第44讲 化学反应速率及影响因素 2024高考化学一轮复习高频考点精讲（新教材新高考） 课件

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1.了解化学反应速率的概念及表示方法，能提取信息计算化学反应速率。2.掌握影响化学反应速率的因素，并能用有关理论解释。
化学反应速率及表示方法
1.化学反应速率(1)
(2)各物质的化学反应速率之比＝ 之比。如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，vA∶vB∶vC∶vD＝ 。
单位时间内反应物浓度的减小
ml·L－1·s－1或ml/(L·s)
(3)注意事项①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物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固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。
应用“三段式”计算化学反应速率列起始量、转化量、某时刻量，再根据定义式或比例关系计算。对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)，起始时A的浓度为a ml·L－1，B的浓度为b ml·L－1，C的浓度为c ml·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x ml·L－1，则化学反应速率的计算如下：　　　　　　　　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)起始浓度/(ml·L－1) 　a 　　 b 　　 c转化浓度/(ml·L－1) 　x 　　 ____　　 ___　t1 s时浓度/(ml·L－1) a－x 　______　 ______则v(A)＝_______________，v(B)＝_______________，v(C)＝__________________。
1.对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显(　　)
3.化学反应速率为0.8 ml·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 ml·L－1(　　)4.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(　　)
一、化学反应速率的概念及基本计算1.一定温度下反应：4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 ml·L－1，对此反应速率的表示正确的是A.用A表示的反应速率是0.4 ml·L－1·min－1B.分别用B、C、D表示反应速率，其比值是1∶2∶3C.在2 min末的反应速率，用B表示为0.3 ml·L－1·min－1D.在这2 min内用B和C表示的瞬时速率的值都是逐渐减小的
A是固体，不能用其浓度的变化来表示反应速率；vB＝0.3 ml·L－1·min－1，表示2 min内的平均反应速率，在2 min末的速率为瞬时速率；在反应过程中B的浓度逐渐减小，故A、B反应生成C、D的瞬时速率也逐渐减小。
2.一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应过程如图。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 ml· L－1·min－1D.10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.002 5 ml· L－1·min－1
t1 min时，反应没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A项错误；根据图像可知，在0～8 min内，X增加了0.6 ml，Y减少了0.9 ml，X、Y变化的物质的量之比为2∶3，则X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系，Y曲线表示H2的物质的量随时间的变化关系，B项正确；
①v(CO)＝1.5 ml·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.7 ml·L－1·min－1③v(N2)＝0.4 ml·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1⑤v(NO2)＝0.01 ml·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)。
在不同条件下，用CO表示的反应速率：②v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 ml·L－1·min－1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 ml·L－1·min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1；⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 ml·L－1·s－1＝1.2 ml·L－1·min－1，故反应的快慢为③>①>②>⑤>④。
二、用其他物理量的变化表示的化学反应速率的计算4.温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝_____mL·g－1·min－1。
5.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：
若在起始时总压为p0 kPa，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)的反应速率v(SO2)＝____ kPa·min－1。
列出三段式　　　　　　 2SO2(g)＋ O2(g) 2SO3(g)初始/ml 　　 4　　　 2 　　　 0 转化/ml　　　2　　　 1　　　　 210 min时/ml　 2　　　 1　　　　 2
影响化学反应速率的因素
1.内因反应物 是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg Al。
3.理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子：能够发生有效碰撞的分子(必须具有足够的能量)。②活化能：如图
图中：E1表示 ，使用催化剂时的活化能为 ，反应热为 (注：E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量)。③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化
1.催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后物理和化学性质保持不变(　　)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，滴入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率(　　)4.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(　　)5.100 mL 2 ml·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(　　)
一、影响化学反应速率的因素1.下列措施可以增大化学反应速率的是__________(填序号)。①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强
⑤Na与水反应时，增大水的用量⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2⑦H2与Cl2混合后光照
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)缩小体积使压强增大：_______，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，活化分子数目增加，有效
单位体积内活化分子数不变
二、用控制变量法探究影响化学反应速率的因素3.为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是A.pH越小，氧化率越小B.温度越高，氧化率越小C.Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D.实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
由②③可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，A、B错误；Fe2＋的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。
4.已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：
下列说法不正确的是A.V1＝1，V2＝2B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响C.实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束D.实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 ml·L－1· min－1
实验Ⅰ和实验Ⅱ反应温度相同，实验Ⅱ中加入了1 mL水，根据控制变量法的原则，溶液总体积应保持不变，因而V1＝1，类比分析可得V2＝2，A正确；实验Ⅰ、Ⅲ的温度不同，其他条件相同，因而设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响，B正确；酸性KMnO4溶液呈紫红色，由表中数据可知，草酸溶液过量，KMnO4可反应完全，因而可以用颜色变化来判断反应终点，即实验计时是从溶液混合开始，溶液紫红色刚好褪去时结束，C错误；
5.可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是工业上制取H2SO4的重要反应。(1)在恒压条件下，该反应分组实验的有关条件如下表：
已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中，SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间t的变化曲线如图所示。①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是______________________________。
使用催化剂(其他合理答
由题意可知，两组实验的压强、温度和起始浓度均相同，而由曲线图可看出，Ⅱ组实验的反应速率快，所以Ⅱ组具备的其他条件是使用了催化剂，加快了化学反应速率。
②将Ⅰ组实验中温度变为800 ℃，则φ(SO3)达到a%所需时间________t1(填“小于”“大于”或“等于”)。
温度升高后，化学反应速率加快，所以φ(SO3)达到a%所需的时间比原来短。
(2)向四个体积相同的密闭容器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的是_____(填字母)。甲：在500 ℃时，10 ml SO2和10 ml O2反应乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 ml SO2和10 ml O2反应丙：在450 ℃时，8 ml SO2和5 ml O2反应丁：在500 ℃时，8 ml SO2和5 ml O2反应A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲
关于“控制变量法”题目的解题策略
1.(2022·浙江6月选考，20)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是
A.实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 ml·L－1·min－1B.实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40C.相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大D.相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
实验①、实验②中0～20 min、20～40 min氨气浓度变化量相同，速率相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，则相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，D正确。
2.(2021·辽宁，12)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－1D.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
由图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间越短，故反应速率越大，A项正确；由图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯的浓度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项错误；
3.(2022·广东，15)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y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，0～2 min内，v(X)＝1.0 ml· L－1·min－1
由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物的浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误；由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，反应速率大，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，故B错误；
由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0～2 min 内Y的浓度变化了2.0 ml·L－1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 ml·L－1，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化，故C错误；