专题03 化学反应速率（知识串讲+专题过关）-2022-2023学年高二化学上学期期中期末考点大串讲（人教版2019选择性必修1）

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【归纳总结】
一．化学反应速率的概念及表示
【注意】应用化学反应速率需注意以下问题：
(1) 化学反应速率是标量，只有 数值 而没有 方向 ；
(2) 一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的 平均 速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的；
(3) 对于纯液体或固体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度” 是 不 变的，因此一般 不能 用固体、纯液体表示化学反应速率；
(4) 对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能 不 同，但其意义相同，化学反应速率之比等于 化学计量系数 之比。
2．化学反应速率的测定
(1)测定原理
利用与化学反应中任何一种化学物质的浓度相关的可观测量进行测定。
(2)测定方法
①直接观察测定：如释放出气体的体积和体系的压强等。
②科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化和显色物质与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
二．化学反应速率的计算和比较
1．化学反应速率的计算
(1)公式法：
v＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(Δn,VΔt)
特别提醒 ①如果题目中给出的是物质的量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。
②浓度的变化量Δc＝c(某时刻)－c(初始)
所以一般Δc(反应物)为负值，Δc(生成物)为正值，
而v是标量，只有正值，所以在计算反应速率时，
v(反应物)＝eq \f(－Δc反应物,Δt)
v(生成物)＝eq \f(Δc生成物,Δt)
(2)运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。
对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，v(A)＝－eq \f(ΔcA,Δt)，v(B)＝－eq \f(ΔcB,Δt)，v(C)＝eq \f(ΔcC,Δt)，
v(D)＝eq \f(ΔcD,Δt)，且有：eq \f(vA,m)＝eq \f(vB,n)＝eq \f(vC,p)＝eq \f(vD,q)。
(3)“三段式”法
①求解化学反应速率计算题的一般步骤：
a．写出有关反应的化学方程式；
b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比；
c．根据已知条件列方程计算。
反应： mA(g)＋nB(g)pC(g)
起始浓度/ml·L－1 a b c
转化浓度/ml·L－1 x eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
某时刻(t s)浓度/ml·L－1 a－x b－eq \f(nx,m) c＋eq \f(px,m)
再利用化学反应速率的定义式求算
v(A)＝eq \f(x,t) ml·L－1·s－1；
v(B)＝eq \f(nx,mt) ml·L－1·s－1；
v(C)＝eq \f(px,mt) ml·L－1·s－1。
②计算中注意以下量的关系。
对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；
对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)；
转化率＝eq \f(c转化,c起始)×100%。
2．化学反应速率的比较方法
(1)定性比较
通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。
(2)定量比较
①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。
②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。
③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。
一、影响化学反应速率的因素
1．内因
在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。
2．外因
二．活化能
1．有效碰撞理论
(1)基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。
(2)反应机理：先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。
(3)基元反应发生的先决条件
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。
(4)有效碰撞
概念：能够发生化学反应的碰撞。
条件：具有足够的能量；具有合适的取向。
与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率越快。
(5)活化能和活化分子
①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。
对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。
②活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。
(6)反应物、生成物的能量与活化能的关系图
2．基元反应发生经历的过程
3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
【专题过关】
1．已知：4A(g)+5B(g)=4C(g)+6D(g)，如果反应速率分别用V(A)、V(B)、V(C)、V(D)表示，正确的关系是
A．4/5V(B)=V(C)B．5/6V(B)=V(D)C．2/3V(A)=V(D)D．4/5V(A)=V(B)
2．a、b、c三个容器，分别发生合成氨反应，经过相同的一段时间后，测得数据如下表：
则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为
A．v(a)>v(b)>v(c)B．v(c)>v(b)>v(a)C．v(c)>v(a)>v(b)D．v(b)>v(a)>v(c)
3．一定条件下在一容积恒为2L的容器内发生应：2A(g)+B(g)⇌2C(g)，已知起始投入4mlA(g)和2mlB(g)，经2s后测得C的浓度为0.6ml·L-1，并且2s后各组分浓度不再改变。下列说法正确的是
A．2s后反应物A和B完全转化为C
B．2s内用物质B表示的平均反应速率为0.6ml·L-1·s-1
C．2s内用物质A表示的平均反应速率为0.3ml·L-1·s-1
D．2s时物质B的浓度为0.5ml·L-1
4．如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(Zn的相对原子质量为65)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 ml·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是( )
A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10 s内该反应的速率为0.01 ml·L－1·s－1
B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10 s内该反应的速率为0.01 ml·L－1·s－1
C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1
D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 ml·s－1
5．一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( )
A．该反应的化学方程式为3B＋4D⇌6A＋2C
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(C)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 ml·L－1·s－1
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
6．在2L密闭容器中，3mlA和1mlB发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)，10s末时，生成0.6ml/LC，下列说法正确的是
A．10s内，v(D)=0.12ml/(L·s)B．10s末时，物质A的转化率为40%
C．10s末时，B的物质的量为0.4mlD．10s末时，C的物质的量分数为15%
7．下列有关化学反应速率的说法正确的是
A．的硫酸与铁片反应时，加入氯化钾溶液，反应速率不变
B．增加反应物的质量，反应速率一定加快
C．合成氨是一个放热反应，升高温度，正反应速率减慢
D．盐酸和分别与大小相同的大理石反应的速率相同
8．与的盐酸反应(放热反应)生成的物质的量与反应时间的关系如图所示，下列结论错误的是
A．反应开始内平均反应速率最大
B．反应速率先增大后减小
C．内温度对反应速率的影响较大
D．后反应物浓度是影响反应速度的主要因素
9．下列生产或实验事实引出的结论错误的是
10．在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，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，内，
11．反应3Fe(s)＋4H2O(g) ⇌Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其化学反应速率几乎无影响的是( )
A．保持容积不变，增加H2O(g)的物质的量
B．将容器的容积缩小一半
C．保持容积不变，充入Ar使压强增大
D．保持压强不变，充入Ar使容积增大
12．下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是( )
13．(2021·辽宁)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 ml·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 ml·L－1时，半衰期为62.5 min
14．甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(”·”表示电子)：
① ②
③ ④
已知在一个分步反应中，较慢的一步反应控制总反应的速率。下列说法不正确的是
A．上述过程的总反应方程式为
B．光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快
C．反应②~④都是由微粒通过碰撞而发生的反应
D．反应①是释放能量的反应
15．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图所示。下列有关叙述不正确的是
A．该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数
B．使用催化剂可以改变反应的活化能，但不能改变反应热
C．该反应中，反应物断键所需的总能量小于生成物成键所放的总能量
D．恒温恒容条件下通入氦气，使单位体积内O2的活化分子数增大
16．（2021·浙江丽水市·高二期中）如图(Ea表示活化能)是CH4与Cl2生成CH3Cl的部分反应过程中各物质物质的能量变化关系图，下列说法正确的是
A．Cl·可由Cl2在高温条件下生成，是CH4与Cl2反应的催化剂
B．升高温度，活化分子的百分数不变，但反应速率加快
C．增大Cl2的浓度，可提高反应速率，但不影响△H的大小
D．第一步反应的速率大于第二步反应
17．在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、B，发生如下反应：A(g)+2B(g)=3C(g)。反应2 min后，A的浓度从开始时的1.0 ml·L-1降到0.8 ml·L-1。.已知反应开始时B的浓度是1.6 ml·L-1。求：
(1)2 min末B的浓度___________ml/L。
(2)2 min内A的平均反应速率___________ml/(Lmin)。
(3)2 min内C的平均反应速率___________ml/(Lmin)。
(4)2 min末时物质B的转化率为___________。
18．I.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图：
(1)从反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为___________，X的物质的量浓度减少了___________，Y的转化率为___________。
(2)该反应的化学方程式为___________。
II.KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：回答下列问题：
(1)该反应的离子方程式为___________。
(2)该实验的目的是探究___________。
(3)实验试剂除了1ml·L-1KI溶液、0.1ml·L-1H2SO4溶液外，还需要的试剂是__；
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外，还必须控制不变的是___________(填字母)。
A．温度 B．试剂的浓度
C．试剂的用量(体积) D．试剂添加的顺序
19．用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫)，某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1：KI在该反应中的作用：H2O2＋I－===H2O＋IO－；H2O2＋IO－===H2O＋O2↑＋I－。总反应的化学方程式为________________________________________________________。
(2)资料2：H2O2分解反应过程中能量变化如图所示，其中①有KI加入，②无KI加入。下列判断正确的是________(填字母)。
a．加入KI后改变了反应的路径
b．加入KI后改变了总反应的能量变化
c．H2O2＋I－===H2O＋IO－是放热反应
(3)实验中发现，H2O2与KI溶液混合后，产生大量气泡，溶液颜色变黄。再加入CCl4，振荡、静置，气泡明显减少。
资料3：I2也可催化H2O2的分解反应。
①加CCl4并振荡、静置后还可观察到__________，说明有I2生成。
②气泡明显减少的原因可能是：i.H2O2浓度降低；
ii.__________________________。以下对照实验说明i不是主要原因：向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B两试管中。A试管中加入CCl4，B试管中不加CCl4，分别振荡、静置。观察到的现象是___________________________________________。
(4)资料4：I－(aq)＋I2(aq)Ieq \\al(－,3)(aq) K＝640。
为了探究体系中含碘微粒的存在形式，进行实验：向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10 mL 0.10 ml·L－1 KI溶液，达平衡后，相关微粒浓度如下：
①a＝________。
②该平衡体系中除了含有I－、I2、Ieq \\al(－,3)外，一定还含有其他含碘微粒，理由是__________________
_______________________________________________________________________________。
a
b
c
反应速率

选项
生产或实验事实
结论
A
其他条件相同，铁片和稀硫酸反应，适当升高溶液的温度，单位时间内产生的气泡增多
当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快
B
工业制硫酸过程中，在的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积，使的吸收速率加快
C
在容积可变的密闭容器中发生反应：，把容器的体积缩小一半
反应速率减慢
D
A、B两支试管中分别加入等体积5％的溶液，在B试管中加入2～3滴溶液，B试管中产生气泡快
当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率
选项
反应
甲
乙
A
外形、大小相近的金属和水反应
Na
K
B
4 mL 0.01 ml·L－1 KMnO4溶液分别和不同浓度的2 mL H2C2O4(草酸)溶液反应
0.1 ml·L－1的H2C2O4溶液
0.2 ml·L－1的H2C2O4溶液
C
5 mL 0.1 ml·L－1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 ml·L－1 H2SO4溶液反应
热水
冷水
D
5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2
无MnO2粉末
加MnO2粉末
实验编号
①
②
③
④
⑤
温度/℃
30
40
50
60
70
显色时间/s
160
80
40
20
10
微粒
I－
I2
Ieq \\al(－,3)
浓度/(ml·L－1)
2.5×10－3
a
4.0×10－3