2023版高考化学一轮总复习第八章第一节化学反应速率课件

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生成浓度为 0.5 ml·L－1。(
[自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)化学反应速率为 0.5 ml·L－1·s－1是指1 s内某物质消耗或
(2)对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越
(3)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的
减少或任何一种生成物浓度的增加。(
(4)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应
(5)增大反应体系的压强，反应速率一定增大。(
(6)催化剂都不参加化学反应。(
(7)加热使反应速率增大的原因之一是活化分子百分数增
(2)×(3)×(4)√(5)×
错因：反应现象与化学反应速率快慢无关。错因：不能用固体或纯液体表示化学反应速率。错因：增大压强，物质的浓度不一定增大，反应速
错因：催化剂的催化作用是通过自身参与化学反应
(6)×实现的。(7)√
技术(如图所示)说法错误的是(
2.(教材选择性必修1 P25 基元反应组编题)近年来，科学工作者致力于二氧化碳转化为甲烷、甲醇等技术研究，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。以下关于二氧化碳甲烷化的
A.过程Ⅰ中，CO2 分子内的化学键没有断裂B.过程Ⅰ中，La 元素的化合价没有改变C.过程Ⅱ中，H2→2H·为吸热过程
D.该技术的总反应为 4H2＋CO2答案：A
1.化学反应速率的表示方法
反应体系的体积一定时，通常用单位时间内反应物浓度的________或反应产物浓度的________表示。
2.化学反应速率的数学表达式及单位
ml·L－1·min－1
3.化学反应速率与化学计量数的关系
(1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬间速率，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反应速率，
其数值可能不同，但表示的意义可能相同。
(3)不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率，因为固体
或纯液体物质的浓度视为常数。
【练1】(2021 年宁波十校模拟)某温度下，在容积为 2 L 的
密闭容器中投入一定量的A、B发生反应 3A(g)＋bB(g)
ΔH＝－Q kJ·ml－1(Q＞0)，12 s 时反应达到平衡，生成 C 的物质的量为 0.8 ml，反应过程中 A、B 的物质的量浓度随时间的
变化关系如图所示。下列说法正确的是(
A.前 12 s 内，A 的平均反应速率为 0.025 ml·L－1·s－1B.12 s 后，A 的消耗速率等于 B 的生成速率C.化学计量数之比 b∶c＝1∶2D.12 s 内，A 和 B 反应放出的热量小于 0.4Q kJ解析：分析图像可知，12 s 内 A 的浓度变化为(0.8－0.2)
平衡状态，A 的消耗速率不等于 B 的生成速率，B 错误，C 正确；消耗 3 ml A 放热 Q kJ,12 s 内消耗 A 的物质的量为 0.6 ml·
×2 L＝1.2 ml，消耗1.2 ml A放出的热量为0.4Q kJ，D错
　　解析：计算各物质的浓度变化量，利用浓度变化量之比等于化学计量数之比，据此确定各物质的化学计量数，再利用原子守恒用X、Y表示Z的组成，据此书写方程式。t min后，Δc(X2)＝1 ml·L－1－0.4 ml·L－1＝0.6 ml·L－1，Δc(Y2)＝1 ml·L－1－0.8 ml·L－1＝0.2 ml·L－1，Δc(Z)＝0.4 ml·L－1，则X2、Y2、Z的化学计量数之比为0.6 ml·L－1∶0.2 ml·L－1 ∶0.4 ml·L－1＝3∶1∶2，故反应为3X2＋Y2===2Z，根据原子守恒可知，Z为X3Y，故反应可以表示为3X2＋Y2===2X3Y。
[归纳提升] “三段式”法计算化学反应速率(1)基本步骤①准确写出化学方程式。②找出各物质的初始量、转化量、平衡量(物质的量浓度或物质的量)。③根据已知条件建立等式关系进行解答。(2)基本模式mA ＋ nB===pC＋qD
起始浓度/(ml·L－1)
转化浓度/(ml·L－1)
t min 末浓度/(ml·L－1) a－mx b－nx px qx
化学反应速率的大小比较
【练3】(2021 年乾安第七中学月考)在 2A＋B===3C＋4D
反应中，表示该反应速率最快的数据是(
解析：反应速率之比等于化学计量数之比，在速率单位相同时，化学反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，
应速率大小顺序是 B>C>A＝D，反应速率最快的是 B。答案：B
　　A.vA＝0.5 ml·L－1·s－1 　B.vB＝0.3 ml·L－1·s－1　　C.vC＝0.8 ml·L－1·s－1 　 D.vD＝1.0 ml·L－1·s－1
【练4】(2021年青岛月考)在恒温、恒容的密闭容器中进MnO2
降到 1.0 ml·L
需 10 s，那么 H2O2 浓度由 1.0 ml·L
降到 0.5 ml·L－1 所需的反应时间为(A.5 sB.大于 5 sC.小于 5 sD.无法判断
行反应 2H2O2===== 2H2O＋O2↑。若 H2O2 溶液的浓度由 2.0
　　解析：H2O2的浓度由2.0 ml·L－1降到1.0 ml·L－1时的平均反应速率为(2.0 ml·L－1－1.0 ml·L－1)÷10 s＝0.1 ml·L－1·s－1，如速率不变，则H2O2浓度由1.0 ml·L－1降到0.5 ml·L－1所需的反应时间为(1.0 ml·L－1－0.5 ml·L－1)÷0.1 ml·L－1·s－1＝5 s，但随着反应的进行，H2O浓度逐渐的减小，反应速率逐渐减小，则需要时间大于5 s。　　答案：B
化学反应速率的比较方法
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，所以比较反应进行的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)换算成用同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反
表示的反应速率比用 B 表示的反应速率大。
影响化学反应速率的因素
1.影响化学反应速率的内因化学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.影响化学反应速率的外因
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。
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)
③有效碰撞：________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
　　　　 分子总数
(1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。
(2)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。
(3)改变温度、使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他
外界因素改变，反应速率则不一定发生变化。
(4)其他条件一定时，升高温度，无论正反应还是逆反应，无论放热反应还是吸热反应，反应速率都增大，只是正、逆反应速率增大的程度不同。
外界条件对化学反应速率的影响
【练1】(2021年宜昌模拟)把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里，产生 H2 的速率可由下图表示。
在下列因素中，影响反应速率的因素是(
①盐酸的浓度③溶液的温度A.①④C.①②③
②镁条的表面积④Cl－的浓度B.③④D.②③④
解析：镁条和盐酸反应产生 H2 的离子方程式为 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，是镁与 H＋间的置换反应，与 Cl－无关。在镁
条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，产生 H2 的速率会增大；溶液的温度对反应速率也有影响，反应放出热量，使温度
升高，反应速率也会增大；随着反应的进行，c(H＋)不断减小，
【练2】(2021年蓟州擂鼓台中学月考)反应 C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，在其他条件不变的情况下，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的
)A.增加 H2O(g)的物质的量B.将容器的体积缩小一半C.保持体积不变，充入 N2 使体系压强增大D.保持压强不变，充入 N2 使容器体积变大
解析：对于反应 C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g)，有气体
参加和生成，则温度、压强都能对化学反应速率产生影响。保持体积不变，增加 H2O(g)的物质的量，气体浓度增大，反应速率增大，A 错误；将容器的体积缩小一半，相当于压强增大，单位体积内气体浓度增大，则反应速率增大，B 错误；保持体积不变，充入 N2 使体系压强增大，但反应气体的浓度不变，则反应速率不变，C 正确；保持压强不变，充入 N2 使容器体积变大，反应气体的浓度减小，反应速率减小，D 错误。答案：C
(1)压强对反应速率的影响是通过改变气体的浓度来实现的，故一般意义上的增大压强是指压缩气体的体积，减小压强是指扩大气体的体积。(2)压强对反应速率的影响情况：压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。①恒温时：
②恒温时，对于恒容密闭容器：
气体反应物浓度增大( 压强也增
总压强增大―→反应物浓度未
b. 充入“ 惰性” 气体改变―→反应速率不变。③恒温恒压时：
充入“惰性”气体反应速率减小。
能量。下列说法不正确的是(
催化剂与反应机理、活化能
【练3】(2021 年荆州质检)如图，这种具有不同能量的分子百分数和能量的对应关系图，叫做一定温度下分子能量分布曲线图。图中 E 表示分子平均能量，Ec 是活化分子具有的最低
A.图中 Ec 与 E 之差表示活化能
B.升高温度，图中阴影部分面积会增大C.使用合适的催化剂，E 不变，Ec 变小
D.能量大于 Ec 的分子间发生的碰撞一定是有效碰撞
解析：E 表示分子的平均能量，Ec 是活化分子具有的最低能量，能量等于或高于 Ec 的分子可能产生有效碰撞，活化分子具有的最低能量 Ec 与分子的平均能量 E 之差叫活化能，A 正确；当温度升高时，使活化分子百分数增大，阴影部分面积会增大，B 正确；催化剂使活化能降低，加快反应速率，使用合适的催化剂，E 不变，Ec 变小，C 正确；E 表示分子的平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量，能量等于或高于 Ec 的分子可能产生有效碰撞，D 错误。
化如图所示。下列说法不正确的是(
【练4】(2021年湛江一模)甲硫醇是一种重要的化工试剂。在一定温度下，硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程及能量变
A.合成甲硫醇的反应为放热反应B.步骤②中，形成了 C—S 键
C.步骤①决定了合成甲硫醇反应速率的快慢
D.该催化剂可有效提高反应速率和甲醇的平衡转化率解析：由能量变化图示可知生成物总能量低于反应物总能量，反应放热，A 正确；从硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程可看出步骤②形成了 C—S 键，B 正确；由能量变化图示可知步骤①需要的反应活化能最高，决定了合成甲硫醇反应速率的快慢，C 正确；催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡和平衡转化率，D 错误。
[归纳提升] 催化剂的特点及其对化学反应速率的影响(1)催化剂对化学反应速率的影响
催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了反应所需的活化能，可逆反应中同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。
化学反应速率图像及其应用
【练5】(2021 年潮州模拟)温度为 T 时，向 2.0 L 恒容密闭
时改变一种条件，整个过程中 PCl5、PCl3、Cl2 的物质的量随时间的变化如图所示。
容器中充入1.0 ml PCl5，发生反应：PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)　ΔH＝a kJ·ml－1(a＞0)。0～10 min保持容器温度不变，10 min
A.0～4 min 的平均速率 v(PCl3)＝0.025 ml·L－1·min－1B.10 min 时改变的条件是增加了一定量的 PCl5C.若起始时向该容器中充入 2.0 ml PCl3 和 2.0 ml Cl2，保持温度为 T，反应达平衡时放出的热量小于 1.6a kJD.温度为 T，起始时向该容器中充入 1.0 ml PCl5、0.10 mlPCl3 和 0.10 ml Cl2，反应达到平衡前 v正＜v逆
解析：0 ～4 min 的平均速率 v(PCl3) ＝
0.2 ml2 L×4 min
的物质的量增大，平衡正向移动，则10 min 时改变的条件是升温，B 错误；从图中读出起始时向容器中充入1.0 ml PCl3 和1.0ml Cl2，保持温度为T，转化率为1－20%＝80%，若起始时向该容器中充入 2.0 ml PCl3 和 2.0 ml Cl2，保持温度为 T，相当
ml·L－1·min－1，A正确；由题图可知，改变条件使PCl3(g)、Cl2(g)
于加压，故转化率大于80%，反应达平衡时放出的热量大于1.6akJ，C 错误；起始时向该容器中充入1.0 ml PCl5、0.10 ml PCl3
和 0.10 ml Cl2 ， Qc ＝
0.05×0.050.5
＝ 0.005 ， 结合图可知K ＝
＞Qc，反应正向进行，v正＞v逆，D 错误。
【练6】(2021 年沈阳法库高级中学月考)化合物 Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，计算反应 4～8 min 间的平均反应速率和推测反
应 16 min 时反应物的浓度，结果应是(
A.2.5 μml·L－1·min－1和2.0 μml·L－1B.2.5 μml·L－1·min－1和2.5 μml·L－1C.3.0 μml·L－1·min－1和3.0 μml·L－1D.5.0 μml·L－1·min－1和3.0 μml·L－1
间，反应物浓度变化为(20－10)μml·L－1＝10 μml·L－1，可知，每隔 4 分钟，浓度变化量降为原来的一半，所以 8～12 min 浓度变化为5 μml·L－1，12～16 min浓度变化为2.5 μml·L－1，所以16 min 时浓度为10 μml·L－1 －5 μml·L－1 －2.5 μml·L－1＝2.5 μml·L－1，B 正确。
[归纳提升] 有关化学反应速率的图像分析方法
(1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关
(2)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。(3)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。
1.(2021 年浙江选考)一定温度下：在 N2O5 的四氯化碳溶液
(100 mL)中发生分解反应：2N2O5
4NO2＋O2。在不同时刻
测量放出的 O2 体积，换算成 N2O5 浓度如下表：
A.600～1200 s,生成 NO2 的平均速率为 5.0×10－4 ml·L－1·s－1B.反应 2220 s 时，放出的 O2 体积为 11.8 L(标准状况)C.反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2)D.推测上表中的 x 为 3930
2.(2020 年天津卷)理论研究表明，在 101 kPa 和 298 K 下，
HNC(g)异构化反应进程的能量变化如图所示。下
A.HCN 比 HNC 稳定
B.该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·ml－1C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.使用催化剂，可以改变反应的反应热
解析：根据题图中信息得到 HCN 能量比 HNC 能量低，再根据物质能量越低越稳定，因此 HCN 比 HNC 稳定，A 正确；根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化
反应的ΔH＝59.3 kJ·ml－1－0＝＋59.3 kJ·ml－1，B 正确；根据
题图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反应的活化能，C 正确；使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，D 错误。
3.(2021年湖南卷)铁的配合物离子(用[L－Fe－H]＋表示)催
化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：
A.该过程的总反应为 HCOOH
B.H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低C.该催化循环中 Fe 元素的化合价发生了变化D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定解析：由反应机理可知，HCOOH 电离出氢离子后，HCOO－与催化剂结合，放出二氧化碳，然后又结合氢离子转化为氢气，
所以化学方程式为 HCOOH
CO2↑＋H2↑，A 正确；若
氢离子浓度过低，则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低，反应速率
减慢，若氢离子浓度过高，则会抑制用酸的电离，使甲酸根浓度降低，反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢，所以氢离子浓度过高或过低，均导致反应速率减慢，B 正确；由反应机理可知，Fe 在反应过程中，化学键数目发生变化，则化合价也发生变化，C 正确；由反应进程可知，反应Ⅳ→Ⅰ反应所需的活化能最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起决定作用，D 错误。
如图所示。下列说法不正确的是(
4.(2021 年广东卷) 反应 X===2Z 经 历 两 步 ： ①X→Y ；②Y→2Z。反应体系中 X、Y、Z 的浓度 c 随时间 t 的变化曲线
A.a 为 c(X)随 t 的变化曲线B.t1 时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)C.t2 时，Y 的消耗速率大于生成速率D.t3 后，c(Z)＝2c0－c(Y)
解析：由题中信息可知，反应 X===2Z 经历两步：①X→Y；②Y→2Z。因此，题图中呈不断减小趋势的 a 线为 X 的浓度 c随时间 t 的变化曲线，呈不断增加趋势的线为 Z 的浓度 c 随时间 t 的变化曲线，先增加后减小的线为 Y 的浓度 c 随时间 t 的变化曲线。X 是唯一的反应物，随着反应的进行，其浓度不断减小，因此，由题图可知，a 为 c(X)随 t 的变化曲线，A 正确；由题图可知，分别代表 3 种不同物质的曲线相交于 t1 时刻，因此，t1 时 c(X)＝c(Y)＝c(Z)，B 正确；由题图中信息可知，t2 时刻以后，Y 的浓度仍在不断减小，说明 t2 时刻反应两步仍在向