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第18讲 化学反应速率及影响因素
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这是一份第18讲 化学反应速率及影响因素，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，必备知识·梳理夯实，考点一化学反应速率，化学反应进行的快慢，化学计量数，m︰n︰p︰q，特别提醒，前2min，③①②⑤④等内容，欢迎下载使用。
第18讲 化学反应速率及影响因素
1．化学反应速率的定义化学反应速率是用来衡量_____________________程度的物理量。2．化学反应速率的表示方法通常用单位时间内反应物浓度的_______或生成物浓度的_______(均为正值)来表示。
ml·L－1·min－1
ml·L－1·s－1
2 ml·L－1·min－1
(2)实例：在一定温度下，如在一个2 L的密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)══2C(g)，加入2 ml A，1s后剩余1.4 ml，则v(A)＝________________________，v(B)＝________________________，v(C)＝________________________。
0.3 ml·L－1·s－1
0.1 ml·L－1·s－1
0.2 ml·L－1·s－1
(1)化学反应速率一般指反应的平均反应速率而不是瞬时反应速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。(2)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。(3)不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度可视为常数。(4)计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)对于任何反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。( )[提示] 速率快的反应，不一定有明显的实验现象，如NaOH与盐酸的中和反应等。(2)某物质的反应速率为0.5 ml·L－1·min－1，代表1 min时该物质的浓度是0.5 ml·L－1。( )[提示] 化学反应速率是一段时间内的平均速率。
(3)化学反应速率的数值越大，代表反应速率越快。( )[提示] 同一化学反应用不同物质表示时，速率数值不一定相同。(4)化学反应中任何一种物质在单位时间内的浓度变化量都可以用来表示化学反应速率。( )[提示] 化学反应速率不能用固体或纯液体来表示。
(6)在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同。( )(7)有时也可以用单位时间内某物质的物质的量的变化量来表示化学反应速率。( )
(9)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，所以不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。( )(10)10 ml·L－1·s－1的反应速率一定比1 ml·L－1·s－1的反应速率大。( )(11)反应速率一般是指某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。( )
(13)根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢。( )(14)合成氨反应，5 s末v(H2)＝0.5 ml·L－1·s－1时，v(NH3)＝1 ml·L－1·s－1。( )(15)对于反应4NH3＋5O2══4NO＋6H2O，v(NO)与v(O2)的关系为4v(NO)＝5v(O2)。( )(16)甲、乙两容器中分别充入2 ml NO2和4 ml NO2，5分钟后两者各反应掉NO2 1 ml和2 ml，则说明乙中反应速率大。( )
2．在25 ℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸里放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：(1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是_____________________________。(2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是_____________________________。(3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是___________。
0.25 ml·L－1· min－1
(2)某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析：①该反应的化学方程式为________________。②反应开始至2 min末， X表示的反应速率为______________________。③该反应是由____(填序号)开始的。A．正反应B．逆反应 C．正、逆反应同时
0.067 ml·L－1·min－1
(3)对于反应：C(s)＋H2O(g)══CO(g)＋H2(g)，能否用C来表示该反应的化学反应速率？_______[提示] 因固体或纯液体的浓度是常数，不随量的改变而改变，故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。
[解析] 本题可以采用归一法进行求解，通过化学方程式中的化学计量数将不同物质表示的反应速率转化成同一物质表示的反应速率进行比较，B物质是固体，不能表示反应速率；C项中对应的v(A)＝0.2 ml·L－1·min－1；D项中对应的v(A)＝3 ml·L－1·min－1，故D项表示的反应速率最快。
微考点2 化学反应速率的计算(1)(2022·山东临沂期中)在某一化学反应A(g)＋3B(g)══2C(g)＋D(g)中，反应物A的浓度在20 s内由1.0 ml/L变成0.2 ml/L，则在这20 s内用C表示的平均反应速率为( )A．0.01 ml/(L·s) B．0.8 ml/(L·s)C．0.04 ml/(L·s) D．0.08 ml/(L·s)
[解析] 该化学反应中物质A是固体，不能用A表示该反应的反应速率，A项错误；化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，则v(B)︰v(C)︰v(D)＝3︰2︰1，B项正确；2 min末的反应速率为即时速率，用B表示的速率0.3 ml·L－1·min－1是2 min内的平均速率，C项错误；化学方程式中B和C前面的化学计量数不相等，则表示的反应速率的值不相等，D项错误。
〔对点集训3〕 (1)某温度时，在2 L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：该反应的化学方程式为________________。反应开始至2 min时，用Z表示的反应速率为___________________________。
0.05 ml·L－1·min－1
(2)根据如图填空：①反应物是_______；生成物是____。②在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为_______________________、_______________________、_______________________。③该反应的化学方程式是_________________。
3 ml·L－1·min－1
由图像确定化学方程式需要解决的问题 确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。 确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。 反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。
1．影响化学反应速率的因素(1)内因(主要因素)：反应物本身的结构与_______，反应类型相同，但反应物不同，反应速率不同。如相同条件下，Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是_____________。
考点二 影响化学反应速率的因素
(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)
2．化学反应速率的理论解释——有效碰撞理论(1)有效碰撞：能够_______________的碰撞。(2)活化分子：能够发生___________的分子。(3)活化能：_______分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量_______。图中：E1为_________________，E2为_________________，使用催化剂时的活化能为_____，反应热为_________。
(4)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
分析外界因素对化学反应速率的影响时三注意：(1)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。(2)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。(3)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)使用一种催化剂能加快所有反应的速率。( )[提示] 催化剂具有选择性，没有一种催化剂是万能的。(2)决定化学反应速率快慢的根本因素是温度、浓度和催化剂。( )[提示] 化学反应速率的决定因素是反应物自身的性质。
(3)金属铝与硫酸反应时，增大硫酸的浓度一定可以提高产生氢气的速率。( )[提示] 浓硫酸使金属铝发生钝化，不再产生氢气。(4)对于一个特定的反应，在恒容或恒压容器中加入惰性气体，对反应速率的影响情况相同。( )[提示] 恒容容器中加入无关气体，各物质浓度不变，反应速率不变；恒压容器中加入无关气体，因体积增大，各物质浓度减小，反应速率减小。
(5)升高温度可以同时增大活化分子数和活化分子百分数，加快反应速率。( )[提示] 体系从外界吸收能量后，活化分子数和百分数均增大。(6)其他条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大。( )(7)增加反应物的物质的量，一定能使反应速率增大。( )
(9)升高温度可以使吸热反应的反应速率加快，但放热反应的反应速率减慢。( )(10)对于高温、高压、使用催化剂条件下的反应A一定比常温常压无催化剂条件下的反应B速率快。( )(11)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小。( )(12)对有气体参加的反应体系，缩小容器体积，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。( )
(13)碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加CaCO3固体的量，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率。( )(14)固体、纯液体的“物质的量”变化，而化学反应速率不改变。( )(此题为更换后新题)(15)两试管各加入5 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液，同时分别滴入55 mL 0.1 ml·L－1硫酸和盐酸，两支试管同时变浑浊。( )(此题为发现的重题，更换新题见上题)(15)用铁片与硫酸反应制备氢气时，增大硫酸浓度一定会加快产生氢气的速率。( )
(16)通入不反应的稀有气体He增大容器压强，对于有气体参加的反应，反应速率一定增大。( )(17)温度、催化剂、压强能改变活化分子的百分数。( )(18)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大。( )(19)探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高。( )(20)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同。( )
2．深度思考：(1)按要求填空。①形状、大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁_______铝。
②对于Fe＋2HCl══FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”或“不变”)A．升高温度：_______；B．增大盐酸浓度：_______；C．增大铁的质量：_______；D．增加盐酸体积：_______；E．把铁片改成铁粉：_______；F．滴入几滴CuSO4溶液：_______；G．加入NaCl固体：_______③若把②中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2，为什么？_____________________________________________________
否。Fe和稀硝酸反应生成NO；常温下，Fe遇浓硫酸钝化。
(2)一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。①缩小体积使压强：_______，原因是_________________________ ______________________________________。②恒容充入N2：_______。③恒容充入He：_______，原因是____________________________ _________________。④恒压充入He：_______。
单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，因而反应速率增大
单位体积内活化分子数不变，因而反应速率不变
(3)升高温度和使用催化剂都能加快反应速率，从活化分子的角度分析两者有何相同点与不同点？相同点：都增大了活化分子数与活化分子百分数。不同点：温度升高是增加了分子的能量，使达到活化分子要求的分子数增多；使用催化剂是降低了活化能，从而使达到要求的活化分子数增多。
(4)在铁与稀硫酸的反应混合物中分别加入少量①CuSO4、②CH3COONa固体，产生氢气的速率如何变化？解释变化的原因。[提示] 加少量CuSO4产生氢气的速率加快；原因是Fe置换Cu2＋生成单质Cu，Cu与Fe及H2SO4形成原电池加快反应速率。加入CH3COONa固体产生H2的速率减小；原因是CH3COO－结合H＋，降低了H＋浓度，反应速率减小。
微考点1 外界条件对反应速率的影响(2022·河北衡水高三检测)10 mL浓度为1 ml·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( )①K2SO4溶液 ②CH3COONa溶液 ③CuSO4溶液 ④Na2CO3溶液A．①② B．①③ C．③④ D．②④
[解析] ①增加碳的用量，气体浓度不变，则反应速率不变，故错误；②将碳制成碳粉，固体表面积增大，反应速率增大，故正确；③加催化剂，可增大反应速率，故正确；④加热，可增大活化分子百分数，反应速率增大，故正确；⑤恒容充入He，参加反应气体浓度不变，反应速率不变，故错误；⑥恒压充入He，容器体积增大，参加反应气体的浓度减小，则反应速率减小，故错误。
(2)在带有活塞的密闭容器中发生反应Fe2O3(s)＋3H2(g)══2Fe(s)＋3H2O(g)，采取下列措施不能加快正反应速率的是( )A．减小容器容积B．保持容器容积不变，增加H2输入量C．充入He，保持容器内压强不变D．升高体系温度[解析] A项减小容器容积，气体的浓度增大，正、逆反应速率均加快；B项保持容器容积不变，增加H2输入量，c(H2)增大，正、逆反应速率均加快；C项充入He，保持容器内压强不变，c(H2)、c(H2O)减小，正、逆反应速率减慢；D项升高温度，正、逆反应速率均增大。
微考点2 催化剂与反应机理、活化能(2022·洛阳模拟)在化学反应中，能引发化学反应的分子之间的碰撞称之为有效碰撞，能够发生有效碰撞的分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，其单位用kJ·ml－1表示。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的反应活化能接近于零D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增加[答案] B
[解析] 催化剂降低反应所需的活化能，则曲线Ⅱ表示使用催化剂，故A正确；只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，由图乙可知碰撞后没有生成新分子，即没有发生化学反应，此碰撞不是有效碰撞，故B错误；酸和碱反应不需要外界做功的条件下就能发生，说明它们已经处于活化状态，因此活化能接近于零，故C正确；增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增加，故D正确。
[解析] 普通分子吸收能量转化为活化分子，活化分子间有适当的取向时，才能发生有效碰撞，生成产物分子，同时释放能量，故A正确；点燃或加热时，分子会吸收能量，使普通分子获得能量转变为活化分子，故B正确；活化分子间有适当的取向时，才能发生有效碰撞，则活化分子间的碰撞不一定都是有效碰撞，故C错误；焓变＝正反应的活化能－逆反应的活化能，化学反应中一定存在焓变，所以正反应的活化能一定不等于逆反应的活化能，故D正确。
微考点3 化学反应速率的图像(1)(2022·河北衡水高三检测)向某密闭容器中加入0.3 ml A、0.1 ml C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示[t0～t1阶段c(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中化学反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种条件并且改变的条件均不同。已知，t3～t4阶段为使用催化剂。下列说法错误的是( )
〔对点集训3〕 (1)(2021·河北，13，4分)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N══X＋Y；②M＋N══X＋Z。反应①的速率可表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是( )A．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3 ml·L－1· min－1B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为ZD．反应①的活化能比反应②的活化能大
(2)(2022·山东泰安模拟)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，下列说法中一定不正确的是( )
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 ml·L－1C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 ml·L－1D．第3组实验的反应温度低于30 ℃[答案] D
[解析] 由图像可知，1、2、3、4四组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。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，根据控制变量原则知盐酸浓度应大于2.5 ml·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，根据控制变量原则知盐酸的浓度应等于2.5 ml·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。
有关化学反应速率的图像分析方法 认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。 看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点。 抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)> v(放)，在速率－时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。
2．掌握一条规律对于可逆反应mA(g)＋nB(g)══pC(g)，v(A)︰v(B)︰v(C)＝Δn(A)︰Δn(B)︰Δn(C)＝Δc(A)︰Δc(B)︰Δc(C)＝m︰n︰p。3．三个反应速率的注意点(1)所求反应速率为平均反应速率。(2)不能用固体和纯液体表示。(3)不同物质表示的反应速率值可能不同。
4．两个比较反应速率大小的方法(1)归一法；(2)比值法。5．增大化学反应速率的五个因素(1)增大反应物浓度；(2)增大气体反应物压强；(3)升高温度；(4)使用催化剂；(5)增大反应物表面积，化学反应速率均增大。
第18讲 化学反应速率及影响因素
1．化学反应速率的定义化学反应速率是用来衡量_____________________程度的物理量。2．化学反应速率的表示方法通常用单位时间内反应物浓度的_______或生成物浓度的_______(均为正值)来表示。
ml·L－1·min－1
ml·L－1·s－1
2 ml·L－1·min－1
(2)实例：在一定温度下，如在一个2 L的密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)══2C(g)，加入2 ml A，1s后剩余1.4 ml，则v(A)＝________________________，v(B)＝________________________，v(C)＝________________________。
0.3 ml·L－1·s－1
0.1 ml·L－1·s－1
0.2 ml·L－1·s－1
(1)化学反应速率一般指反应的平均反应速率而不是瞬时反应速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。(2)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。(3)不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度可视为常数。(4)计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)对于任何反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。( )[提示] 速率快的反应，不一定有明显的实验现象，如NaOH与盐酸的中和反应等。(2)某物质的反应速率为0.5 ml·L－1·min－1，代表1 min时该物质的浓度是0.5 ml·L－1。( )[提示] 化学反应速率是一段时间内的平均速率。
(3)化学反应速率的数值越大，代表反应速率越快。( )[提示] 同一化学反应用不同物质表示时，速率数值不一定相同。(4)化学反应中任何一种物质在单位时间内的浓度变化量都可以用来表示化学反应速率。( )[提示] 化学反应速率不能用固体或纯液体来表示。
(6)在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同。( )(7)有时也可以用单位时间内某物质的物质的量的变化量来表示化学反应速率。( )
(9)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，所以不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。( )(10)10 ml·L－1·s－1的反应速率一定比1 ml·L－1·s－1的反应速率大。( )(11)反应速率一般是指某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。( )
(13)根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢。( )(14)合成氨反应，5 s末v(H2)＝0.5 ml·L－1·s－1时，v(NH3)＝1 ml·L－1·s－1。( )(15)对于反应4NH3＋5O2══4NO＋6H2O，v(NO)与v(O2)的关系为4v(NO)＝5v(O2)。( )(16)甲、乙两容器中分别充入2 ml NO2和4 ml NO2，5分钟后两者各反应掉NO2 1 ml和2 ml，则说明乙中反应速率大。( )
2．在25 ℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸里放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：(1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是_____________________________。(2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是_____________________________。(3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是___________。
0.25 ml·L－1· min－1
(2)某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析：①该反应的化学方程式为________________。②反应开始至2 min末， X表示的反应速率为______________________。③该反应是由____(填序号)开始的。A．正反应B．逆反应 C．正、逆反应同时
0.067 ml·L－1·min－1
(3)对于反应：C(s)＋H2O(g)══CO(g)＋H2(g)，能否用C来表示该反应的化学反应速率？_______[提示] 因固体或纯液体的浓度是常数，不随量的改变而改变，故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。
[解析] 本题可以采用归一法进行求解，通过化学方程式中的化学计量数将不同物质表示的反应速率转化成同一物质表示的反应速率进行比较，B物质是固体，不能表示反应速率；C项中对应的v(A)＝0.2 ml·L－1·min－1；D项中对应的v(A)＝3 ml·L－1·min－1，故D项表示的反应速率最快。
微考点2 化学反应速率的计算(1)(2022·山东临沂期中)在某一化学反应A(g)＋3B(g)══2C(g)＋D(g)中，反应物A的浓度在20 s内由1.0 ml/L变成0.2 ml/L，则在这20 s内用C表示的平均反应速率为( )A．0.01 ml/(L·s) B．0.8 ml/(L·s)C．0.04 ml/(L·s) D．0.08 ml/(L·s)
[解析] 该化学反应中物质A是固体，不能用A表示该反应的反应速率，A项错误；化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，则v(B)︰v(C)︰v(D)＝3︰2︰1，B项正确；2 min末的反应速率为即时速率，用B表示的速率0.3 ml·L－1·min－1是2 min内的平均速率，C项错误；化学方程式中B和C前面的化学计量数不相等，则表示的反应速率的值不相等，D项错误。
〔对点集训3〕 (1)某温度时，在2 L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：该反应的化学方程式为________________。反应开始至2 min时，用Z表示的反应速率为___________________________。
0.05 ml·L－1·min－1
(2)根据如图填空：①反应物是_______；生成物是____。②在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为_______________________、_______________________、_______________________。③该反应的化学方程式是_________________。
3 ml·L－1·min－1
由图像确定化学方程式需要解决的问题 确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。 确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。 反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。
1．影响化学反应速率的因素(1)内因(主要因素)：反应物本身的结构与_______，反应类型相同，但反应物不同，反应速率不同。如相同条件下，Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是_____________。
考点二 影响化学反应速率的因素
(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)
2．化学反应速率的理论解释——有效碰撞理论(1)有效碰撞：能够_______________的碰撞。(2)活化分子：能够发生___________的分子。(3)活化能：_______分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量_______。图中：E1为_________________，E2为_________________，使用催化剂时的活化能为_____，反应热为_________。
(4)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
分析外界因素对化学反应速率的影响时三注意：(1)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。(2)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。(3)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)使用一种催化剂能加快所有反应的速率。( )[提示] 催化剂具有选择性，没有一种催化剂是万能的。(2)决定化学反应速率快慢的根本因素是温度、浓度和催化剂。( )[提示] 化学反应速率的决定因素是反应物自身的性质。
(3)金属铝与硫酸反应时，增大硫酸的浓度一定可以提高产生氢气的速率。( )[提示] 浓硫酸使金属铝发生钝化，不再产生氢气。(4)对于一个特定的反应，在恒容或恒压容器中加入惰性气体，对反应速率的影响情况相同。( )[提示] 恒容容器中加入无关气体，各物质浓度不变，反应速率不变；恒压容器中加入无关气体，因体积增大，各物质浓度减小，反应速率减小。
(5)升高温度可以同时增大活化分子数和活化分子百分数，加快反应速率。( )[提示] 体系从外界吸收能量后，活化分子数和百分数均增大。(6)其他条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大。( )(7)增加反应物的物质的量，一定能使反应速率增大。( )
(9)升高温度可以使吸热反应的反应速率加快，但放热反应的反应速率减慢。( )(10)对于高温、高压、使用催化剂条件下的反应A一定比常温常压无催化剂条件下的反应B速率快。( )(11)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小。( )(12)对有气体参加的反应体系，缩小容器体积，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。( )
(13)碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加CaCO3固体的量，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率。( )(14)固体、纯液体的“物质的量”变化，而化学反应速率不改变。( )(此题为更换后新题)(15)两试管各加入5 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液，同时分别滴入55 mL 0.1 ml·L－1硫酸和盐酸，两支试管同时变浑浊。( )(此题为发现的重题，更换新题见上题)(15)用铁片与硫酸反应制备氢气时，增大硫酸浓度一定会加快产生氢气的速率。( )
(16)通入不反应的稀有气体He增大容器压强，对于有气体参加的反应，反应速率一定增大。( )(17)温度、催化剂、压强能改变活化分子的百分数。( )(18)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大。( )(19)探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高。( )(20)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同。( )
2．深度思考：(1)按要求填空。①形状、大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁_______铝。
②对于Fe＋2HCl══FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”或“不变”)A．升高温度：_______；B．增大盐酸浓度：_______；C．增大铁的质量：_______；D．增加盐酸体积：_______；E．把铁片改成铁粉：_______；F．滴入几滴CuSO4溶液：_______；G．加入NaCl固体：_______③若把②中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2，为什么？_____________________________________________________
否。Fe和稀硝酸反应生成NO；常温下，Fe遇浓硫酸钝化。
(2)一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。①缩小体积使压强：_______，原因是_________________________ ______________________________________。②恒容充入N2：_______。③恒容充入He：_______，原因是____________________________ _________________。④恒压充入He：_______。
单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，因而反应速率增大
单位体积内活化分子数不变，因而反应速率不变
(3)升高温度和使用催化剂都能加快反应速率，从活化分子的角度分析两者有何相同点与不同点？相同点：都增大了活化分子数与活化分子百分数。不同点：温度升高是增加了分子的能量，使达到活化分子要求的分子数增多；使用催化剂是降低了活化能，从而使达到要求的活化分子数增多。
(4)在铁与稀硫酸的反应混合物中分别加入少量①CuSO4、②CH3COONa固体，产生氢气的速率如何变化？解释变化的原因。[提示] 加少量CuSO4产生氢气的速率加快；原因是Fe置换Cu2＋生成单质Cu，Cu与Fe及H2SO4形成原电池加快反应速率。加入CH3COONa固体产生H2的速率减小；原因是CH3COO－结合H＋，降低了H＋浓度，反应速率减小。
微考点1 外界条件对反应速率的影响(2022·河北衡水高三检测)10 mL浓度为1 ml·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( )①K2SO4溶液 ②CH3COONa溶液 ③CuSO4溶液 ④Na2CO3溶液A．①② B．①③ C．③④ D．②④
[解析] ①增加碳的用量，气体浓度不变，则反应速率不变，故错误；②将碳制成碳粉，固体表面积增大，反应速率增大，故正确；③加催化剂，可增大反应速率，故正确；④加热，可增大活化分子百分数，反应速率增大，故正确；⑤恒容充入He，参加反应气体浓度不变，反应速率不变，故错误；⑥恒压充入He，容器体积增大，参加反应气体的浓度减小，则反应速率减小，故错误。
(2)在带有活塞的密闭容器中发生反应Fe2O3(s)＋3H2(g)══2Fe(s)＋3H2O(g)，采取下列措施不能加快正反应速率的是( )A．减小容器容积B．保持容器容积不变，增加H2输入量C．充入He，保持容器内压强不变D．升高体系温度[解析] A项减小容器容积，气体的浓度增大，正、逆反应速率均加快；B项保持容器容积不变，增加H2输入量，c(H2)增大，正、逆反应速率均加快；C项充入He，保持容器内压强不变，c(H2)、c(H2O)减小，正、逆反应速率减慢；D项升高温度，正、逆反应速率均增大。
微考点2 催化剂与反应机理、活化能(2022·洛阳模拟)在化学反应中，能引发化学反应的分子之间的碰撞称之为有效碰撞，能够发生有效碰撞的分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，其单位用kJ·ml－1表示。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的反应活化能接近于零D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增加[答案] B
[解析] 催化剂降低反应所需的活化能，则曲线Ⅱ表示使用催化剂，故A正确；只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，由图乙可知碰撞后没有生成新分子，即没有发生化学反应，此碰撞不是有效碰撞，故B错误；酸和碱反应不需要外界做功的条件下就能发生，说明它们已经处于活化状态，因此活化能接近于零，故C正确；增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增加，故D正确。
[解析] 普通分子吸收能量转化为活化分子，活化分子间有适当的取向时，才能发生有效碰撞，生成产物分子，同时释放能量，故A正确；点燃或加热时，分子会吸收能量，使普通分子获得能量转变为活化分子，故B正确；活化分子间有适当的取向时，才能发生有效碰撞，则活化分子间的碰撞不一定都是有效碰撞，故C错误；焓变＝正反应的活化能－逆反应的活化能，化学反应中一定存在焓变，所以正反应的活化能一定不等于逆反应的活化能，故D正确。
微考点3 化学反应速率的图像(1)(2022·河北衡水高三检测)向某密闭容器中加入0.3 ml A、0.1 ml C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示[t0～t1阶段c(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中化学反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种条件并且改变的条件均不同。已知，t3～t4阶段为使用催化剂。下列说法错误的是( )
〔对点集训3〕 (1)(2021·河北，13，4分)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N══X＋Y；②M＋N══X＋Z。反应①的速率可表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是( )A．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－3 ml·L－1· min－1B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为ZD．反应①的活化能比反应②的活化能大
(2)(2022·山东泰安模拟)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，下列说法中一定不正确的是( )
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 ml·L－1C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 ml·L－1D．第3组实验的反应温度低于30 ℃[答案] D
[解析] 由图像可知，1、2、3、4四组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。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，根据控制变量原则知盐酸浓度应大于2.5 ml·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，根据控制变量原则知盐酸的浓度应等于2.5 ml·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。
有关化学反应速率的图像分析方法 认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。 看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点。 抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)> v(放)，在速率－时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。
2．掌握一条规律对于可逆反应mA(g)＋nB(g)══pC(g)，v(A)︰v(B)︰v(C)＝Δn(A)︰Δn(B)︰Δn(C)＝Δc(A)︰Δc(B)︰Δc(C)＝m︰n︰p。3．三个反应速率的注意点(1)所求反应速率为平均反应速率。(2)不能用固体和纯液体表示。(3)不同物质表示的反应速率值可能不同。
4．两个比较反应速率大小的方法(1)归一法；(2)比值法。5．增大化学反应速率的五个因素(1)增大反应物浓度；(2)增大气体反应物压强；(3)升高温度；(4)使用催化剂；(5)增大反应物表面积，化学反应速率均增大。
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