(共142张PPT)
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第29讲
化学反应速率及影响因素
1.知道化学反应速率的表示方法，了解反应速率测定的简单方法。
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，认识基元反应的活化能对化学反应速率
的影响。
答案速查【听】
01
考点一 化学反应速率
02
考点二 影响化学反应速率的因素
03
教考衔接6 化学反应机理及分析
04
经典真题·明考向
05
作业手册
答案速查【作】
考点一
化学反应速率
1.表示方法
快慢
减小
增加
2.注意事项
3.化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应： ，当单位相同时，用
不同反应物或生成物表示的化学反应速率的数值之比等于方程式中各
物质的____________之比，即 _________。
化学计量数
4.化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“三段式”
（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）根据已知条件列式计算。
例如：反应
则 ，
，
。
某反应物的转化率
。
【对点自测】
判断正误（正确的打“√”,错误的打“×”）
（1）化学反应速率用反应物表示为正值，用生成物表示为负值( )
×
（2）对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显( )
×
（3）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( )
√
（4）的反应速率一定比 的反应速率
大( )
×
[解析] 速率数值所对应的化学反应速率的快慢与该物质在化学反应方程
式中的化学计量数有关,可用速率与化学计量数比值的大小判断反应快慢。
（5）化学反应速率为是指 时某物质的浓度为
( )
×
[解析] 是指内某物质浓度的变化为 。
（6）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( )
×
[解析] 同一化学反应中，化学反应速率数值的大小和化学计量数有关，
化学计量数越大，数值越大，速率之比等于化学计量数之比，数值越
大不一定化学反应速率越快。
（7）甲、乙两容器中分别充入和， 后两者
各反应掉和 ，则说明乙中反应速率快( )
×
[解析] 容积大小未知，没法比较二者的反应速率。
（8）对于反应， 与
的关系为 ( )
√
（9）对于反应 ，在一定的时间内
，可知 ( )
×
（10）对于， 与
表示的反应速率：前者快( )
×
题组一 化学反应速率的计算
1.和纯净的 在一定条件下发生反应：
。现向一容积不变的 密闭
容器中充入和,末，测得生成的 占混合气
体体积的 ，则下列表示此段时间内该反应的平均反应速率不正确
的是( )
A.
B.
C.
D.
√
[解析] 设末，生成 ，列三段式：
据题意，则有，解得 ，
则内的浓度变化为 ，
。
再由各物质表示的平均反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，
可得各物质表示的平均反应速率分别为 ，
， 。
2.[2025·湖南部分重点校联考] 一定条件下，在容积恒为 的密闭容
器中发生反应： ，反应过程如图所示。下
列说法不正确的是 ( )
A. 时正、逆反应速率相等
B.曲线表示 的物质的量随时间的变化关系
C.，的平均反应速率
D.，的平均反应速率
√
[解析] 时刻没有达到平衡状态，正、逆
反应速率不相等，A错误；
根据图像，的物质的量增加，属于生成物，
故为 的物质的量随时间的变化关系曲线，B正确；
内， ，根据化
学反应速率之比等于化学计量数之比
，C正确；
， ，
，D正确。
3.[2024·上海卷] 氟气通入氙会产生、、 三种氟化物
气体。现将的的同时通入的容器中，反应
后，测得容器内共有 气体，且三种氟化物的比例为
，则内的速率 ________
_______________。
[解析] 氟气通入氙会产生、、 三种氟化物气体，
、、 ，气体减少的
物质的量为参加反应的的物质的量，假设、、 的物质
的量分别为、、 ，则
，解得 ，
故内 的反应速率
。
【规律小结】
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化学计量数之比。
（3）根据图像计算
找出图像中物质的变化量,再根据定义及公式计算。
题组二 化学反应速率的大小比较
4.对于反应 在不同条件下的化学反应
速率如下，其中表示反应速率最快的是( )
A. B.
C. D.
√
[解析] 采用归一法进行比较，A项， ，即；
B项， ,即 ；
C项， ,即 ;
D项， 。
综上所述，反应最快的是 ，故答案为A。
5.已知反应 在不同条件下的化学反应速率
如下：
①
②
③
④
⑤
请比较上述5种情况反应的快慢：______________________
（由大到小的顺序）。
[解析] ②经转化可表示为 ；
；
；
，故
。
【方法技巧】
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。先看单
位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。
（1）归一法
按照化学计量数关系换算成同一物质、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 ，
比较与，若 ，则用A表示的反应速率比用B表示的大。
考点二
影响化学反应速率的因素
1.内因（主要因素）
反应物本身的__________________是影响化学反应速率的决定因素。
如在相同条件下卤素单质与 反应的速率大小关系为______________
________，镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为________
__________。
组成、结构和性质
2.外因（只改变一个条件,其他条件不变）
增大
减小
不变
增大
减小
气体
增大
减小
增大
相同
比表面积
3.速率常数
（1）基元反应
研究发现,大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的,而往往经
过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为__________。
（2）假设基元反应为 ，其速率可表
示为，式中的 称为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。
基元反应
（3）正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应， ，
，平衡常数 ，反应达到平衡时
，故 。
4.影响化学反应速率的因素理论解释——有效碰撞理论
（1）有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。
（2）活化分子：能量较高，有可能发生__________的分子。
有效碰撞
（3）活化能
图中： 为________________，使用催
化剂时的活化能为____，反应热为_____
___。
（注： 为逆反应的活化能）
正反应的活化能
（4）活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
【对点自测】
判断正误（正确的打“√”,错误的打“×”）
（1）[2024·甘肃卷] 锌粉和盐酸反应时加水稀释,会降低化学反应速率
( )
√
（2）升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小( )
×
[解析] 升温时，吸热反应速率、放热反应速率均增大。
（3）一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜与
醋酸钠均能够提高反应速率( )
×
[解析] 加入 形成原电池，使化学反应速率加快，而加入
，会生成， 减小，反应速率减慢。
（4）碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加 固体，可以加快反应
速率( )
×
[解析] 是固体，其浓度可看作常数，化学反应速率保持不变。
（5）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( )
×
[解析] 增大反应物的浓度，能增大单位体积内活化分子数，但活化分
子百分数保持不变。
（6） 盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，
反应速率不变( )
×
[解析] 加入氯化钠溶液，相当于对溶液进行稀释， 减小，反应
速率应减小。
（7）增大反应体系的压强，反应速率不一定增大( )
√
（8）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
( )
×
（9）升高温度的同时加入合适的催化剂一定比只升高温度时的反应
速率要快( )
×
[解析] 升高温度可能会影响催化剂的活性，反应速率不一定会更快。
题组一 外界条件对化学反应速率的影响
1.某温度下，在容积一定的密闭容器中进行反应：
。下列叙述正确的是( )
A.向容器中充入氩气，反应速率不变
B.加入少量 ，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
√
[解析] 恒容通“惰性气体”，反应体系各物质浓度没有改变，反应速率
不变，A项正确；
为固体，加入 ，反应速率不改变，B项错误；
升高温度，、 均增大，C项错误；
改变压强，活化分子百分数不变，D项错误。
2.已知反应：
。其反应机
理如下：
（快）
（慢）
下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应的速率主要取决于①的快慢
B. 是该反应的催化剂
C.正反应的活化能比逆反应的活化能小
D.增大 的浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率
√
[解析] 总反应速率主要取决于活化能最大、反应速率最慢的一步反应，
所以该反应的总反应速率主要取决于②的快慢，A错误；
是中间产物，而不是该反应的催化剂，B错误；
由于该反应为放热反应，说明反应物总能量高于生成物总能量，所以
正反应的活化能比逆反应的活化能小，C正确；
增大 的浓度，单位体积内分子总数增加，单位体积内活化分子
数增加，能加快反应速率，但活化分子百分数不变，D错误。
题组二 变量控制法探究影响化学反应速率的因素
3.[2025·湖南长沙岳麓实验中学检测] 某小组探究实验条件对反应速率
的影响，设计如下实验，并记录结果如下：
编 号 温度 出现蓝色
时间
①
②
编 号 温度 出现蓝色
时间
③
④ 未见蓝色
下列说法正确的是( )
续表
A.由实验①②可知，反应速率与 成正比
B.实验①～④中，应将 溶液与淀粉溶液先混合
C.在被氧化过程中， 只是降低活化能
D.由实验③④可知，温度越高，反应速率越慢
√
[解析] 实验①②中其他条件相同， ，且反应速率：
，所以反应速率与 成正比，A正确；
淀粉在酸性条件下会水解，实验①～④中，应将 溶液与淀粉溶液先
混合，再加入溶液，在酸性条件下和 发生氧化还原反应生
成碘单质，测定溶液变色的时间，B错误；
在被氧化过程中， 作为反应物参加反应，C错误；
由实验①③可知，温度由升高到 ，反应速率加快，而实验④
温度更高，溶解氧减少，故④不变色，D错误。
4.某小组研究影响反应速率的因素。
（1）实验一：探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。
①设计实验方案如下表，表中 ____。
编号 酸的种类
1 醋酸 1.0 10 2.0
2 盐酸 10 2.0
1.0
[解析] 要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响，则必须保持其他
影响反应速率的因素一致，故醋酸和盐酸的浓度应相同，故盐酸浓度
也应为 。
甲
②实验步骤
.检查装置（甲图）的气密性后，添加药品；
.反应开始后，____________________________
___；
每隔记录一次生成的体积
.将所记录的数据转化为曲线图（乙图）。
乙
[解析] 据题图甲、乙可知，要通过测量在相同的时间段内收集到的氢
气体积的大小来测量反应速率，故在反应开始后，应每隔 记录一
次生成 的体积。
③写出 ,醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律：______
____________________________________________________________
_____________________________________。
醋酸与镁条反应的速率随时间变化不明显；盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快，一段时间后反应速率明显减小
[解析] 通过题图乙可知，单位时间内醋酸与镁条反应生成氢气的体积
变化很小，即醋酸与镁条的反应速率变化不大；而盐酸与镁条的反应
一开始很快，一段时间后，单位时间内生成氢气的体积明显变小，即
反应速率明显减小。
（2）实验二：探究反应条件对溶液与稀
反应速率的影响，其设计与测定结果如下。
编号 乙
1 25 10.0 0 10.0
2 25 5.0 10.0
3 45 10.0 0 10.0
①写出上述实验原理的离子方程式：____________________________
________。
[解析] 溶液与稀 反应生成二氧化硫和硫单质，其反应
的离子方程式为 。
②上述实验1、3是探究______对化学反应速率的影响；若上述实验1、
2是探究浓度对化学反应速率的影响，则 的值为____；乙是实验需要
测量的物理量，则表格中“乙”应填写__________________________。
温度
5.0
出现浑浊的时间/（或）
[解析] 当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因
素一致，通过比较实验1、3的反应条件可知，实验1、3可探究温度对
反应速率的影响；实验1、2中 溶液的加入体积不同，故探究
的是 溶液浓度不同对反应速率的影响，但反应溶液的总体积
需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同， 的值为5.0；要
准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液出现浑浊时间的长短，
故乙是“出现浑浊的时间/或 ”。
【方法技巧】
变量控制法探究影响反应速率的因素的解题策略
教考衔接6
化学反应机理及分析
人教·选择性必修1· 第二章第一节
（1）使用催化剂时，根据过渡态的个数确定反应历程包含几步反应：
过渡态个数 分步反应的步数。图中虚线包含2个过渡态（“波峰”对应
物质）和1个中间体（“波谷”对应物质），反应分两步进行。
（2）分步反应中，活化能最大，反应速率最小，是整个反应历程的
决速步。图中催化反应第一步的活化能较大（决速步），第二步的活
化能较小。
（3）根据图中物质具有的相对能量判断其稳定性，物质具有的能量
越低越稳定。
应用1 催化剂与反应历程图像及分析
1.[2023·广东卷] 催化剂 Ⅰ 和 Ⅱ 均能催化反应 。反应历
程（下图）中， 为中间产物。其他条件相同时，下列说法不正确的
是( )
A.使用 Ⅰ 和 Ⅱ，反应历程都分4步进行
B.反应达平衡时，升高温度， 的浓度增大
C.使用 Ⅱ 时，反应体系更快达到平衡
D.使用 Ⅰ 时，反应过程中 所能达到的最高浓度更
大
√
[解析] 由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历
程都分4步进行，A正确；
由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，
的浓度增大，B正确；
由图可知Ⅰ的各步反应中最大活化能小于Ⅱ的各步反应中最大活化能，
所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；
由图可知 中使用Ⅰ活化能较小，反应速率较快， 中使用Ⅰ活
化能较大，反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中 所能达到的最
高浓度更大，D正确。
①图中两条曲线均出现4个“波峰”和3个“波谷”；
②使用催化剂 Ⅱ 时，第1步反应的活化能最大；
③使用催化剂 Ⅰ 时，第3步反应的活化能最大。
应用2 能量与反应历程图像及分析
2.[2023·湖北卷节选] 纳米碗 是一种奇特的碗状共轭体系。高温
条件下，可以由 分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反
应生成。 的能量变化如下：
图示历程包含___个基元反应，其中速率最慢的是第___个。
3
3
[解析] 由反应历程可知，包含3个基元反应，分别为
， ,
,其中第3个反应的活化能最大，反
应速率最慢。
①图中出现3个过渡态和2个中间产物；
②图中 过渡态3的活化能最大。
经典真题·明考向
1.[2024·江苏卷] 下列说法正确的是( )
A.豆科植物固氮过程中，固氮酶能提高该反应的活化能
B.与反应中，催化能提高生成 的选择性
C.制反应中， 能加快化学反应速率
D.与反应中， 能减小该反应的焓变
√
[解析] 固氮酶是豆科植物固氮过程的催化剂，能降低该反应的活化能，
A错误；
根据题意，催化剂有选择性，如与反应用 催化生成
（环氧乙烷）、用催化生成，则判断 催化不能
提高生成的选择性，B错误；
是制 反应的催化剂，能加快化学反应速率，C正确；
是与 反应的催化剂，能加快反应速率，但不能改变该反应
的焓变，D错误。
2.[2024·浙江卷节选] 氢是清洁能源，硼氢化钠 是一种环境友
好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下。 除非特别说明，本
题中反应条件均为、
。该反应比较缓
慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是_____。
A.升高溶液温度
B.加入少量异丙胺
C.加入少量固体硼酸
D.增大体系压强
√
√
[解析] 升高温度，活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快，
A符合题意；
该反应可改写为，
中为 价，与中归中为 ，加酸反应速率加快，加入少量异丙胺
，相当于加碱，化学反应速率减慢，B不符合题意；
加入少量固体硼酸 ，相当于加酸，化学反应速率加快，C符合题意；
增大体系压强，忽略体积变化，则气体浓度不变，化学反应速率不变，D不
符合题意。
3.[2024·安徽卷] 室温下，为探究纳米铁去除水样中 的影响因素，
测得不同条件下 浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列说法正确的是( )
A.实验①中， 小时内平均反应速率
B.实验③中，反应的离子方程式为
C.其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快
反应速率
D.其他条件相同时，水样初始越小， 的
去除效果越好
√
[解析] 由图可知，实验①中， 小时内平均
反应速率
，A不正确；
实验③中水样初始 ，溶液显弱碱性，离子方程式中不能出现 ，
B不正确；
分析实验①和②可知，其他条件相同，只有纳米铁质量不同，在相同
时间内，实验①中 浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，
适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；
分析实验②和③可知，其他条件相同，只有水样初始 不同，在相同
时间内，实验②中 浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，
适当减小水样初始，的去除效果增强，但是当水样初始 很
小时，浓度过大，纳米铁与反应速率加快，会导致与 反应
的纳米铁减少，因此，当初始越小时，
的去除效果不一定越好，D不正确。
A.随 的减小，反应①②的速率均降低
B.体系中
C.欲提高 的产率,需提高反应温度且控制
反应时间
D.温度低于 时，总反应速率由反应②决定
√
4.[2022·河北卷改编] 恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量 ,发生
反应的方程式为;。反应①的速率 ,反应
②的速率,式中、为速率常数。图甲为该体系中 、
、浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的~ 曲线。下列说
法正确的是( )
[解析] 恒温条件下，、不变，则速率 与反应物浓度有关，图甲
中一直下降的曲线代表随时间的变化，一直上升的曲线代表
随时间的变化，先上升后下降的曲线代表 随时间的变化，反应开
始时，随着的减小， 增大，反应①的速率降低、反应②的速
率增大，A错误；
根据图甲和反应、反应， 的浓度
达到最大值前，的减少量等于和 的增加量之和，根据速率之比等
于相同时间内各物质的浓度变化量之比，故， 的
浓度达到最大值之后， ,B错误；
由图乙可知，随着增大，即减小，、均减小，但 减小的幅度
较大，即受温度影响较大，欲提高的产率，应使 ，故需适
当降低反应温度，根据图甲可知还需要控制反应时间，C错误；
温度为时，，降低温度时，, 减小程度大，反应②
成为总反应速率的决速步，D正确。
1.[2024·甘肃卷] 下列措施能降低化学反应速率的是( )
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B.中和滴定时，边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强
√
[解析] 催化剂可以改变化学反应速率，一般来说，催化剂可以用来加
快化学反应速率，故催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应
速率，A项不符合题意；
中和滴定时，边滴边摇锥形瓶，使反应物快速、充分接触，可以加快
化学反应速率，B项不符合题意；
锌粉和盐酸反应时加水稀释，会降低盐酸的浓度，可以降低化学反应
速率，C项符合题意；
石墨合成金刚石，该反应中没有气体参与，增大压强不会改变化学反
应速率，D项不符合题意。
2.[2025·辽宁名校联盟联考] 在密闭容器中，、、 三种气态物质
的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A.该反应的化学方程式为
B.前内的转化率为
C.从反应开始到平衡时，用 表示的反应
速率为
D.的反应速率前 小于
√
[解析] 内，的变化量为， 的
变化量为， 的变化量为
，由恒容容器中物质的量变化量之比等于
化学计量数之比，则化学反应方程式为 ，A错误；
前内，的物质的量变化量为
，则 的
转化率为，
B错误；
时反应达到平衡，则从反应开始到平衡，
，C正确；
由图可知，前内减小，内 减小，
故反应速率前大于 ，D错误。
3.[2024·河北邢台名校联考] 氢气在氧气中燃烧主要经历以下四步基元
反应：（慢反应）； （快反应）；
（快反应）；
（快反应）。下列说法正确的是( )
A.第①步反应中 分子的碰撞仅部分有效
B.在这四步反应中，第①步反应的活化能最低
C.第②步反应中与 的每一次碰撞都为有效碰撞
D.和 是反应的中间产物，能在体系中稳定存在
√
[解析] 第①步是慢反应，则 分子的碰撞仅部分有效，A正确；
这四步反应中，第①步反应为慢反应，其余均为快反应，活化能越高
反应速率越慢，故第①步反应的活化能最高，B错误；
能够发生化学反应的分子碰撞才是有效碰撞，故第②步反应中与
的碰撞并不是每一次碰撞都为有效碰撞，C错误；
由题干信息可知，反应②③④三步反应均为快反应，说明和 是
反应的中间产物，但不能在体系中稳定存在，D错误。
Exercise
作业手册
考点一 化学反应速率及计算
1.已知： 。若反应速率分别
用、、、 表示，下列说法不正确的是
( )
A.时刻：
B.时刻：
C.若时间段内 ，则有
D.任意时刻，必定存在：
√
[解析] 根据用不同物质表示反应速率与化学计量数的关系可得：
，则有 ，
， ，A、B、D均正确；
由于，若时间段内 ，
则有 ，C错误。
2.[2025·湖南名校联合体联考] A与B在容积恒为 的密闭容器中发生
反应：，、 时刻分别测得部分数
据如下表：
0.12 0.06 0.10
0.06 0.12 0.20
下列说法正确的是( )
A.内，平均反应速率
B.若起始时，则时
C.升高温度，、、 均增大
D.
[解析] 不能确定起始时B的物质的量，因此 时间段内，不能
确定B的物质的量的变化量，则不能计算其反应速率，A错误；
计算反应速率是 平均反应速率，而不是瞬时反应速率，B错误；
时间段内，B和D的物质的量的变化量分别是 、
，则有 ，D错误。
√
3.[2025·湖南衡阳三校联考] 将和在 的密闭容
器中混合，并在一定条件下发生反应： ，若经
后测得C的物质的量为 。下列叙述正确的是( )
A.用物质C表示的平均反应速率为
B.反应开始到，物质B的物质的量浓度减小
C.时物质A的转化率为
D.
√
[解析] 反应经后测得C的物质的量为 ，则有
，A错误；
内生成 同时消耗和 ，故B的物质的量浓
度减小值为，B正确；
内消耗 ，则物质A的转化率为 ，C
错误；
根据反应速率与化学计量数的关系可得： ，D错误。
4.[2025·江苏南通名校联考] 一定条件下，将和 投入
容积为的恒容密闭容器中发生反应，该反应过程中 的物质的量
随反应时间 的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.当反应达到平衡时，
B.当反应达到平衡时，的转化率为
C.内 的平均速率
D.点对应的化学反应速率：
√
[解析] 反应达到平衡时，消耗，结
合反应可知生成 的物质的量为，则有
，A错误；
达到平衡时消耗，则消耗， 的转化率为
，B错误；
内 的平均速率C正确；
点达到平衡状态，正逆反应速率相等，不同物质的速率之比等于其化
学计量数之比，则对应的化学反应速率： ，D错误。
考点二 影响化学反应速率的因素
5.[2025·湖南衡阳一中检测] 下列增大化学反应速率的措施合理的是
( )
A.大理石与盐酸反应制取 时，将盐酸改为等浓度的硫酸
B.往工业合成氨的刚性密闭容器中通入 ，以增大体系压强
C.与稀盐酸反应制取时，在反应容器中加入少量 溶液
D.将与溶液置于 恒温反应器中进行反应
√
[解析] 由于硫酸与碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙，覆盖在大理石表面
阻止反应继续进行，故大理石与盐酸反应制取 时，将盐酸改为等
浓度的硫酸，不能增大反应速率，A错误；
往工业合成氨的刚性密闭容器中通入 以增大体系压强，反应体系各
浓度不变，反应速率不变，B错误；
与稀盐酸反应制取时，在反应容器中加入少量 溶液，置
换出铜附在 上形成微小原电池反应，从而加快反应速率，C正确；
将与溶液置于 恒温反应器中进行反应，由于高温
分解，导致 浓度减小甚至完全分解，反应速率不一定增大，D错误。
6.[2025·广东广州番禺区调研] 某实验小组用 溶
液和 溶液为反应物，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： 。
实验 序号 温度 出现沉淀所
需的时间
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实验 序号 温度 出现沉淀所
需的时间
Ⅳ
下列说法不正确的是( )
续表
A.实验 Ⅱ 中
B.实验 Ⅲ 中
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
√
[解析] 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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，则 ，A错误；
对比表格中数据可知， 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 ，则 ，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，三种液体的体积都相同，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所用时间小于实验Ⅰ，故浓度
保持不变时，升高温度，化学反应速率增大，D正确。
7.[2025·广东惠东实验中学等校联考] 在相同条件
下研究催化剂 Ⅰ 、 Ⅱ 对反应 的影响，各
物质浓度随反应时间 的部分变化曲线如图所示，
则( )
A.无催化剂时，反应不能进行
B.与催化剂 Ⅰ 相比，Ⅱ 使反应活化能更低
C.曲线表示使用催化剂 Ⅱ 时的浓度随 的变化
D.使用催化剂 Ⅰ 时， 内，
√
[解析] 无催化剂时，随反应进行，生成物浓度也在增加，说明反应也
在进行，A错误；
催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，反应
更快，B错误；
使用催化剂Ⅱ时，在内 的浓度变化，而曲线表
示的的浓度变化也为 ，二者变化量之比不等于化学计量
数之比，故 曲线不表示使用催化剂Ⅱ时浓度随时间的变化，C错误；
使用催化剂Ⅰ时，在内， 的浓度变化，则
，
，D正确。
8.某兴趣小组同学将的酸性溶液和 溶液按如下比
例混合，探究浓度对反应速率的影响。
序 号
① 20 0.1 2.0 0.4 4.0 0
② 20 0.1 2.0 0.4 2.0
现象：实验①溶液很快由紫色变为青绿色，而实验②慢一点；变为青
绿色后，实验②溶液很快褪至无色，而实验①褪色慢一点。
资料：与 很难形成配合物；
（青绿色）， 有强氧化性，而
氧化性极弱。
下列说法错误的是( )
A.
B.溶液中能通过加硫酸酸化调
C.溶液由青绿色褪至无色过程中，实验①中 较小，导致褪色
速率较慢
D.由实验可知，加入越多， 溶液由紫色褪至无色的速率
越快
√
[解析] 题目探究 浓度对反应速率的影响，要控制单一变量，
则设计实验时除 浓度外，其他量均相同，故②中加水体积为
，即，A正确；
溶液可与盐酸反应放出氯气，故不可用盐酸酸化，通常用硫酸
酸化，B正确；
由实验时溶液都是先变为青绿色后褪至无色知，在反应过程中，
先被还原为 ，后被还原为，由青绿色褪至无色的过程中，
若 浓度过大，平衡正向移动，
导致 浓度降低，褪色速率较慢，C正确；
由表中数据和实验现象知，并不是加入越多， 溶液由
紫色褪至无色的速率越快，D错误。
考点三 速率常数
9.[2024·河北秦皇岛二模] 在一恒容密闭容器中充入、 ，发生反
应 。上述反应的正反应速率方
程：
（ 为正反应速率常数，只与温度、催化剂有
关）。某温度下，测得正反应速率与物质浓度的关系如下表所示：
实验
① 0.10 0.10
② 0.20 0.10
实验
③ 0.40 0.20
下列说法错误的是( )
A.
B.、 的浓度对正反应速率的影响程度相等
C.升高温度，活化分子百分数增大， 增大
D.其他条件不变，增大压强， 不变
续表
√
[解析] 将实验①②组的数据代入速率方程可得： ，解得
，A正确；
由 ，将实验①③组的数据代入速率方程，可得
，解得，说明 的浓度对速率的影响程度大于 ，B错误；
升高温度，更多分子吸收能量转化为活化分子，活化分子百分数增大，
增大，C正确；
受温度影响，其他条件不变，增大压强，但温度不变则 不变，D
正确。
10.[2024·辽宁鞍山二模] 丙酮的溴代反应
的速率方程为
，其中 为速率常数，与温
度有关；“ ”为反应级数。某温度时，获得如下实验数据：
实验序 号
① 0.80 0.20 200
② 1.60 0.20 100
实验序 号
③ 0.80 0.40 100
④ 0.80 0.20 400
分析实验数据所得出的结论错误的是( )
A.增大 ，能延长溶液颜色消失的时间
B.实验②和③的平均速率相等
C.实验①在内的平均速率
D.反应级数为2
续表
√
[解析] 对比实验①④中的丙酮和 的浓度是相同的，而实验④中的
溴比实验①的大，说明增大 ，能延长溶液颜色消失的时间，A
正确；
对比实验②和③的数据， 相等，溴颜色消失所需的时间也相等，
故溴的反应速率相等，B正确；
实验①在 内的平均速率
，C错误；
对比实验①和②的数据可知，，则 ，对比实验①和③
的数据可知，，则 ，对比实验①和④的数据可知，
的浓度增大，但速率不变，则， ，反应级数为2，
D正确。
11.某催化剂作用下，乙炔发生选择性加氢反应
。速率方程为
，（、 为速率常数，只
与温度、催化剂有关）。一定温度下，在 恒容密闭容器中充入
和，只发生上述反应。测得 的物质的量
如下表所示：
0 5 10 15 20
0 0.3 0.5 0.6 0.6
下列说法错误的是( )
A.内，
B.升高温度，增大的倍数小于 增大的倍数
C.净反应速率 由大到小最终等于0
D.在上述条件下，时
√
[解析] 由表知， 内
，
A正确；
根据平衡状态的特点，平衡时正、逆反应速率相等，则 ，题述
正反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，而升高温度，速率常
数增大，由此推知，增大的倍数小于 增大的倍数，B正确；
根据表格数据知，开始正反应速率最大，逆反应速率为0，随着反应进
行，净反应速率由大到小，最终等于0（平衡），C正确；
时达到平衡， ，
， ，故
，时达平衡，则 ，D错误。
考点四 化学反应速率综合考查
12.[2024·河南新乡一模] 汽车尾气通过三元催化剂高效处理废气，发
生反应为 。一定温度下，在恒容
密闭容器中充入、发生上述反应，测得 的
浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 时正反应速率大于逆反应速率
B.内的转化率
C.当消耗速率等于消耗速率一半时到达
对应状态
D.内 平均速率
√
[解析] 由图可知， 时反应没有达到平衡，
向正反应方向进行，故正反应速率大于逆反应
速率，A正确；
内 的转化率为，根据
转化率定义，、 起始投料相等、化学计量数相同，则它们转化率
相等，B正确；
达到平衡状态，此时 消耗速率等于消耗速率的2倍，C错误；
内 平均速率
，在相
同时间内，的平均速率是 的一半，
，D正确。
13.目前，汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中，汽
车尾气中的和 在催化剂的作用下发生反应：
（1）已知：
则______ 。
[解析] 已知：
则根据盖斯定律分析，② ①可得热化学方程式
=
。
（2）将和 以一定流速通过两种不同的
催化剂发生反应
，相同
时间内测量逸出气体中 的含量，从而确定
尾气脱氮率（即 的转化率），结果如图所
示。
①点的___（填“ ”“ ”或“”）点的 。
[解析] 、两点都有，点对应脱氮率高且温度高，则 点逆
反应速率大于点逆反应速率，故点的小于点的 。
② 点____（填“是”或“否”）一定是平衡状态，理由是 _____________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
__ 。
否
点 的转化
率最高，在相同时间内反应的 最多，只能说明反应速率最快，若在
此温度下提供更长时间， 转化率可能还会继续增大，最终达到平
衡
[解析] 该正反应为放热反应，温度高，速率快，升温平衡逆向移动，
但点不一定是平衡状态，点 的转化率最高，在相同时间内反应的
最多，只能说明反应速率最快，若在此温度下提供更长时间，
转化率可能还会继续增大，最终达到平衡。
③研究表明氧气的存在对于 的还原有抑制作用，原因是__________
____________________________________________________________
___________________________。
被氧化；氧化性强于，当存在时，优先与氧气反应；的存在可能会降低催化剂的选择性
[解析] 氧气的存在对于的还原有抑制作用，原因是被 氧化；
氧化性强于，当存在时，优先与氧气反应； 的存在可能
会降低催化剂的选择性。
（3）对于反应 ，实验测得：
，，、 分别是
正、逆反应速率常数，且只是温度的函数。下列说法中正确的是____。
A.反应余热可以进入温差发电器为电能汽车提供动力
B.使用不同的催化剂，反应的活化能随之改变
C.其他条件不变，随 增大而增大
√
√
[解析] 反应余热可以进入温差发电器为电能汽车提供动力，实现能量
充分利用，故A正确；
使用不同的催化剂，反应的活化能随之改变，进而改变反应速率，故
B正确；
其他条件不变，温度升高，反应速率加快，则随 增大而减小，
故C错误。
（4），将和通入容积为 的恒容密闭容
器中发生上述反应，时达到平衡，测得反应过程中 的转化率与时
间的关系如图所示，则点处对应的 _____。
40.5
[解析]
则平衡常数 ，平衡时正逆反应速率相等，
则有 ，即
，点时一氧化碳的转化率为 ，则有
。
快速核答案
使用建议
第29讲 化学反应速率及影响因素
考点一 化学反应速率
夯实必备知识
1.快慢 减小 增加 3.化学计量数
【对点自测】
（1）× （2）× （3）√ （4）× （5）× （6）× （7）×
（8）√ （9）× （10）×
提升关键能力
题组一 化学反应速率的计算
1.C 2.A 3.
题组二 化学反应速率的大小比较
4.A 5.
考点二 影响化学反应速率的因素
夯实必备知识
1.组成、结构和性质
2.增大 减小 不变 增大 减小 气体 增大 减小 增大 相同
比表面积
3.基元反应 4.（2）有效碰撞 （3）正反应的活化能
【对点自测】
（1）√ （2）× （3）× （4）× （5）× （6）× （7）√
（8）× （9）×
提升关键能力
题组一 外界条件对化学反应速率的影响
1.A 2.C
题组二 变量控制法探究影响化学反应速率的因素
3.A
4.（1）①1.0 ②每隔记录一次生成的体积 ③醋酸与镁条反
应的速率随时间变化不明显；盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快，
一段时间后反应速率明显减小
（2）①
②温度 5.0 出现浑浊的时间/（或）
教考衔接6 化学反应机理及分析
链接高考
应用1 催化剂与反应历程图像及分析
1.C
应用2 能量与反应历程图像及分析
2.3 3
经典真题·明考向
1.C 2.AC 3.C 4.D
教师备用习题
1.C 2.C 3.A
作业手册
考点一 化学反应速率及计算
1.C 2.C 3.B 4.C
考点二 影响化学反应速率的因素
5.C 6.A 7.D 8.D
考点三 速率常数
9.B 10.C 11.D
考点四 化学反应速率综合考查
12.C
13.（1）
（2）① ②否 点的转化率最高，在相同时间内反应的最多，
只能说明反应速率最快，若在此温度下提供更长时间，转化率可能
还会继续增大，最终达到平衡 ③被氧化；氧化性强于，当
存在时，优先与氧气反应；的存在可能会降低催化剂的选择性
（3）AB （4）40.5第29讲 化学反应速率及影响因素
考点一
● 夯实必备知识
1.快慢 减小 增加
3.化学计量数 m∶n∶p∶q
【对点自测】
(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)×
[解析] (4)速率数值所对应的化学反应速率的快慢与该物质在化学反应方程式中的化学计量数有关,可用速率与化学计量数比值的大小判断反应快慢。
(5)0.8 mol·L-1·s-1是指1 s内某物质浓度的变化为0.8 mol·L-1。
(6)同一化学反应中,化学反应速率数值的大小和化学计量数有关,化学计量数越大,数值越大,速率之比等于化学计量数之比,数值越大不一定化学反应速率越快。
(7)容积大小未知,没法比较二者的反应速率。
● 提升关键能力
题组一
1.C [解析] 设4 min末,生成6x mol H2O(g),列三段式:
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
起始量/mol 4 3 0 0
转化量/mol 4x 3x 2x 6x
4 min末/mol 4-4x 3-3x 2x 6x
据题意,则有×100%=40%,解得x=0.5,
则4 min内H2O(g)的浓度变化为Δc(H2O)==1.5 mol·L-1,v(H2O)==0.375 mol·L-1·min-1。再由各物质表示的平均反应速率之比等于各物质的化学计量数之比,可得各物质表示的平均反应速率分别为v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1,v(NH3)=0.250 mol·L-1·min-1,v(O2)=0.187 5 mol·L-1·min-1。
2.A [解析] t1时刻没有达到平衡状态,正、逆反应速率不相等,A错误;根据图像,X的物质的量增加,属于生成物,故X为NH3的物质的量随时间的变化关系曲线,B正确;0~8 min内,v(NH3)==0.007 5 mol·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比v(H2)==0.011 25 mol·L-1·min-1,C正确;10~12 min,v(NH3)==0.005 mol·L-1·min-1,v(N2)==0.002 5 mol·L-1·min-1,D正确。
3.0.000 6 mol·L-1·min-1
[解析] 氟气通入氙(Xe)会产生XeF2、XeF4、XeF6三种氟化物气体,Xe+F2XeF2、Xe+2F2XeF4、Xe+3F2XeF6,气体减少的物质的量为参加反应的F2的物质的量,假设XeF2、XeF4、XeF6的物质的量分别为x、6x、3x,则1 mol+9 mol-x-6x×2-3x×3=8.9 mol,解得x=0.05 mol,故10 min内XeF4的反应速率v(XeF4)==0.000 6 mol·L-1·min-1。
题组二
4.A [解析] 采用归一法进行比较,A项,v(H2O)=0.05 mol·L-1·s-1,即v(NH3)=×v(H2O)=60 s·min-1××0.05 mol·L-1·s-1=2 mol·L-1·min-1;B项,v(O2)=1 mol·L-1·min-1,即v(NH3)=×v(O2)=×1 mol·L-1·min-1=0.8 mol·L-1·min-1;C项,v(NO)=1.6 mol·,即v(NH3)=v(NO)=1.6 mol·L-1·min-1;D项,v(NH3)=1.2 mol·L-1·min-1。综上所述,反应最快的是v(H2O)=0.05 mol·L-1·s-1,故答案为A。
5.③>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。
考点二
● 夯实必备知识
1.组成、结构和性质 F2>Cl2>Br2>I2 Mg>Al>Zn>Fe
2.增大 减小 不变 增大 减小 气体 增大 减小 增大 相同 比表面积
3.(1)基元反应
4.(2)有效碰撞
(3)正反应的活化能 E3 E1-E2
【对点自测】
(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)×
[解析] (2)升温时,吸热反应速率、放热反应速率均增大。
(3)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。
(4)CaCO3是固体,其浓度可看作常数,化学反应速率保持不变。
(5)增大反应物的浓度,能增大单位体积内活化分子数,但活化分子百分数保持不变。
(6)加入氯化钠溶液,相当于对溶液进行稀释,c(H+)减小,反应速率应减小。
(9)升高温度可能会影响催化剂的活性,反应速率不一定会更快。
● 提升关键能力
题组一
1.A [解析] 恒容通“惰性气体”,反应体系各物质浓度没有改变,反应速率不变,A项正确;W为固体,加入W,反应速率不改变,B项错误;升高温度,v正、v逆均增大,C项错误;改变压强,活化分子百分数不变,D项错误。
2.C [解析] 总反应速率主要取决于活化能最大、反应速率最慢的一步反应,所以该反应的总反应速率主要取决于②的快慢,A错误;NOBr2是中间产物,而不是该反应的催化剂,B错误;由于该反应为放热反应,说明反应物总能量高于生成物总能量,所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1,C正确;增大Br2(g)的浓度,单位体积内分子总数增加,单位体积内活化分子数增加,能加快反应速率,但活化分子百分数不变,D错误。
题组二
3.A [解析] 实验①②中其他条件相同,c(I-):2×①=②,且反应速率:2×①≈②,所以反应速率v与c(I-)成正比,A正确;淀粉在酸性条件下会水解,实验①~④中,应将KI溶液与淀粉溶液先混合,再加入H2SO4溶液,在酸性条件下KI和O2发生氧化还原反应生成碘单质,测定溶液变色的时间,B错误;在I-被O2氧化过程中,H+作为反应物参加反应,C错误;由实验①③可知,温度由20 ℃升高到50 ℃,反应速率加快,而实验④温度更高,溶解氧减少,故④不变色,D错误。
4.(1)①1.0 ②每隔1 min记录一次生成H2的体积 ③醋酸与镁条反应的速率随时间变化不明显;盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快,一段时间后反应速率明显减小
(2)①S2+2H+S↓+H2O+SO2↑
②温度 5.0 出现浑浊的时间/min(或s)
[解析] (1)①要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响,则必须保持其他影响反应速率的因素一致,故醋酸和盐酸的浓度应相同,故盐酸浓度也应为1.0 mol·L-1。②据题图甲、乙可知,要通过测量在相同的时间段内收集到的氢气体积的大小来测量反应速率,故在反应开始后,应每隔1 min记录一次生成H2的体积。③通过题图乙可知,单位时间内醋酸与镁条反应生成氢气的体积变化很小,即醋酸与镁条的反应速率变化不大;而盐酸与镁条的反应一开始很快,一段时间后,单位时间内生成氢气的体积明显变小,即反应速率明显减小。(2)①Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫单质,其反应的离子方程式为S2+2H+S↓+H2O+SO2↑。②当探究某一种因素对反应速率的影响时,必须保持其他影响因素一致,通过比较实验1、3的反应条件可知,实验1、3可探究温度对反应速率的影响;实验1、2中Na2S2O3溶液的加入体积不同,故探究的是Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响,但反应溶液的总体积需相同,故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同,a的值为5.0;要准确描述反应速率的快慢,必须准确测得溶液出现浑浊时间的长短,故乙是“出现浑浊的时间/min(或s)”。
教考衔接6
【链接高考】
1.C [解析] 由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,A正确;由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R的浓度增大,B正确;由图可知Ⅰ的各步反应中最大活化能小于Ⅱ的各步反应中最大活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,C错误;由图可知R→M中使用Ⅰ活化能较小,反应速率较快,M→P中使用Ⅰ活化能较大,反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确。
2.3 3
[解析] 由反应历程可知,包含3个基元反应,分别为C40H20+H·H19+H2,H19+H2H'19+H2,H'19+H2C40H18+H·+H2,其中第3个反应的活化能最大,反应速率最慢。
经典真题·明考向
1.C [解析] 固氮酶是豆科植物固氮过程的催化剂,能降低该反应的活化能,A错误;根据题意,催化剂有选择性,如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO,则判断Ag催化不能提高生成CH3CHO的选择性,B错误;MnO2是H2O2制O2反应的催化剂,能加快化学反应速率,C正确;V2O5是SO2与O2反应的催化剂,能加快反应速率,但不能改变该反应的焓变,D错误。
2.AC [解析] 升高温度,活化分子数增多,有效碰撞次数增多,反应速率加快,A符合题意;该反应可改写为NaBH4(s)+4H2O(l)Na[B(OH)4](aq)+4H2(g),NaBH4中H为-1价,与H2O中H+归中为H2,加酸反应速率加快,加入少量异丙胺[(CH3)2CHNH2],相当于加碱,化学反应速率减慢,B不符合题意;加入少量固体硼酸[B(OH)3],相当于加酸,化学反应速率加快,C符合题意;增大体系压强,忽略体积变化,则气体浓度不变,化学反应速率不变,D不符合题意。
3.C [解析] 由图可知,实验①中,0~2小时内平均反应速率v(Se)==2.0×10-5 mol·L-1·h-1,A不正确;实验③中水样初始pH=8,溶液显弱碱性,离子方程式中不能出现H+,B不正确;分析实验①和②可知,其他条件相同,只有纳米铁质量不同,在相同时间内,实验①中Se浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C正确;分析实验②和③可知,其他条件相同,只有水样初始pH不同,在相同时间内,实验②中Se浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小水样初始pH,Se的去除效果增强,但是当水样初始pH很小时,H+浓度过大,纳米铁与H+反应速率加快,会导致与Se反应的纳米铁减少,因此,当初始pH越小时,Se的去除效果不一定越好,D不正确。
4.D [解析] 恒温条件下,k1、k2不变,则速率v与反应物浓度有关,图甲中一直下降的曲线代表c(X)随时间的变化,一直上升的曲线代表c(Z)随时间的变化,先上升后下降的曲线代表c(Y)随时间的变化,反应开始时,随着c(X)的减小,c(Y)增大,反应①的速率降低、反应②的速率增大,A错误;根据图甲和反应①XY、反应②YZ,Y的浓度达到最大值前,X的减少量等于Y和Z的增加量之和,根据速率之比等于相同时间内各物质的浓度变化量之比,故v(X)=v(Y)+v(Z),Y的浓度达到最大值之后,v(Z)=v(X)+v(Y),B错误;由图乙可知,随着增大,即T减小,k1、k2均减小,但k2减小的幅度较大,即k2受温度影响较大,欲提高Y的产率,应使v1>v2,故需适当降低反应温度,根据图甲可知还需要控制反应时间,C错误;温度为T1时,k1=k2,降低温度时,k21.C [解析] 根据用不同物质表示反应速率与化学计量数的关系可得:v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6,则有5v(NH3)=4v(O2),3v(NO)=2v(H2O),v(NH3)∶v(H2O)=2∶3,A、B、D均正确;由于v(O2)∶v(NO)=5∶4,若t1~t2时间段内v(O2)=0.4 mol·L-1·s-1,则有v(NO)=0.4 mol·L-1·s-1×=0.32 mol·L-1·s-1,C错误。
2.C [解析] 不能确定起始时B的物质的量,因此0~t1 min时间段内,不能确定B的物质的量的变化量,则不能计算其反应速率,A错误;计算反应速率是0~t2 min平均反应速率,而不是瞬时反应速率,B错误;t1~t2 min时间段内,B和D的物质的量的变化量分别是0.06 mol、0.1 mol,则有b∶d=3∶5,D错误。
3.B [解析] 反应经2 s后测得C的物质的量为0.6 mol,则有v(C)==0.15 mol·L-1·s-1,A错误;2 s内生成0.6 mol C同时消耗0.3 mol B和0.6 mol A,故B的物质的量浓度减小值为=0.15 mol·L-1,B正确;2 s内消耗0.6 mol A,则物质A的转化率为×100%=15%,C错误;根据反应速率与化学计量数的关系可得:v(A)=2v(B),D错误。
4.C [解析] 反应达到平衡时,消耗3 mol SO2,结合反应可知生成SO3的物质的量为3 mol,则有c(SO3)==
0.75 mol·L-1,A错误;达到平衡时消耗3 mol SO2,则消耗1.5 mol O2,O2的转化率为×100%=30%,B错误;
10 s内SO2的平均速率v(SO2)==0.025 mol·L-1·s-1,C正确;a点达到平衡状态,正逆反应速率相等,不同物质的速率之比等于其化学计量数之比,则对应的化学反应速率:2v正(O2)=v逆(SO3),D错误。
5.C [解析] 由于硫酸与碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙,覆盖在大理石表面阻止反应继续进行,故大理石与盐酸反应制取CO2时,将盐酸改为等浓度的硫酸,不能增大反应速率,A错误;往工业合成氨的刚性密闭容器中通入He以增大体系压强,反应体系各浓度不变,反应速率不变,B错误;Zn与稀盐酸反应制取H2时,在反应容器中加入少量CuSO4溶液,Zn置换出铜附在Zn上形成微小原电池反应,从而加快反应速率,C正确;将H2O2与KMnO4溶液置于100 ℃恒温反应器中进行反应,由于H2O2高温分解,导致H2O2浓度减小甚至完全分解,反应速率不一定增大,D错误。
6.A [解析] 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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,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 mL,则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,三种液体的体积都相同,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所用时间小于实验Ⅰ,故浓度保持不变时,升高温度,化学反应速率增大,D正确。
7.D [解析] 无催化剂时,随反应进行,生成物浓度也在增加,说明反应也在进行,A错误;催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好,说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低,反应更快,B错误;使用催化剂Ⅱ时,在0~2 min 内Y的浓度变化2.0 mol·L-1,而a曲线表示的X的浓度变化也为2.0 mol·L-1,二者变化量之比不等于化学计量数之比,故a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X浓度随时间t的变化,C错误;使用催化剂Ⅰ时,在0~2 min 内,Y的浓度变化4.0 mol·L-1,则v(Y)=2.0 mol·L-1·min-1,v(X)=v(Y)=×2.0 mol·L-1·min-1=1.0 mol·L-1·min-1,D正确。
8.D [解析] 题目探究H2C2O4浓度对反应速率的影响,要控制单一变量,则设计实验时除H2C2O4浓度外,其他量均相同,故②中加水体积为2.0 mL,即x=2.0,A正确;KMnO4溶液可与盐酸反应放出氯气,故不可用盐酸酸化,通常用硫酸酸化,B正确;由实验时溶液都是先变为青绿色后褪至无色知,Mn在反应过程中,先被还原为Mn3+,后被还原为Mn2+,由青绿色褪至无色的过程中,若H2C2O4浓度过大,Mn3++2C2[Mn(C2O4)2]-平衡正向移动,导致Mn3+浓度降低,褪色速率较慢,C正确;由表中数据和实验现象知,并不是加入H2C2O4越多,KMnO4溶液由紫色褪至无色的速率越快,D错误。
9.B [解析] 将实验①②组的数据代入速率方程可得:=,解得α=2,A正确;由α=2,将实验①③组的数据代入速率方程,可得=×,解得β=1,说明NO的浓度对速率的影响程度大于H2,B错误;升高温度,更多分子吸收能量转化为活化分子,活化分子百分数增大,k正增大,C正确;k正受温度影响,其他条件不变,增大压强,但温度不变则k正不变,D正确。
10.C [解析] 对比实验①④中的丙酮和HCl的浓度是相同的,而实验④中的溴比实验①的大,说明增大c(Br2),能延长溶液颜色消失的时间,A正确;对比实验②和③的数据,c(Br2)相等,溴颜色消失所需的时间也相等,故溴的反应速率相等,B正确;实验①在200 s内的平均速率v(CH3COCH3)=v(Br2)==5×10-6 mol·L-1·s-1,C错误;对比实验①和②的数据可知,=2,则m=1,对比实验①和③的数据可知,=2,则p=1,对比实验①和④的数据可知,Br2的浓度增大,但速率不变,则m=0,m+n+p=2,反应级数为2,D正确。
11.D [解析] 由表知,0~10 min内v(H2)=v(C2H4)= mol·L-1·min-1=0.025 mol·L-1·min-1,A正确;根据平衡状态的特点,平衡时正、逆反应速率相等,则K=,题述正反应是放热反应,升高温度,平衡常数减小,而升高温度,速率常数增大,由此推知,k正增大的倍数小于k逆增大的倍数,B正确;根据表格数据知,开始正反应速率最大,逆反应速率为0,随着反应进行,净反应速率由大到小,最终等于0(平衡),C正确;15 min时达到平衡,c(C2H2)=0.2 mol·L-1 ,c(H2)=0.2 mol·L-1 ,c(C2H4)=0.3 mol·L-1,故K===,15 min时达平衡,则2k正=15 k逆,D错误。
12.C [解析] 由图可知,2 min时反应没有达到平衡,向正反应方向进行,故正反应速率大于逆反应速率,A正确;0~4 min内NO的转化率为×100%,根据转化率定义,NO、CO起始投料相等、化学计量数相同,则它们转化率相等,B正确;8 min达到平衡状态,此时NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍,C错误;2~4 min内NO平均速率v(NO)= mol·L-1·min-1,在相同时间内,N2的平均速率是NO的一半,v(N2)= mol·L-1·min-1,D正确。
13.(1)-749
(2)①< ②否 c点NO的转化率最高,在相同时间内反应的NO最多,只能说明反应速率最快,若在此温度下提供更长时间,NO转化率可能还会继续增大,最终达到平衡 ③NO被O2氧化;O2氧化性强于NO,当O2存在时,CO优先与氧气反应;O2的存在可能会降低催化剂的选择性
(3)AB (4)40.5
[解析] (1)已知:
①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+183 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
则根据盖斯定律分析,②-①可得热化学方程式2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1-183 kJ·mol-1=-749 kJ·mol-1。
(2)①a、b两点都有v正>v逆,b点对应脱氮率高且温度高,则b点逆反应速率大于a点逆反应速率,故a点的v逆小于b点的v正。②该正反应为放热反应,温度高,速率快,升温平衡逆向移动,但c点不一定是平衡状态,c点NO的转化率最高,在相同时间内反应的NO最多,只能说明反应速率最快,若在此温度下提供更长时间,NO转化率可能还会继续增大,最终达到平衡。③氧气的存在对于NO的还原有抑制作用,原因是NO被O2氧化;O2氧化性强于NO,当O2存在时,CO优先与氧气反应;O2的存在可能会降低催化剂的选择性。(3)反应余热可以进入温差发电器为电能汽车提供动力,实现能量充分利用,故A正确;使用不同的催化剂,反应的活化能随之改变,进而改变反应速率,故B正确;其他条件不变,温度升高,反应速率加快,则ln k正随增大而减小,故C错误。
(4) 2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)
起始/mol 2 2 0 0
改变/mol 1 1 1 0.5
平衡/mol 1 1 1 0.5
则平衡常数K===0.5,平衡时正逆反应速率相等,则有v正=k正c2(CO)·c2(NO)=v逆=k逆c2(CO2)·c(N2),即K==0.5,a点时一氧化碳的转化率为25%,则有
2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)
起始/mol 2 2 0 0
改变/mol 0.5 0.5 0.5 0.25
a点/mol 1.5 1.5 0.5 0.25
==K×=0.5×=40.5。第29讲 化学反应速率及影响因素
1.知道化学反应速率的表示方法,了解反应速率测定的简单方法。
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,认识基元反应的活化能对化学反应速率的影响。
考点一 化学反应速率
1.表示方法
2.注意事项
3.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),当单位相同时,用不同反应物或生成物表示的化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的 之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)= 。
4.化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“三段式”
(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)根据已知条件列式计算。
例如:反应 mA + nB pC
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。
某反应物的转化率α=×100%。
【对点自测】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)化学反应速率用反应物表示为正值,用生成物表示为负值 ( )
(2)对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显 ( )
(3)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 ( )
(4)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 ( )
(5)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1 ( )
(6)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 ( )
(7)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,则说明乙中反应速率快 ( )
(8)对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l),v(NO)与v(O2)的关系为5v(NO)=4v(O2) ( )
(9)对于反应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 ( )
(10)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:前者快 ( )
题组一 化学反应速率的计算
1.NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应:
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)。现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min末,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均反应速率不正确的是 ( )
A.v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1
B.v(H2O)=0.375 mol·L-1·min-1
C.v(O2)=0.225 mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.250 mol·L-1·min-1
2.[2025·湖南部分重点校联考] 一定条件下,在容积恒为10 L的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应过程如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.t1 min时正、逆反应速率相等
B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系
C.0~8 min,H2的平均反应速率v(H2)= 0.011 25 mol·L-1·min-1
D.10~12 min,N2的平均反应速率v(N2)= 0.002 5 mol·L-1·min-1
3.[2024·上海卷] 氟气通入氙(Xe)会产生XeF2、XeF4、XeF6三种氟化物气体。现将1 mol的Xe9 mol的F2同时通入50 L的容器中,反应10 min后,测得容器内共有8.9 mol气体,且三种氟化物的比例为XeF2∶XeF4∶XeF6=1∶6∶3,则10 min内XeF4的速率v(XeF4)= 。
规律小结
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==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=化学计量数之比。
(3)根据图像计算
找出图像中物质的变化量,再根据定义及公式计算。
题组二 化学反应速率的大小比较
4.对于反应4NH3+5O26H2O(g)+4NO在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是 ( )
A.v(H2O)=0.05 mol·L-1·s-1
B.v(O2)=1 mol·L-1·min-1
C.v(NO)=1.6 mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=1.2 mol·L-1·min-1
5.已知反应4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下:
①v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1
②v(NO2)=0.7 mol·L-1·min-1
③v(N2)=0.4 mol·L-1·min-1
④v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1
⑤v(NO2)=0.01 mol·L-1·s-1
请比较上述5种情况反应的快慢: (由大到小的顺序)。
方法技巧
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。先看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。
(1)归一法
按照化学计量数关系换算成同一物质、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aA(g)+bB(g)cC(g),比较与,若>,则用A表示的反应速率比用B表示的大。
考点二 影响化学反应速率的因素
1.内因(主要因素)
反应物本身的 是影响化学反应速率的决定因素。如在相同条件下卤素单质与H2反应的速率大小关系为 ,镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为 。
2.外因(只改变一个条件,其他条件不变)
3.速率常数
(1)基元反应
研究发现,大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的,而往往经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为 。
(2)假设基元反应为aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),其速率可表示为v=k·ca(A)·cb(B),式中的k称为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。
(3)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正ca(A)cb(B),v逆=k逆cc(C)cd(D),平衡常数K=,反应达到平衡时v正=v逆,故K=。
4.影响化学反应速率的因素理论解释——有效碰撞理论
(1)有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞。
(2)活化分子:能量较高,有可能发生 的分子。
(3)活化能
图中:E1为 ,使用催化剂时的活化能为 ,反应热为 。 (注:E2为逆反应的活化能)
(4)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
【对点自测】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)[2024·甘肃卷] 锌粉和盐酸反应时加水稀释,会降低化学反应速率 ( )
(2)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,加入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率 ( )
(4)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 ( )
(5)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 ( )
(6)100 mL 2 mol·L-1盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变 ( )
(7)增大反应体系的压强,反应速率不一定增大 ( )
(8)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 ( )
(9)升高温度的同时加入合适的催化剂一定比只升高温度时的反应速率要快 ( )
题组一 外界条件对化学反应速率的影响
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,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.已知反应:2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。其反应机理如下:
①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)(快)
②NO(g)+NOBr2(g)2NOBr(g)(慢)
下列有关该反应的说法正确的是 ( )
A.该反应的速率主要取决于①的快慢
B.NOBr2是该反应的催化剂
C.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol-1
D.增大Br2(g)的浓度能增大活化分子百分数,加快反应速率
题组二 变量控制法探究影响化学反应速率的因素
3.[2025·湖南长沙岳麓实验中学检测] 某小组探究实验条件对反应速率的影响,设计如下实验,并记录结果如下:
编号 温度 H2SO4 溶液 KI溶液 1%淀粉 溶液体积 出现蓝 色时间
① 20 ℃ 0.10 mol· L-1 10 mL 0.40 mol· L-1 5 mL 1 mL 40 s
② 20 ℃ 0.10 mol· L-1 10 mL 0.80 mol· L-1 5 mL 1 mL 21 s
③ 50 ℃ 0.10 mol· L-1 10 mL 0.40 mol· L-1 5 mL 1 mL 5 s
④ 80 ℃ 0.10 mol· L-1 10 mL 0.40 mol· L-1 5 mL 1 mL 未见 蓝色
下列说法正确的是 ( )
A.由实验①②可知,反应速率v与c(I-)成正比
B.实验①~④中,应将H2SO4溶液与淀粉溶液先混合
C.在I-被O2氧化过程中,H+只是降低活化能
D.由实验③④可知,温度越高,反应速率越慢
4.某小组研究影响反应速率的因素。
(1)实验一:探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。
①设计实验方案如下表,表中c= 。
编号 酸的种类 酸的浓度/ (mol·L-1) 酸的体 积/mL 镁条质 量/g
1 醋酸 1.0 10 2.0
2 盐酸 c 10 2.0
②实验步骤
a.检查装置(甲图)的气密性后,添加药品;
b.反应开始后, ;
c.将所记录的数据转化为曲线图(乙图)。
甲 乙
③写出0~5 min,醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律: 。
(2)实验二:探究反应条件对0.10 mol·L-1 Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应速率的影响,其设计与测定结果如下。
编号 反应温 度/℃ Na2S2O3 溶液/mL V(蒸馏 水)/mL 0.10 mol·L-1 H2SO4溶液/mL 乙
1 25 10.0 0 10.0
2 25 5.0 a 10.0
3 45 10.0 0 10.0
①写出上述实验原理的离子方程式: 。
②上述实验1、3是探究 对化学反应速率的影响;若上述实验1、2是探究浓度对化学反应速率的影响,则a的值为 ;乙是实验需要测量的物理量,则表格中“乙”应填写 。
方法技巧
变量控制法探究影响反应速率的因素的解题策略
教材模型人教·选择性必修1·第二章第一节
(1)使用催化剂时,根据过渡态的个数确定反应历程包含几步反应:过渡态个数=分步反应的步数。图中虚线包含2个过渡态(“波峰”对应物质)和1个中间体(“波谷”对应物质),反应分两步进行。
(2)分步反应中,活化能最大,反应速率最小,是整个反应历程的决速步。图中催化反应第一步的活化能较大(决速步),第二步的活化能较小。
(3)根据图中物质具有的相对能量判断其稳定性,物质具有的能量越低越稳定。
链接高考
应用1 催化剂与反应历程图像及分析
1.[2023·广东卷] 催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中,M为中间产物。其他条件相同时,下列说法不正确的是 ( )
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行
B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
①图中两条曲线均出现4个“波峰”和3个“波谷”;
②使用催化剂 Ⅱ 时,第1步反应的活化能最大;
③使用催化剂 Ⅰ 时,第3步反应的活化能最大。
应用2 能量与反应历程图像及分析
2.[2023·湖北卷节选] 纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的能量变化如下:
图示历程包含 个基元反应,其中速率最慢的是第 个。
①图中出现3个过渡态和2个中间产物;
②图中H'19+H2→过渡态3的活化能最大。
经典真题·明考向
1.[2024·江苏卷] 下列说法正确的是 ( )
A.豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能
B.C2H4与O2反应中,Ag催化能提高生成CH3CHO的选择性
C.H2O2制O2反应中,MnO2能加快化学反应速率
D.SO2与O2反应中,V2O5能减小该反应的焓变
2.[2024·浙江卷节选] 氢是清洁能源,硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料,其水解生氢反应方程式如下。(除非特别说明,本题中反应条件均为25 ℃、101 kPa)
NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(aq)+4H2(g) ΔH<0。该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响,下列措施中可加快反应速率的是 。
A.升高溶液温度
B.加入少量异丙胺[(CH3)2CHNH2]
C.加入少量固体硼酸[B(OH)3]
D.增大体系压强
3.[2024·安徽卷] 室温下,为探究纳米铁去除水样中Se的影响因素,测得不同条件下Se浓度随时间变化关系如下图。
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列说法正确的是 ( )
A.实验①中,0~2小时内平均反应速率v(Se)=2.0 mol·L-1·h-1
B.实验③中,反应的离子方程式为2Fe+Se+8H+2Fe3++Se+4H2O
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时,水样初始pH越小,Se的去除效果越好
4.[2022·河北卷改编] 恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①XY;②YZ。反应①的速率v1=k1c(X),反应②的速率v2=k2c(Y),式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的ln k~曲线。下列说法正确的是 ( )
A.随c(X)的减小,反应①②的速率均降低
B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z)
C.欲提高Y的产率,需提高反应温度且控制反应时间
D.温度低于T1时,总反应速率由反应②决定第29讲 化学反应速率及影响因素
考点一 化学反应速率及计算
1.已知:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,下列说法不正确的是 ( )
A.t1时刻:5v(NH3)=4v(O2)
B.t2时刻:3v(NO)=2v(H2O)
C.若t1~t2时间段内v(O2)=0.4 mol·L-1·s-1,则有v(NO)=0.5 mol·L-1·s-1
D.任意时刻,必定存在:v(NH3)∶v(H2O)=2∶3
2.[2025·湖南名校联合体联考] A与B在容积恒为1 L的密闭容器中发生反应:aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g),t1、t2时刻分别测得部分数据如下表:
n(B)/mol n(C)/mol n(D)/mol 反应时间/min
0.12 0.06 0.10 t1
0.06 0.12 0.20 t2
下列说法正确的是 ( )
A.0~t1min内,平均反应速率v(B)= mol·L-1·min-1
B.若起始时n(D)=0,则t2 min时v(D)= mol·L-1·min-1
C.升高温度,v(B)、v(C)、v(D)均增大
D.b∶d=6∶1
3.[2025·湖南衡阳三校联考] 将4 mol A(g)和2 mol B(g)在2 L的密闭容器中混合,并在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g),若经2 s后测得C的物质的量为0.6 mol。下列叙述正确的是( )
A.用物质C表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.反应开始到2 s,物质B的物质的量浓度减小0.15 mol·L-1
C.2 s时物质A的转化率为45%
D.2v(A)=v(B)
4.[2025·江苏南通名校联考] 一定条件下,将5 mol SO2和5 mol O2投入容积为4 L的恒容密闭容器中发生反应,该反应过程中SO2的物质的量n(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.当反应达到平衡时,c(SO3)=3 mol·L-1
B.当反应达到平衡时,O2的转化率为60%
C.10 s内SO2的平均速率v(SO2)=0.025 mol·L-1·s-1
D.a点对应的化学反应速率:v正(O2)=2v逆(SO3)
考点二 影响化学反应速率的因素
5.[2025·湖南衡阳一中检测] 下列增大化学反应速率的措施合理的是 ( )
A.大理石与盐酸反应制取CO2时,将盐酸改为等浓度的硫酸
B.往工业合成氨的刚性密闭容器中通入He,以增大体系压强
C.Zn与稀盐酸反应制取H2时,在反应容器中加入少量CuSO4溶液
D.将H2O2与KMnO4溶液置于100 ℃恒温反应器中进行反应
6.[2025·广东广州番禺区调研] 某实验小组用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L-1 H2SO4溶液为反应物,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+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。
实验 序号 温度 Na2S2O3 溶液 H2SO4 溶液 H2O 出现沉淀所 需的时间
Ⅰ 0 ℃ 5 mL 5 mL 10 mL 12 s
Ⅱ 0 ℃ 5 mL 10 mL 5 mL t s
Ⅲ 0 ℃ 5 mL 7 mL a mL 10 s
Ⅳ 30 ℃ 5 mL 5 mL 10 mL 4 s
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
7.[2025·广东惠东实验中学等校联考] 在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图所示,则 ( )
A.无催化剂时,反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低
C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂Ⅰ时,0~2 min内,v(X)=1.0 mol·L-1·min-1
8.某兴趣小组同学将pH=1的酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液按如下比例混合,探究浓度对反应速率的影响。
序 号 温度 /℃ c(KMnO4) /(mol·L-1) V(KMnO4) /mL c(H2C2O4) /(mol·L-1) V(H2C2O4) /mL V(H2O) /mL
① 20 0.1 2.0 0.4 4.0 0
② 20 0.1 2.0 0.4 2.0 x
现象:实验①溶液很快由紫色变为青绿色,而实验②慢一点;变为青绿色后,实验②溶液很快褪至无色,而实验①褪色慢一点。
资料:Mn2+与C2很难形成配合物;Mn3++2C2[Mn(C2O4)2]-(青绿色),Mn3+有强氧化性,而[Mn(C2O4)2]-氧化性极弱。
下列说法错误的是 ( )
A.x=2.0
B.KMnO4溶液中能通过加硫酸酸化调pH=1
C.溶液由青绿色褪至无色过程中,实验①中c(Mn3+)较小,导致褪色速率较慢
D.由实验可知,加入H2C2O4越多,KMnO4溶液由紫色褪至无色的速率越快
考点三 速率常数
9.[2024·河北秦皇岛二模] 在一恒容密闭容器中充入NO、H2,发生反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)。上述反应的正反应速率方程:v正=k正cα(NO)·cβ(H2O)(k正为正反应速率常数,只与温度、催化剂有关)。某温度下,测得正反应速率与物质浓度的关系如下表所示:
实验 c(NO)/(mol·L-1) c(H2)/(mol·L-1) v正
① 0.10 0.10 v
② 0.20 0.10 4v
③ 0.40 0.20 32v
下列说法错误的是 ( )
A.α=2
B.NO、H2的浓度对正反应速率的影响程度相等
C.升高温度,活化分子百分数增大,k正增大
D.其他条件不变,增大压强,k正不变
10.[2024·辽宁鞍山二模] 丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr)的速率方程为v=k·cm(CH3COCH3)·cn(Br2)·cp(HCl),其中k为速率常数,与温度有关;“m+n+p”为反应级数。某温度时,获得如下实验数据:
实验 序号 初始浓度c/(mol·L-1)
CH3COCH3 HCl Br2
① 0.80 0.20 0.001 0 200
② 1.60 0.20 0.001 0 100
③ 0.80 0.40 0.001 0 100
④ 0.80 0.20 0.002 0 400
分析实验数据所得出的结论错误的是 ( )
A.增大c(Br2),能延长溶液颜色消失的时间
B.实验②和③的平均速率相等
C.实验①在200 s内的平均速率v(CH3COCH3)=0.004 mol·L-1·s-1
D.反应级数为2
11.某催化剂作用下,乙炔发生选择性加氢反应C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ΔH<0。速率方程为v正=k正c(C2H2)c(H2),v逆=k逆c(C2H4)(k正、k逆为速率常数,只与温度、催化剂有关)。一定温度下,在2 L恒容密闭容器中充入1 mol C2H2(g)和1 mol H2(g),只发生上述反应。测得C2H4的物质的量如下表所示:
t/min 0 5 10 15 20
n/mol 0 0.3 0.5 0.6 0.6
下列说法错误的是 ( )
A.0~10 min内,v(H2)=0.025 mol·L-1·min-1
B.升高温度,k正增大的倍数小于k逆增大的倍数
C.净反应速率(v正-v逆)由大到小最终等于0
D.在上述条件下,15 min时2k逆=15k正
考点四 化学反应速率综合考查
12.[2024·河南新乡一模] 汽车尾气通过三元催化剂高效处理废气,发生反应为2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)。一定温度下,在恒容密闭容器中充入1 mol CO(g)、1 mol NO(g)发生上述反应,测得NO的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.2 min时正反应速率大于逆反应速率
B.0~4 min内CO的转化率α=×100%
C.当NO消耗速率等于N2消耗速率一半时到达8 min 对应状态
D.2~4 min内N2平均速率v(N2)= mol·L-1·min-1
13.目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应:
2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+183 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
则ΔH= kJ·mol-1。
(2)将CO和NO以一定流速通过两种不同的催化剂发生反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),相同时间内测量逸出气体中N2的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示。
①a点的v逆 (填“>”“<”或“=”)b点的v正。
②c点 (填“是”或“否”)一定是平衡状态,理由是 。
③研究表明氧气的存在对于NO的还原有抑制作用,原因是 。
(3)对于反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),实验测得:v正=k正c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆c2(CO2)·c(N2),k正、k逆分别是正、逆反应速率常数,且只是温度的函数。下列说法中正确的是 。
A.反应余热可以进入温差发电器为电能汽车提供动力
B.使用不同的催化剂,反应的活化能随之改变
C.其他条件不变,ln k正随增大而增大
(4)T ℃,将2 mol NO(g)和2 mol CO(g)通入容积为1 L的恒容密闭容器中发生上述反应,t0时达到平衡,测得反应过程中CO的转化率与时间的关系如图所示,则a点处对应的v正∶v逆= 。
