专题06化学反应的速率（考点清单）（讲练）（原卷版）

专题06化学反应的速率考点01化学反应速率及其测定考点02化学反应速率的计算和比较考点03影响化学反应速率的因素考点04基元反应与反应机理考点05反应历程与活化能考点06化学反应速率常数与速率方程考点07化学反应速率的图像▉考点01化学反应速率及其测定1．化学反应速率的概念及其表示方法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。▉考点02化学反应速率的计算和比较1．化学反应速率的计算方法(1)公式法：v＝eq\f(Δc,Δt)或v＝eq\f(Δn,V·Δt)。(2)“三段式”法①计算步骤：写出化学方程式，列出各反应物和生成物的起始量、转化量、某时刻量，再根据变化量之比等于之比，列出关系式计算。②计算模式mA＋nB=pC起始浓度/(mol/L)abc转化浓度/(mol/L)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)t时刻浓度/(mol/L)a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m)v(A)＝eq\f(x,t)mol/(L·min)，v(B)＝eq\f(nx,mt)mol/(L·min)，v(C)＝eq\f(px,mt)mol/(L·min)。③注意事项a．对于反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；b．对于生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。2．化学反应速率的比较方法(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为同一物质的化学反应速率，或不同物质分别除以相应物质的化学计量数。(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。例如，反应aA＋bB=cC，不同条件下其反应速率分别用v(A)与v(B)表示，要比较其反应速率的大小，需比较eq\f(v（A）,a)与eq\f(v（B）,b)的大小，若eq\f(v（A）,a)>eq\f(v（B）,b)，则A表示的反应速率比B表示的反应速率大。【易错警示】化学反应速率的计算误区1.忽视反应容器的容积某些试题不是直接给出反应物或生成物的物质的量浓度，而是给出物质的量及容器的容积。解答这类题目时，不要想当然地认为容器的容积为1L，从而导致出错。2.忽视统一单位部分涉及反应速率计算的题目中，时间单位(s、min)与反应速率的单位(mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1)不统一，如给出的时间单位为min，要求的反应速率单位为mol·L－1·s－1，此时就需要将min换算为s，否则就会出现计算错误。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。▉考点03影响化学反应速率的因素1．纯液体和固体的反应速率的影响因素分析纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。2．压强对化学反应速率影响的分析(1)恒温时增大压强eq\o(→,\s\up8(引起))体积缩小eq\o(→,\s\up8(引起))反应速率。(2)恒温恒容时①充入反应气体eq\o(→,\s\up8(引起))该物质浓度增大eq\o(→,\s\up8(引起))该反应速率迅速。②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同)eq\o(→,\s\up8(引起))总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率。(3)恒温恒压时充入“无关气体”eq\o(→,\s\up8(引起))体积增大eq\o(→,\s\up8(引起))反应混合物各组分的浓度减小eq\o(→,\s\up8(引起))反应速率。3．温度对化学反应速率影响的分析升高温度，可以增加分子能量，增大活化分子百分数，且加快分子运动，增大分子的碰撞频率，因此升高温度可以化学反应的速率。反之，降低温度可以化学反应的速率。4．催化剂对化学反应速率的影响(1)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，故能改变反应达到平衡的时间，但催化剂不能改变反应物的浓度和反应的，所以催化剂不能使化学平衡，不能改变反应物的。(2)理论解释：使用催化剂→降低反应所需的能量→更多的反应物分子成为活化分子→大大增加单位体积内的活化分子百分数→成千成万倍地增大化学反应速率。(3)用催化剂催化的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。【归纳总结】外界因素对化学反应速率的影响注意事项浓度其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小①此规律只适用于气体或溶液的反应，对于固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，改变它们的量一般不会改变化学反应速率。②对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变压强对于有气体参加的化学反应，在温度、体积一定的条件下，增大压强，反应物的浓度增大，化学反应速率增大；减小压强，反应物的浓度减小，化学反应速率减小①压强只对有气体参加的反应的速率有影响。②压强对反应速率的影响是通过浓度对反应的影响实现的温度其他条件不变时，升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减慢①温度对反应速率影响的规律，对吸热反应、放热反应都适用。②若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都增大，反之均减小催化剂催化剂加快化学反应速率同等程度的影响正、逆反应速率其他因素接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场等均能影响化学反应速率【特别提醒】解答压强对化学反应速率影响的关键——弄清“真”变还是“假”变若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。如2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(1)恒温恒容时①充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大。②充入不参与反应的气体(如He、N2等)→引起总压增大，各物质的浓度不变→反应速率不变。2恒温恒压时,充入不参与反应的气体如He、N2等→引起体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减小。▉考点04基元反应与反应机理1.基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的反应称为基元反应。例如H·＋O2→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。2．反应历程(1)含义：基元反应构成的反应序列。(2)特点①反应不同，反应相同。②同一反应，在不同下的反应历程也可能不同。(3)决定因素：反应历程由决定。(4)作用：反应历程的差别造成了的不同。3．从反应机理角度对化学反应的分类微点拨：(1)对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由的一步基元反应决定。(2)微粒H·、·OH和O·存在未成对电子，它们称为自由基(H·和O·也称为自由原子)。自由基反应活性很强，寿命极短。4．有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释(1)浓度：反应物浓度增大→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→反应速率增大；反之，反应速率减小。(2)压强：增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→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→反应速率增大；反之，反应速率减小。即压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。(3)温度：微观解释：升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小。(4)催化剂：使用催化剂→改变了反应的历程(如下图)，反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的几率增加→反应速率加快。▉考点05反应历程与活化能1．基元反应、过渡态理论及活化能(1)基元反应：研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成，往往要经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。(2)过渡态理论：过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。2．多步反应的活化能及与速率的关系(1)多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2)，而该复合反应的活化能只是由实验测算的表观值，没有实际物理意义。(2)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。3．催化剂与活化能(1)催化剂的催化机理：催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。(2)催化反应一般过程(简化的过程)：①反应物扩散到催化剂表面；②反应物被吸附在催化剂表面；③被吸附的反应物发生化学反应生成产物；④产物的解吸。▉考点06化学反应速率常数与速率方程1.速率常数(1)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。在相同浓度的条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。(2)应用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。2.速率方程(1)含义一定温度下，对于基元反应其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。(2)实例对于基元反应：aA＋bB=gG＋hH，则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。如：①SO2Cl2SO2＋Cl2v＝k1·c(SO2Cl2)②2NO22NO＋O2v＝k2·c2(NO2)③2H2＋2NON2＋2H2Ov＝k3·c2(H2)·c2(NO)3.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。▉考点07化学反应速率的图像1．全程速率—时间图像例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。原因：(1)AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。(2)BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。2．物质的量(或浓度)—时间图像例如：某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)由图像得出的信息①X、Y是反应物，Z是生成物。②t3s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。③0～t3s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。(2)根据图像可进行如下计算①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝eq\f(n1－n3,V·t3)mol·L－1·s－1；Y的转化率＝eq\f(n2－n3,n2)×100%。②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。【方法技巧】由n(或c)～t图像确定化学方程式的方法(1)看趋势，定位置观察图像，n(或c)随时间逐渐减小的物质为反应物，反之为生成物。(2)看变化量，定系数由图像计算各物质在相同时间内的浓度(或物质的量)的变化量，从而确定各物质的化学计量数。(3)看是否共存，定符号根据图像观察各物质是否最终共存(即是否有物质反应完)，从而判断该反应是否为可逆反应，确定在方程式中用“=”还是“”。3．用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响图像图像分析(1)其他反应条件一定，化学反应速率随反应物浓度而增大(2)其他反应条件一定，化学反应速率随温度的升高而(3)有气体参加的反应，化学反应速率随着压强的增大而(4)有气体参加的反应，化学反应速率随着容器容积的增大而(5)分别在较低温度和较高温度下反应，化学反应速率随着压强的增大及温度的升高而4.可逆反应的速率—时间(v­t)图像平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任一平衡体系增大反应物的浓度v(正)、v(逆)均增大，且v′(正)＞v′(逆)减小反应物的浓度v(正)、v(逆)均减小，且v′(逆)＞v′(正)增大反应产物的浓度v(正)、v(逆)均增大，且v′(逆)＞v′(正)减小反应产物的浓度v(正)、v(逆)均减小，且v′(正)＞v′(逆)正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v(正)、v(逆)均增大，且v′(逆)＞v′(正)减小压强或降低温度v(正)、v(逆)均减小，且v′(正)＞v′(逆)任意平衡或反应前后气体系数和相等的平衡正催化剂或增大压强v(正)、v(逆)同等倍数增大负催化剂或减小压强v(正)、v(逆)同等倍数减小1．（2324高二上·重庆·期中）一定条件下，密闭容器中发生反应：，其平均反应速率如下，其中反应速率最大的是A． B．C． D．2．（2324高二上·广东湛江·期中）可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)+Q(g)在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是A．v(X)=0.25mol/(L•s) B．v(Y)=3.6mol/(L•min)C．v(Z)=0.3mol/(L•s) D．v(Q)=0.1mol/(L•s)3．（2324高二上·山西太原·期中）下列条件一定能使反应速率加快的是①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小反应容器的体积④加入生成物⑤加入A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③4．（2324高二上·安徽池州·期中）下列有关化学反应速率的实验探究方案设计合理的是选项实验方案实验目的向不同体积等浓度的溶液中分别加入滴等浓度的和溶液，观察气体产生的速率比较不同催化剂的催化效果两支试管，都加入的酸性溶液，再同时向两支试管分别加入的溶液和的溶液，观察高锰酸钾溶液褪色所需时间探究草酸浓度对反应速率影响在锥形瓶内各盛有锌粒(颗粒大小基本相同)，然后通过分液漏斗分别加入和的硫酸。比较两者收集氢气所用的时间探究硫酸浓度对应速率影响探究温度对反应速率的影响5．（2324高二上·宁夏吴忠·期中）已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，在存在时，该反应机理为：①(快)②(慢)，下列说法错误的是A．该反应速率主要由第②步基元反应决定B．为该过程的催化剂，VO2为中间产物C．的存在提高了该反应的反应速率和产率D．催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数6．（2324高二上·四川成都·期中）用甲、乙两装置分别定量测定锌与一定浓度稀硫酸的反应速率。下列说法正确的是A．实验前，甲需检查装置的气密性，乙装置无需检查装置的气密性B．甲、乙两实验均可通过收集一定体积的氢气所需的时间来测定反应速率的大小C．甲、乙两实验测得生成氢气的速率一定相等D．乙装置中玻璃燃烧匙不可用铜质燃烧匙替代7．（2324高二上·浙江杭州·期中）在一定条件下，将4molA和2molB投入2L恒容密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(s)xC(g)+2D(g)。2min末测得此时容器中D的浓度为0.5mol/L，以C表示的反应速率v(C)=0.25mol/(L·min)。下列说法正确的是A．x=1B．此时B的转化率为25%C．此时充入氦气增大压强，化学反应速率加快D．此时移走部分B，化学反应速率减慢8．（2324高二上·贵州贵阳·期中）某课外兴趣小组用浓度均为0.1mol/L的Na2S2O3溶液和稀硫酸探究影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下表。下列说法不正确的是实验编号反应温度/°C液体体积/mLNa2S2O3稀硫酸H2O①2510200②25V205③5010200A．该实验的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2OB．实验①和②是探究Na2S2O3溶液浓度对反应速率的影响，V=10C．实验①和③是探究温度对反应速率的影响，③的反应速率更快D．该实验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19．（2324高二上·山东潍坊·期中）下列关于化学反应速率的说法正确的是A．催化剂通过改变反应历程、降低反应活化能，加快反应速率B．升高温度使放热反应的正、逆反应速率都增大，且对正反应速率影响更大C．增大压强一定可以增大反应速率D．其它条件不变时，充入反应物，一定可以加快反应速率20．（2223高二上·广东湛江·期中）已知：，该反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是A．反应①为吸热反应，反应②为放热反应，总反应为放热反应B．HI是该反应催化剂，起到加快反应速率的作用C．整个反应过程共有2个基元反应，决定速率的为第①步反应D．ICl(g)+HI(g)=I2(g)+HCl(g)

ΔH=218kJ/mol11．（2223高二上·广东湛江·期中）将8molA气体和4molB气体置于2L的密闭容器中，学生如下反应2A(g)+B(g)=2C(g)。若经20s后测得C的浓度为3.6mol/L，下列不正确的是A．用A物质表示的反应速率为B．20s时物质A的转化率为80%C．B表示的反应速率为5.4mol·L1·minlD．20s时物质B的浓度为0.2mol/L12．（2324高二上·山东威海·期中）是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生反应：。一定温度时，向2L密闭容器中通入，部分实验数据见下表：时间0500100015000.500.350.250.25下列说法正确的是A．500s时的物质的量为B．平衡后，升高温度，正反应速率先减小后增大C．平衡后，要使平衡常数增大，改变的条件是升高温度D．1000s时将容器的体积缩小一半，重新达到平衡时，13．（2324高二上·天津·期中）向某密闭容器中加入0.3molA，0.1molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示［阶段的变化未画出］。乙图为时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，时刻为使用催化剂。下列说法中不正确的是A．若，用A的浓度变化表示阶段的平均反应速率为B．阶段改变的条件一定为减小压强C．该容器的容积为2LD．阶段，容器内A的物质的量减少了0.06mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ，该反应的热化学方程式14．（2324高二上·山东威海·期中）密闭容器中发生反应，在温度为、时，平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是A．A、C两点的反应速率：A＞CB．A、C两点气体的颜色：A浅，C深C．由状态A到状态B，可以用加热的方法D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A＞C15．（2324高二下·北京·期中）一定温度下，在1L的恒容密闭容器中发生反应：，反应过程中的部分数据如下表所示：时间（t/min）物质的量（n/mol）02.02.4050.8