③①
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解析： 比较反应速率的快慢时，需要转变为用同一物质表示的
反应速率，且单位相同；化学反应速率之比等于化学计量数之比，
都转化为用A物质表示的化学反应速率：①v（A）＝0.15 mol·L－
1·s－1；②v（B）＝0.6 mol·L－1·s－1，则v（A）＝ v（B）＝0.2
mol·L－1·s－1；③v（C）＝0.5 mol·L－1·s－1，则v（A）＝ v（C）
＝0.25 mol·L－1·s－1；④v（D）＝0.45 mol·L－1·s－1，则v（A）＝
v（D）＝0.225 mol·L－1·s－1；反应进行由快到慢的顺序为③④②
①。
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5. 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，该反应进行的快慢顺序为（ ）
A. ④＞③＝②＞① B. ④＜③＝②＜①
C. ①＞②＞③＞④ D. ④＞③＞②＞①
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解析： 若将各反应速率均转化为以B表示的反应速率，且以
mol·L－1·s－1为单位，①、②、③、④表示的速率分别是0.022 5
mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1、0.675 mol·L－1·s
－1，A正确。
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6. （2024·上海长宁区期中）各种化学反应进行得有快有慢，衡量化
学反应进行的快慢，认识化学反应快慢的规律及影响因素，可以更
好地满足工农业生产和日常生活的实际需要。
Ⅰ.如表是实验室模拟合成氨反应：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）的
部分数据，请分析后回答下列问题。
浓度 N2 H2 NH3
反应开始时的浓度/（mol·L－1） 3.1 3.7 0
6 min时的浓度/（mol·L－1） 1.9 ① ②
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（1）0～6 min内该反应的化学反应速率v（N2）＝
。
解析：由表格可知Δc（N2）＝3.1 mol·L－1－1.9 mol·L－1＝1.2
mol·L－1，列三段式，
N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）
开始时/（mol·L－1） 3.1 3.7 0
变化/（mol·L－1） 1.2 3.6 2.4
6 min时/（mol·L－1） 1.9 0.1 2.4
0.2 mol·L－1·min－
1
0～6 min内该反应的化学反应速率v（N2）＝ ＝0.2
mol·L－1·min－1。
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（2）在上表空格中填入合适数据① 、② 。
解析：在上表空格中填入合适数据①为0.1 mol·L－1，②为2.4
mol·L－1。
0.1
2.4
（3）要加快该反应的速率，可以采取措施有
。
解析：要加快该反应的速率，可以采取措施有升高温度、增大
压强、加入催化剂等。
升高温度、增大压强、
加入催化剂等
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（4）如果用NH3浓度的增加值来表示化学反应速率，则0～6 min内v
（NH3）为 。
解析：如果用NH3浓度的增加值来表示化学反应速率，则0～6
min内v（NH3）＝ ＝0.4 mol·L－1·min－1。
0.4 mol·L－1·min－1
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（5）经测定反应开始后到8 min末H2的反应速率v（H2）＝0.3 mol·L
－1·min－1，则8 min末NH3的浓度为 。
解析：反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，v
（NH3）＝ v（H2）＝ ×0.3 mol·L－1·min－1＝0.2 mol·L－1·min
－1，则8 min末NH3的浓度为 0.2 mol·L－1·min－1×8 min＝1.6
mol·L－1。
1.6 mol·L－1
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Ⅱ.将在空气中久置的铝片投入足量稀硫酸中，该铝片与稀硫酸反应产
生氢气的速率与反应时间可用图来表示（已知该反应为放热反应），
请回答下列问题。
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解析：曲线由O→a段不产生氢气的原因是铝片表面有氧化铝，
硫酸首先与表面的氧化铝反应，有关反应的离子方程式为Al2O3
＋6H＋ 2Al3＋＋3H2O。
（2）曲线由a→b段，产生氢气的速率较慢的原因
；
Al2O3＋
6H＋ 2Al3＋＋3H2O
反应开始，温度较低且只有部分硫酸与铝片作用
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解析：曲线由a→b段产生氢气的速率较慢的原因是反应开始，
温度较低且只有部分硫酸与铝片作用，有关的化学方程式为2Al
＋3H2SO4 Al2（SO4）3＋3H2↑。
（3）曲线由b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因
；
解析：曲线由b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是
铝片与硫酸反应放出热量使溶液温度升高，反应速率加快。
铝片与硫
酸反应放出热量使溶液温度升高，反应速率加快
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（4）曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因
；
解析：曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是随
着反应进行，硫酸浓度变小。
随着反应
进行，硫酸浓度变小
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（5）下列措施能加快上述反应的化学反应速率的是 （填字母）。
A. 把稀硫酸换成浓硫酸
B. 铝片改为铝粉
C. 加入少量硫酸铜溶液
D. 加入少量饱和硫酸钠溶液
BC
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解析：把稀硫酸换成浓硫酸，铝在常温下会发生钝化，不能生
成氢气，A错误；铝片改为铝粉会增大接触面积，加快反应速
率，B正确；加入少量硫酸铜溶液，铝和硫酸铜反应生成硫酸铝
和铜，铝和铜在电解质溶液中形成原电池，加快反应速率，C正
确；加入少量饱和硫酸钠溶液，反应速率影响不大，D错误。
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7. 在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：Fe2O3（s）＋3H2
（g） 2Fe（s）＋3H2O（g），采取下列措施不能改变反应速
率的是（ ）
A. 将容器的容积减小一半
B. 保持容器容积不变，增加H2通入量
C. 保持容器内压强不变，充入N2
D. 增加Fe的量
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解析： 将容器的容积减小一半，会使氢气和水的浓度增大，反
应速率增大，不选A；保持容器容积不变，增加H2通入量，会使H2
的浓度增大，反应速率增大，不选B；保持容器内压强不变，充入
N2，容器容积变大，H2和H2O的物质的量不变，故其物质的量浓度
降低，反应速率减小，不选C；Fe是固体，增加Fe的量，浓度不
变，因此反应速率不变，选D。
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8. 向四个体积相同的密闭容器（甲、乙、丙、丁）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顺序正确的是
（ ）
甲：在500 ℃时，10 mol SO2和5 mol O2反应
乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应
丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应
丁：在500 ℃时，8 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
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解析： 甲与乙相比，氧气、SO2浓度相等，乙中使用催化剂，
其他条件相同，使用催化剂，加快反应速率，所以反应速率：乙＞
甲；甲与丁相比，甲中SO2的物质的量比丁中大，即甲中SO2的浓
度比丁中大，其他条件相同，浓度越大，反应速率越快，所以反应
速率：甲＞丁；丙与丁相比， 其他条件相同，丁中温度高，温度
越高，反应速率越快，所以反应速率：丁＞丙；所以反应速率由大
到小的顺序为乙、甲、丁、丙，C项正确。
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9. 为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定碳酸
钙固体与足量稀盐酸反应生成CO2的体积随时间的变化情况，绘制
出如图所示的曲线甲。下列有关说法不正确的是（ ）
A. 在O～t1 s、t1～t2 s、t2～t3 s中，t1～t2 s生成的
CO2气体最多
B. 因反应放热，导致O～t1 s内的反应速率逐渐增大
D. 将碳酸钙固体研成粉末，则曲线甲将变成曲线乙
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解析： 由题图可知，t1～t2 s生成的CO2气体最多，A正确；
O～t1 s，随着反应的进行，反应物的浓度是减小的，反应速率增
大说明该反应一定放热，温度升高，反应速率加快，B正确；由题
图知：若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率，
则t2～t3 s内的反应速率为 mL·s－1，C正确；将碳酸钙固体研成
粉末，反应物的接触面积增大，反应速率加快，而曲线乙表示生成
CO2的速率比曲线甲慢，D错误。
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10. 某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是（ ）
A. 其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B. 其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C. 条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D. 条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
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解析： 由题干图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂
浓度越大，反应所需要的时间更短，故反应速率越大，A正确；
由题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是
③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反
应速率与降冰片烯浓度无关，B错误；由题干图中数据可知，条
件①反应速率为v＝ ＝ ＝0.012 mol·L－1·min
－1，C正确；反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，由题干图
中数据可知，条件②降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期
为 ＝62.5 min，D正确。
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11. 某温度下，在2 L密闭容器中充入一定量的A、B气体，发生反应
3A（g）＋B（g） 2C（g），A、B的物质的量浓度随时间变化
的曲线如图所示。
（1）从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为
。
0.05 mol·L－
1·s－1
解析： 从反应开始到12 s时，A的浓度变化量Δc＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，故A的反应速率为 ＝0.05 mol·L－1·s－1。
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（2）5 s时B的消耗速率 B的生成速率（填“＞”“＜”或
“＝”）。
解析： 5 s后B的浓度在减少，说明反应向正反应方向进行，则B的消耗速率大于B的生成速率。
＞
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（3）该反应平衡时的压强与起始的压强之比为 。
解析：从起始到平衡，物质A的浓度改变值为Δc＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，根据化学方程式和图像可知，平衡时物质A、B、C的浓度分别为0.2 mol·L
－1、0.3 mol·L－1、0.4 mol·L－1，总和为（0.2＋0.3＋0.4）mol·L－1＝0.9 mol·L－1，起始时物质A、B的浓度之和为（0.5＋0.8）mol·L－1＝1.3 mol·L－1，压强之比等于物质的量浓度之比，则该反应平衡时的压强与起始的压
强之比为0.9∶1.3＝9∶13。
9∶13
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（4）上述反应在三种不同情况下的反应速率如下：①v（A）＝
0.3 mol·L－1·s－1；②v（B）＝0.12 mol·L－1·s－1；③v
（C）＝0.16 mol·L－1·s－1。
则反应速率由大到小的顺序为 （填序号）。
②①③
解析： 以物质A来表示反应的速率为①v（A）＝0.3 mol·L－1·s－1，②v（B）＝0.12 mol·L－1·s－1，故v（A）＝3×0.12 mol·L－1·s－1＝0.36 mol·L－1·s－1，③v（C）＝
0.16 mol·L－1·s－1，故v（A）＝ ×0.16 mol·L－1·s－1＝0.24 mol·L－1·s－1，反应速率由大到小的顺序为②①③。
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（5）A、B气体在不同的实验条件下进行反应，实验数据如表所
示。收集相同体积的C气体，所需时间最短的一组是
（填序号）。
组别 容器容积/L 气体物质的量 温度/℃
① 2 3 mol A、1 mol B 30
② 2 6 mol A、2 mol B 50
③ 1 3 mol A、1 mol B 20
④ 1 6 mol A、2 mol B 50
④
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解析： 反应越快，所需时间越短，根据实验数据可知，温度越高，反应物浓度越大，则反应越快，所需时间越短，因为④温度高，且容积小，浓度大，故④所需时间最短。
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感谢欣赏
THE END
