第24讲化学反应速率（讲义）

第24讲化学反应速率目录考情分析网络构建考点一化学反应速率的概念及计算【夯基·必备基础知识梳理】知识点1化学反应速率知识点2化学反应速率的计算知识点3化学反应速率的大小比较知识点4化学反应速率的测定【提升·必考题型归纳】考向1考查化学反应速率概念的理解考向2考查化学反应速率的计算考向3考查化学反应速率比较考向4考查化学反应速率的测定考点二影响化学反应速率的因素【夯基·必备基础知识梳理】知识点1影响化学反应速率的因素知识点2有效碰撞理论知识点3速率常数和速率方程知识点4速率－时间(v­t)图像【提升·必考题型归纳】考向1考查影响化学反应速率的因素考向2考查催化剂、活化能与转化效率的关系考向3考查“控制变量”探究影响化学反应速率的因素考向4考查速率常数及其应用考向5考查速率图像分析真题感悟考点要求考题统计考情分析化学反应速率的概念及计算2022浙江6月卷20题，2分2021河北卷13题，3分分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下两个方面：(1)考查一段时间内化学反应速率的计算、反应速率快慢判断、影响化学反应的因素等。(2)结合化学平衡，考查对反应速率方程、速率常数的理解及计算。2．从命题思路上看，侧重以化工生产或新信息为背景，与反应热或化学平衡相结合，考查反应速率的计算、比较及影响因素。(1)选择题结合化学平衡图像、图表考查化学反应速率的简单计算、外界条件对化学反应速率的影响、化学反应速率与化学平衡的综合应用，结合反应历程，考查决速步、活化能等相关知识。(2)非选择题常常与基本理论、工业生产相联系，通过图像或表格提供信息进行命题，主要考查化学反应速率的表示方法、速率的影响因素、速率方程等。3.根据高考命题特点和规律，复习时要注意以下几个方面：(1)反应速率的定量计算；(2)反应速率的影响因素的理论解释；(3)提高图像类信息的分析能力，关注化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的应用。影响化学反应速率的因素2023广东卷15题，4分2022海南卷8题，2分2021湖南卷11题，4分考点一化学反应速率的概念及计算知识点1化学反应速率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∶d【特别提醒】(1)一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。(2)由v＝eq\f(Δc,Δt)计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。(3)化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。知识点2化学反应速率的计算1．化学反应速率计算的4个方法(1)定义式法：v＝eq\f(Δc,Δt)。(2)比例关系法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。(3)三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。(4)依据图像求反应速率的步骤第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量；第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量；第三步：根据公式v＝eq\f(Δc,Δt)进行计算。2．化学反应速率计算的万能方法——三段式法(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。如对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为amol·L－1，B的浓度为bmol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了xmol·L－1，则化学反应速率可计算如下：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/(mol·L－1)ab00转化/(mol·L－1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)t1/(mol·L－1)a－xb－eq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)则：v(A)＝eq\f(x,t1)mol·L－1·s－1，v(B)＝eq\f(nx,mt1)mol·L－1·s－1，v(C)＝eq\f(px,mt1)mol·L－1·s－1，v(D)＝eq\f(qx,mt1)mol·L－1·s－1。3．化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)。已知v(A)＝0.6mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4mol·L－1·s－1。知识点3化学反应速率的大小比较1．定性比较通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。2．定量比较同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法：(1)归一法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。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。(2)比值法通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。如对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，若eq\f(v（A）,a)＞eq\f(v（B）,b)，则A表示的化学反应速率较大。3.由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。知识点4化学反应速率的测定1.定性描述:（根据实验现象）①观察产生气泡的快、慢；②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低2.定量描述：（根据实验测量，单位时间内：）①测定气体的体积;②测定物质的物质的量的变化;③测定物质或离子的浓度变化;④测定体系的温度或测定反应的热量变化。3.测量化学反应速率的常见方法（1）量气法（2）比色法（3）电导法（4）激光技术法4.化学反应速率的测量——实验（1）反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑（2）实验装置（3）测量数据①单位时间内收集氢气的体积；②收集相同体积氢气所需要的时间③有pH计测相同时间内pH变化，即△c(H＋)。④用传感器测△c(Zn2＋)变化。⑤测相同时间内△m(Zn)。⑥相同时间内恒容压强变化；⑦相同时间内绝热容器中温度变化。考向1考查化学反应速率概念的理解例1．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）一定条件下，向一恒容密闭容器中通入适量的NO和O2，发生反应：2NO+O2=N2O4，经历两步反应：①2NO+O2=2NO2；②2NO2=N2O4。反应体系中NO2、NO、N2O4的浓度(c)随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是A．曲线a是随时间的变化曲线B．时，C．时，的生成速率大于消耗速率D．时，【解析】A．NO2是中间产物，其浓度先增大，后减小，曲线a代表，A项错误；B．根据图像可知，时、的浓度相等，B项错误；C．时，浓度在减小，说明生成速率小于消耗速率，C项错误；D．根据氮元素守恒，时，完全消耗，则，D项正确；故选D。【答案】D【变式训练】（2023·全国·高三专题练习）一定温度下反应4A(s)+3B(g)⇌2C(g)+D(g)经2minB的浓度减少0.6mol•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0.4mol•L-1•min-1B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是1：2：3C．2min末的反应速率v(B)=0.3mol•L-1•min-1D．在2min内用B和C表示的正反应速率的值都是逐渐减小的【解析】A．A是固体，不能表示反应速率，故A错误；B．反应速率之比是相应的化学计量数之比，则分别用B、C、D表示的反应速率比值是3：2：1，故B错误；C．经2min，B的浓度减少，所以2min内用B表示的平均反应速率是＝0.3mol·(L·min)-1，但2min末的反应速率是瞬时速率，故C错误；D．随反应进行反应物的浓度降低，反应速率减慢，生成物的浓度变化量逐渐减少，故2min内用B和C表示的反应速率都是逐渐减小，故D正确；答案选D。【答案】D【易错提醒】(1)化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，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来表示化学反应速率。考向2考查化学反应速率的计算例2．（2023·北京东城·北京五十五中校考模拟预测）五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂，可由如下反应制得：PCl3(g)＋Cl2(g)⇌PCl5(g)

ΔH=-93.0kJ/mol。某温度下，在2.0L的恒容密闭容器中充入2.0molPCl3和1.0molCl2，实验数据记录如下。t/s050150250350n(PCl5)/mol0下列说法正确的是A．0～150s内的υ(PCl3)=2.4×10-3mol·L-1·s-1B．该温度下，反应的化学平衡常数K=C．升高温度，PCl3的平衡转化率大于20%D．增大压强，活化分子百分数增大，反应速率加快【解析】A．根据化学方程式和题给数据得0～150s内消耗PCl3，0～150s内，A错误；B．根据题给数据，反应达到250s时达到平衡状态，列三段式得：该温度下，反应的化学平衡常数，B正确；C．该温度下，PCl3的平衡转化率为，该反应的，为放热反应，升高温度平衡向逆方向移动，PCl3的平衡转化率减小，小于20%，C错误；D．增大压强，活化分子百分数不变，但单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞的次数增加，化学反应速率加快，D错误；故选B。【答案】B【变式训练】（2023·山东泰安·统考三模）已知的速率方程为(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，在催化剂X表面反应的变化数据如下：t/min0102030405060700下列说法正确的是A．，B．min时，C．相同条件下，增大的浓度或催化剂X的表面积，都能加快反应速率D．保持其他条件不变，若起始浓度为0.200mol·L，当浓度减至一半时共耗时50min【分析】根据表中数据分析，该反应的速率始终不变，的消耗是匀速的，说明反应速率与无关，故速率方程中n=0；【解析】A．由分析可知，n=0，与浓度无关，为匀速反应，每10min一氧化二氮浓度减小，则，A错误；B．由分析可知，n=0，与浓度无关，为匀速反应，t=10min时瞬时速率等于平均速率==≠，B错误；C．速率方程中n=0，反应速率与的浓度无关，C错误；D．保持其他条件不变，该反应的反应速率不变，即为，若起始浓度，减至一半时所耗时间为=50min，D正确；答案选D。【答案】D【思维建模】化学反应速率计算的4个方法(1)定义式法：v＝eq\f(Δc,Δt)。(2)比例关系法：化学反应速率之比等于化学计量数之比。(3)三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。(4)依据图像求反应速率。考向3考查化学反应速率的大小比较例3．（2023·全国·高三专题练习）MTP是一类重要的药物中间体，可以由TOME经环化后合成。其反应式如下所示：为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。TOME的转化率随反应时间的变化如图所示。设TOME的初始浓度为amol/L，反应过程中的液体体积变化忽略不计，发生的其他副反应忽略不计。已知：转化率=，也可以用百分数表示。下列说法错误的是A．X、Y两点消耗反应物TOME的速率v正(X)＜v正(Y)B．X、Z两点该化学反应的瞬时速率大小为v(X)＞v(Z)C．210℃时，0~150min之间用MTP表示该化学反应的速率为D．若Z点处于化学平衡，则平衡时溶液体系中甲醇的百分含量为【解析】A．根据题意：TOME的初始浓度均为amol/L，由图知X、Y两点TOME的转化率相等，反应转化浓度相同，但反应时间：X＞Y，因此反应速率：，A正确；B．由图可知：X点曲线斜率大于Z点，则X、Z两点的瞬时速率大小为v(X)＞v(Z)，B正确；C．由图可知：在210℃下，150min时TOME的转化率为98%，则△c(MTP)=△c(TOME)=amol/L×98%=0.98amol/L，故0~150min之间的MTP的平均反应速率为0~150min之间用MTP表示该化学反应的速率为，C正确；D．若Z点处于化学平衡，由图可知：在210条件下，Z点TOME的转化率为98%，则△c(MTP)=△c(TOME)=△c(CH3OH)=amol/L×98%=0.98amol/L，为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇，平衡时c(MTP)=0.98amol/L，c(CH3OH)＜0.98amol/L，c(TOME)=0.02amol/L，若Z点处于化学平衡，则平衡时溶液体系中甲醇的百分含量小于，D错误；故合理选项是D。【答案】D【变式训练】（2023春·天津南开·高三南开中学校考阶段练习）利用传感技术可以探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在室温、100kPa条件下，往针中筒充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是A．B点处NO2的转化率为3%B．E点到H点的过程中，NO2的物质的量先增大后减小C．E、H两点对应的正反应速率大小为vH=vED．B、H两点气体的平均相对分子质量大小为MB=MH【解析】A．B点处NO2的转化率为2×3%=6%，故A错误；B．E点到H点的过程中，压强先增大后减少，增大压强平衡正向移动，则NO2的物质的量先减少后增大，故B错误；C．E、H两点压强不同，H点压强大，则E、H对应的正反应速率大小为vH>vE，故C错误；D．气体的质量不变时，B、H两点气体的压强相等，气体的物质的量相等，则平均相对分子质量大小为MB=MH，故D正确；故选：D。【答案】D【思维建模】】定量法比较化学反应速率的大小(1)归一法：按照化学计量数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋bB(g)cC(g)，即比较eq\f(vA,a)与eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)>eq\f(vB,b)，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。考向4考查化学反应速率的测定例4．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）某反应的速率方程为，其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示：下列说法正确的是A．该反应的速率方程中的B．该反应的速率常数C．表格中的，，D．在过量的B存在时，反应掉的所需的时间是【解析】A．当其他条件不变，改变反应物浓度时，反应速率常数k保持不变，第二组数据和第四组数据中，两组的相同、v相同，解得，将第一组数据和第二组数据代入速率方程，得，可知，故A错误；B．由A项分析可知，该反应的速率方程为，将第一组数据代入速率方程，可得速率常数，故B错误；C．将第六组数据代入速率方程，可得，解得，将第三组数据代入速率方程，可得，将第五组数据代入速率方程，可得，故C错误；D．半衰期，设起始时反应物A为，在过量的B存在时，反应掉93.75%的A需经历4个半衰期：起始，所需的时间为，故D正确；故答案选D。【答案】D【变式训练】（2022春·广东广州·高三校考期中）某小组利用硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应：，探究反应条件对速率的影响，下列有关说法正确的是选项反应温度/℃溶液稀①2510100②25510x③501055④5010100A．可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢B．①④探究温度对速率的影响，实验时将溶液混合后置于相应温度的水浴中C．①③两组实验可探究硫酸浓度对反应速率的影响D．，②③两组实验可探究浓度对反应速率的影响【解析】A．该反应生成S沉淀和二氧化硫气体，可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢，故A正确；B．①④探究温度对速率的影响，实验时将、硫酸置于相应温度的水浴中，然后将硫酸迅速倒入溶液，故B错误；C．①③两组实验，混合后硫酸浓度相等，温度不同，①③两组实验探究温度对反应速率的影响，故C错误；D．②③两组实验，温度不同，混合后浓度相等，可探究温度对反应速率的影响，故D错误；选A。【答案】A考点二影响化学反应速率的因素知识点1影响化学反应速率的因素1.内因：反应物本身的性质是主要因素。反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如在相同条件下卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2；镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。【名师点睛】内因包括组成、结构、性质等物质自身因素。2.外因(其他条件不变，只改变一个条件)【特别提醒】(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来分析。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，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。(4)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。(5)稀有气体对有气体参与的反应速率的影响①恒温恒压②恒温恒容知识点2有效碰撞理论1.基元反应：一个化学反应往往经过多个步骤才能实现，每一步反应都称为基元反应。2.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：基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞，即活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。3.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系4.利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响条件变化微观因素变化化学反应速率变化活化分子百分数单位体积内活化分子数目有效碰撞浓度增大不变增加增加加快压强增大不变增加增加加快温度升高增加增加增加加快催化剂使用增加增加增加加快知识点3速率常数和速率方程1．基元反应（1）定义：基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，又称为简单反应。（2）基元反应过渡状态理论基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到生成物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。AB＋C→[A…B…C]→A＋BC反应物过渡态生成物过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为CH3Br＋OH－→[Br…CH3…OH]→Br－＋CH3OH（3）活化能与反应机理使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示：E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。2．速率方程一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。对于反应：aA＋bB===gG＋hH则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。如：①SO2Cl2SO2＋Cl2 v＝k1c(SO2Cl2)②2NO22NO＋O2 v＝k2c2(NO2)③2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO)3．速率常数含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。4．速率常数的影响因素温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。5．速率常数与化学平衡常数之间的关系一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，由于平衡时v正＝v逆，则k正ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，所以eq\f(k正,k逆)＝eq\f(cg（G）·ch（H）,ca（A）·cb（B）)＝K。知识点4速率－时间(v­t)图像1.图像类型由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)ΔH＝QkJ·mol－1。（1）“渐变”类v­t图像图像分析结论t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，增大反应物的浓度t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，减小反应物的浓度t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，增大生成物的浓度t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，减小生成物的浓度（2）“断点”类v­t图像图像分析结论t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应)t1时其他条件不变，升高温度且Q＞0(吸热反应)t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应)t1时其他条件不变，升高温度且Q＜0(放热反应)t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应)t1时其他条件不变，降低温度且Q＜0(放热反应)t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应)t1时其他条件不变，降低温度且Q＞0(吸热反应)（3）“平台”类v­t图像图像分析结论t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动t1时其他条件不变使用催化剂t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)2.常见v-t图像分析方法(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)。考向1考查影响化学反应速率的因素例1.（2023·江苏南通·海门中学校考模拟预测）纳米级具有优良的催化性能。工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取：，下列说法正确的是A．其它条件不变，及时移出CO可降低逆反应速率，提高的产率B．其它条件不变，加入更多的炭粉可加快正反应速率，提高CuO的转化率C．该反应的平衡常数表达式为D．上述反应中生成1mol，转移电子数目为【解析】A．及时移出CO，产物浓度减小，逆反应速率降低，化学平衡正向移动，Cu2O的产率提高，A正确；B．碳粉为固体，加入更多碳粉不影响正反应速率，也不影响平衡的移动，B错误；C．该表达式中Cu2O、CuO和C均为固体，没有浓度，因此正确的平衡常数表达式为K=c(CO)，C错误；D．上述反应中，CuO中Cu得到2个电子，C失去两个电子，生成1molCu2O，转移电子数为1.204×1024，D错误；故答案选A。【答案】A【变式训练】（2023·海南海口·海南华侨中学校考二模）已知反应可用于合成烯烃。下列有关该反应的说法错误的是A．增大压强可增大该反应速率B．升高温度能增大的转化率C．增大的浓度，该反应的平衡常数不变D．密闭容器中，通入和，反应生成【解析】A．增大压强可以增大单位体积内活化分子数，从而提高有效碰撞几率，所以可加快该反应速率，故A正确；B．该反应吸热，升高温度平衡正向移动，可以提高的转化率，故B正确；C．增大的浓度不能改变平衡常数，故C正确；D．密闭容器中，通入2molCO2和6molH2，因为反应可逆不可进行到底，故生成的C2H4小于1mol，故D错误；故选D。【答案】D【易错警示】警惕外界因素对化学反应速率影响的5大误区(1)误认为随着化学反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定，因为反应速率不仅受浓度影响，而且受温度影响，一般会先增大后减小。(2)误用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。(3)误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率，但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。(4)误认为只要增大压强，化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行，若充入氦气(或不参与反应的气体)，压强增大，但参与反应的各物质的浓度不变，反应速率不变；若反应在密闭容积可变的容器中进行，充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变，容器体积增大，各组分浓度减小，反应速率减小。(5)误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如认为升温既然使化学平衡向吸热方向移动，则对于放热反应，升温时，逆反应速率增大，而正反应速率减小。其实不然，温度升高，正、逆反应速率都增大，只是吸热反应方向速率增大程度大；同理，降温会使吸热反应方向速率减小程度大，而导致化学平衡向放热方向移动。考向2考查催化剂、活化能与转化效率的关系例2．（2023·辽宁·校联考一模）利用计算机技术测得在甲、乙两种催化剂作用下由正丁烷(g)制备1-丁烯(g)的反应历程如下，其中甲、乙催化剂表面的物种均用*号标注，过渡态均用TS表示，下列说法中错误的是

A．选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为B．选用催化剂乙时，相对能量从的过程为正丁烷的吸附过程C．为吸热反应D．若只从平均反应速率快慢角度考虑，生产中适宜选用催化剂乙【答案】A【解析】A．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，由图可知，选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为，A项错误；B．由图可知，选用催化剂乙时，相对能量从的过程为正丁烷的在催化剂表面的吸附过程，B项正确；C．生成物能量高于反应物的能量，则为吸热反应，C项正确；D．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，若只从平均反应速率快慢角度考虑，生产中适宜选用催化剂乙，其反应历程中活化能较小，D项正确。故选A。【变式训练】（2023·辽宁·校联考模拟预测）我国某科研团队开发催化剂用于光热催化CO2加氢制CH4。其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。CH4的选择性等于CH4的物质的量与CO2转化的物质的量之比。下列叙述正确的是A．在历程中能垒最大为B．该反应历程中，的选择性为100%C．催化剂表面上、CO脱附都会放出能量D．反应历程中有极性键的断裂与形成【解析】A．由图可知，在历程中能垒最大的是的能垒为，故A错误；B．CO2加氢生成了副产物CO、CH3OH、CH4的选择性小于100%，B项错误；C．由图可知，是脱附过程，需要吸收能量，C项错误；D．反应历程中过程中有极性键的断裂，过程中有极性键的生成，故D正确；故选D。【答案】D【名师归纳】1．活化能(1)活化能与ΔH的关系：正、逆反应活化能的差值就是反应的焓变，可表示为ΔH＝E(正)－E(逆)。(2)活化能与化学反应速率的关系：活化能越大，化学反应速率越小。2．催化剂与活化能、ΔH的关系：催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应的ΔH。考向3考查“控制变量”探究影响化学反应速率的因素例3.（2023·河北·校联考模拟预测）某兴趣小组同学将的酸性溶液和溶液按如下比例混合，探究浓度对反应速率的影响。序号温度①20℃②20℃现象：实验①溶液很快由紫色变为青绿色，而实验②慢一点；变为青绿色后，实验②溶液很快褪至无色，而实验①褪色慢一点。资料：与很难形成配合物；(青绿色)，有强氧化性，而氧化性极弱。下列说法错误的是A．B．溶液中能通过加盐酸酸化调C．溶液由青绿色褪至无色过程中，实验①中较小，导致褪色速率较慢D．由实验可知，加入越多，溶液由紫色褪至无色的速率越快【解析】A．题目探究浓度对反应速率的影响，要控制单一变量，则设计实验时，除浓度外，其他量均相同，所以加水体积为，即，A正确；B．溶液可与盐酸反应放出氯气，故不可用盐酸酸化，B错误；C．由实验时溶液都是先变为青绿色后褪至无色可知，在反应过程中，先被还原为，后被还原为，由青绿色褪至无色的过程中，若浓度过大，平衡正向移动，导致浓度降低，褪色速率较慢，C正确；D．由表中数据和实验现象可知，并不是加入越多，溶液由紫色褪至无色的速率越快，D错误；故答案为：BD。【答案】BD【变式训练】（2023·河北沧州·校考三模）已知阿仑尼乌斯公式是反应速率常数随温度变化关系的经验公式，可写作(k为反应速率常数，为反应活化能，R和C为大于0的常数)，为探究m、n两种催化剂对某反应的催化效能，进行了实验探究，依据实验数据获得曲线如图所示。下列说法错误的是A．在m催化剂作用下，该反应的活化能J⋅mol-1B．对该反应催化效能较高的催化剂是mC．不改变其他条件，只升高温度，反应的活化能不变D．无法根据该图像判断升高温度时平衡移动的方向【解析】A．将坐标和代入中，计算可知J⋅mol，A正确；B．对比图中直线m和n的斜率绝对值的大小可知，使用催化剂n时对应的较小，则对该反应催化效能较高的催化剂是n，B错误；C．图中m、n均为直线，斜率不发生变化，因此不改变其他条件，只升高温度，反应的活化能不变，C正确；D．阿仑尼乌斯公式表示反应速率常数随温度的变化关系，无法根据该图像判断升高温度时平衡移动的方向，D正确；故选B。【答案】B【思维建模】控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略(1)确定变量：理清影响实验探究结果的所有因素。(2)定多变一：在探究时，先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。(3)数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。考向4考查速率常数及其应用例4.（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测）已知反应：，生成的初始速率与、的初始浓度的关系可表示为，为速率常数，在800℃时测定相关数据如下表：实验初始浓度生成的初始速率序号123下列说法不正确的是A．式中，B．800℃时，C．当其他条件不变时，升高温度，速率常数增大D．若起：始，则【解析】A．将3组实验数据代入，中有：k(2.00×10-3)x×(6.00×10-3)y=1.92×10-3，k(1.00×10-3)x×(6.00×10-3)y=4.80×10-4，k(2.00×10-3)x×(3.00×10-3)y=9.60×10-4，解得：x=2，y=1，故A正确；B．得800℃时，由A可知，x=2，y=1，代入k(2.00×10-3)x×(6.00×10-3)y=1.92×10-3，解得，故B正确；C．当其他条件不变时，升高温度，反应速率增大，速率常数增大，故C正确；D．结合B，始=c2(NO)c(H2)，由于c(NO)和c(H2)的关系未知，无法计算c(NO)和c(H2)，故D错误；故选D。【答案】D考向5考查速率图像分析例5．（2023·全国·高三专题练习）对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(0～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)()A．增加氧气的浓度B．增大压强C．升高温度D．加入催化剂【解析】A.分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化，增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，与图像相符，故A不符合题意；B.增大压强，v正、v逆都增大，v正增大的倍数大于v逆，与图像相符，故B不符合题意；C.升高温度，v正、v逆都瞬间增大，条件与图像不相符，故C符合题意；D.加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，与图像相符，故D不符合题意；答案选C。【答案】C【变式训练】（2023·全国·高三专题练习）对于反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH＜0的反应，某一时刻改变外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是()A．t1时刻，增大了X的浓度B．t1时刻，升高了体系温度C．t1时刻，降低了体系温度D．t1时刻，使用了催化剂【解析】由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率，正逆反应速率相等，平衡不移动。A项、t1时刻，增大X的浓度，正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间不变，故A错误；B项、升高体系温度不会同等程度地改变正、逆反应速率，该反应为放热反应，逆反应速率会大于正反应速率，故B错误；C项、降低体系温度不会同等程度地改变正、逆反应速率，逆反应速率会小于正反应速率，故C错误；D项、使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，正、逆反应速率都增大，正反应速率等于逆反应速率，平衡不移动，故D正确；答案选D。【答案】D【规律总结】(1)当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率－时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况做出判断。如：t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。(2)常见含“断点”的速率变化图像分析1．（2023·浙江·统考高考真题）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：

反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是A．反应焓变：反应I>反应ⅡB．反应活化能：反应I<反应ⅡC．增加