第24讲化学反应速率及其影响因素（讲义）2024年高考化学卓越讲义（原卷版）

第24第24讲化学反应速率及其影响因素考点导航考点导航考点一考点一化学反应速率重难点辨析重难点辨析1．表示方法通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。2．数学表达式及单位v＝eq\f(Δc,Δt)，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。3．化学反应速率与化学计量数的关系同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d4．化学反应中各物质浓度的计算模式——“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)根据已知条件列方程式计算。例如：反应mA＋nBpC起始浓度(mol·L－1)abc转化浓度(mol·L－1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)某时刻浓度(mol·L－1)a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m)规律·方法·技巧·点拔规律·方法·技巧·点拔1.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。(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)换算成同一物质表示的速率，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，即对于一般反应aA＋bB=cC＋dD，比较eq\f(vA,a)与eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)＞eq\f(vB,b)，则A表示的反应速率比B的大。2.化学反应速率的计算方法(1)定义式法：v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)＝eq\f(ΔnB,V·Δt)。(2)比例关系式：化学反应速率之比等于化学计量数之比，如mA(g)＋nB(g)=pC(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p或eq\f(vA,m)＝eq\f(vB,n)＝eq\f(vC,p)。(这一公式最好用)(3)运用“三段式法”进行计算(具体步骤如下)。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根据已知条件列方程式计算。例如:反应方程式mA+nBpCt0s时刻浓度/(mol·L1) a b 0转化浓度/(mol·L1) x nxt1s时刻浓度/(mol·L1) ax bnx则:v(A)=xt1-t0mol·Lv(B)=nxm(t1-t0)v(C)=pxm(t1-t0)(3)根据图像计算:找出图像中相应物质的变化量,再根据定义公式计算。(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。典型例题剖析典型例题剖析考向1化学反应速率的计算【典例1】（2023·河北·校联考一模）工业上，利用氨气还原二氧化氮的技术已经成熟。250℃时，在1L恒容密闭容器中通入氨气和二氧化氮，发生反应：

，测得容器中压强随时间变化情况如下：反应时间0102030506070总压10下列说法不正确的是A．单位时间内断裂键，同时断裂键即达到平衡状态B．在内，二氧化氮的化学反应速率是C．达到化学平衡时，氮气的体积分数是30%D．的活化能小于的活化能【变式练1】（2023秋·河南郑州·高三郑州市宇华实验学校校考开学考试）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：①；②，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．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变B．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×103mol·L1·min1C．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【变式练2】（2022秋·广东·高三校联考阶段练习）其他条件相同，研究温度对反应

的影响，曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示，下Y的浓度c随反应时间t的变化。下列说法正确的是A．B．曲线a表示下X的浓度随时间的变化C．下，0～2min内，平均反应速率D．下，加入催化剂可得到曲线Ⅲ表示的Y的浓度随时间的变化考向2化学反应速率的快慢比较【典例2】（2022·甘肃天水·统考二模）对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是A．v(A)=0.5mol·L1·min1 B．v(B)=1.2mol·L1·s1C．v(C)=0.1mol·L1·s1 D．v(D)=0.4mol·L1·min1【变式练3】（2023·全国·高三专题练习）对于反应，下列表示中反应速率最大的是A． B．C． D．【变式练4】（2022·全国·高三专题练习）反应在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.45mol/(L·min)；②v(B)=0.6mol/(L·s)；③v(C)=0.4mol/(L·s)；④v(D)=0.45mol·L1·s1，该反应进行的快慢顺序为A．④＞③=②＞① B．④＜③=②＜① C．①＞②＞③＞④ D．④＞③＞②＞①三年真题·两年模拟三年真题·两年模拟1．（2022·辽宁·统考高考真题）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下：时间段/产物Z的平均生成速率/0～20～40～6下列说法错误的是A．时，Z的浓度大于B．时，加入，此时C．时，Y的体积分数约为33.3%D．时，X的物质的量为2．（2022·浙江·统考高考真题）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：，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，，B．实验②，时处于平衡状态，C．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3．（2022·广东·高考真题）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，4．（2022·浙江·统考高考真题）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示5．（2021·重庆·统考高考真题）甲异腈(CHNC)在恒容密闭容器中发生异构化反应：CH3NC(g)→CH3CN(g)，反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的反应速率v与c的关系为v=kc，k为速率常数(常温下为常数)，a点和b点反应速率相等，即v(a)=v(b)。下列说法错误的是A．bf段的平均反应速率为1.0×104mol(L·min)B．a点反应物的活化分子数多于d点C．T1>T2D．3v(d)=2v(e)6．（2023·辽宁沈阳·统考二模）在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和4molCO，发生反应。已知：、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是A．曲线M、N的平衡常数大小为：B．与浓度比为1∶1时，标志此反应已达平衡C．T℃时，D．用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为考点考点二影响化学反应速率的因素重难点辨析重难点辨析1．内因(主要因素)反应物本身的性质。2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)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。②活化能：如图图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。(注：E2为逆反应的活化能)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规律·方法·技巧·点拔规律·方法·技巧·点拔1.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，压缩体积eq\o(→,\s\up7(引起))压强增大eq\o(→,\s\up7(引起))反应物浓度增大eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率加快。②恒温时，对于恒容密闭容器。a．充入气体反应物eq\o(→,\s\up7(引起))气体反应物浓度增大(压强也增大)eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率加快。b．充入“惰性”气体eq\o(→,\s\up7(引起))总压强增大→反应物浓度未改变→反应速率不变。③恒温恒压时。充入“惰性”气体eq\o(→,\s\up7(引起))体积增大eq\o(→,\s\up7(引起))气体反应物浓度减小eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率减小。2.分析外界因素对化学反应速率的影响时3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。3.常见vt图像分析①看图像中正、逆反应速率的变化趋势,看二者是同等程度的变化,还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化,可从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。②对于反应速率变化程度不相等的反应,要注意观察改变某个条件瞬间,正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律,加以筛选、验证、排除。③改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时,可以从平衡移动方向讨论,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆移,v(正)<v(逆)。4.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。5.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，反应速率是否发生变化要具体情况具体分析。6.其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。7.催化剂、活化能与化学反应速率的关系eq\x(\a\al(加入正,催化剂))→eq\x(\a\al(活化能,降低))→eq\x(\a\al(普通分子,变成活化,分子))→eq\x(\a\al(活化分,子百分,数增大))→eq\x(\a\al(单位时间,内有效碰,撞次数增,多))→eq\x(\a\al(反应速,率加快))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。典型例题剖析典型例题剖析考向1外界条件对化学反应速率的影响【典例1】（2023秋·湖北武汉·高三武钢三中校考阶段练习）对于可逆反应，下列叙述正确是A．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大B．保持容器容积不变，向其中加入1molHe，化学反应速率不变C．降低温度，正反应速率减小，逆反应速率增大D．达到化学平衡时，【变式练1】（2022秋·河北石家庄·高二河北新乐市第一中学校联考期中）一定条件下，可逆反应

达到平衡，当单独改变下述条件后，有关叙述错误的是A．降温，、都减小，且减小的程度小于减小的程度B．加压，、都增大，且增大的程度大于增大的程度C．注入氮气的时刻，压强增大，、都增大，且增大程度大于增大程度D．加催化剂，、都发生变化，且变化的程度相等【变式练2】（2022秋·江苏淮安·高二金湖中学校联考期中）下列关于工业合成氨：的说法正确的是A．该反应使用催化剂，加快反应速率的原因是降低了活化能，提高了活化分子百分数B．该反应达平衡状态后，恒温恒容下充入氦气，则正反应速率增大，逆反应速率减小C．增大氮气的浓度，化学反应速率加快，平衡常数增大D．该反应中反应物的键能之和大于生成物的键能之和考向2催化剂与反应机理、活化能【典例2】（2023·河北保定·校联考三模）最近科学家在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇(CH3OH)方向取得重要进展，反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用“*”标注。下列说法正确的是A．得到的副产物有CO和CH2O(甲醛)，其中相对较多的副产物为CH2O(甲醛)B．生成副产物CH2O时，反应的活化能较小C．制备甲醇的主反应速率主要由过程*CO+*OH→*CO+*H2O决定D．电催化还原制备甲醇过程中，阳极的电势比阴极电势低【变式练3】（2023·江苏·高三统考专题练习）下列说法中，正确的是A．已知S(g)+O2(g)=SO2(g)

△H1，S(s)+O2(g)=SO2(g)

△H2，则△H1＞△H2B．合成氨工业控制温度为773K是为了尽可能提高平衡转化率C．氯碱工业生产中使用的是阳离子交换膜电解槽D．增大反应物浓度，活化分子百分数增加，有效碰撞次数增多，反应速率增大【变式练4】（2024秋·安徽·高三池州市第一中学校联考开学考试）我国科学家利用电催化实现了醇到醛的高选择性转化，其转化关系如图所示(图中ads是“吸附”的意思)。下列说法错误的是A．RCHO→RCH(OH)2发生消去反应B．催化剂能降低反应的活化能C．NiO(OH)在反应中化合价发生改变D．1molRCH2OH→RCOOH共失去4NA个电子考向3化学反应速率图像分析【典例3】（2023·全国·高三专题练习）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；。反应的速率，反应的速率，式中、为速率常数。图甲为该体系中、、浓度随时间变化的曲线，图乙为反应和的曲线。下列说法正确的是A．随的减小，反应的速率不断下降，而反应的速率不断增大B．由图甲可知，某时间段体系中可能存在如下关系：C．欲提高的产率，需降低反应温度且控制反应时间D．温度高于时，总反应速率由反应决定【变式练5】（2023·全国·高三专题练习）向绝热恒容密闭容器中通入A和B，在一定条件下发生反应，正反应速率随时间的变化关系如图所示，下列结论正确的是A．气体A的浓度：a点小于b点B．若，则气体C的生成量：ab段大于bc段C．c点时：D．体系压强不再变化，说明反应达到平衡状态【变式练6】（2022秋·河北石家庄·高三石家庄市第九中学校考阶段练习）常温下，A、B初始浓度为2：1的混合溶液中，同时发生两个反应：①2A+B2M+N，②2A+B2M+Y，溶液中B、Y的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法错误的是A．溶液中c(M)=c(N)+c(Y)B．0~10min内，A的平均反应速率为0.04mol/(L·min)C．18min时，反应①与反应②中B的转化率之比为2∶3D．反应①的活化能比反应②的活化能大三年真题·两年模拟三年真题·两年模拟1．（2021·辽宁·统考高考真题）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