高考化学一轮复习第七章第一节化学反应速率课件

第七章化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率课标要求核心素养1.能进行化学反应速率的简单计算。2.能通过实验探究或用一定的理论模型分析说明外界条件改变对化学反应速率的影响。3.能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题，能讨论化学反应条件的选择和优化。1.宏观辨识与微观探析：知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。2.证据推理与模型认知：理解外界条件(温度、浓度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。3.科学态度与社会责任：了解催化剂在生活、生产和科学研究领域中的重大作用。认识化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。4.科学探究与创新意识：能通过控制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。[目标导航][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0.5mol·L-1·s-1是指1s内某物质消耗或生成浓度为0.5mol·L-1。()(2)对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显。()(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、逆反应的速率都增大。()(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大。()答案：(1)√(2)×

错因：反应现象与化学反应速率快慢无关。(3)×

错因：不能用固体或纯液体表示化学反应速率。(4)√(5)×错因：增大压强，物质的浓度不一定增大，反应速率不一定增大。错因：催化剂的催化作用是通过自身参与化学反应实

(6)×现的。 (7)√

2.近年来，科学工作者致力于二氧化碳转化为甲烷、甲醇等的技术研究，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。如图所示，以下关于二氧化碳甲烷化的技术说法错误的是()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CH4＋2H2OD.该技术的总反应为4H2＋CO2答案：A3.反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭)容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( ①增加C的量②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入N2

使体系压强增大 ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大A.①④B.②③C.①③D.②④

解析：增大固体的量、恒容时充入惰性气体对反应速率无影响。

答案：C4.氨分解反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)在容积为2L的密闭容器内进行，已知起始时氨气的物质的量为4mol，5s末为2.4mol，)则用氨气表示该反应的反应速率为(A.0.32mol·L-1·s-1

B.0.16mol·L-1·s-1C.1.6mol·L-1·s-1

D.0.8mol·L-1·s-1

解析：反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。反应进行到5s时，消耗的氨气为4mol－2.4mol＝1.6mol，所以用答案：B考点一化学反应速率(指平均反应速率)1.表示方法物质的量减小增加

(1)化学反应速率可以用单位时间、单位体积中反应物或生成物的____________变化来表示。 (2)若反应体系的体积是恒定的，则化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的________或生成物浓度的_______来表示。2.表达式及单位3.不同物质表示的化学反应速率之间的关系(1)对于一个化学反应：mA＋nBpC＋qD，可用任一种物质的物质的量浓度随时间的变化来表示该化学反应的速率：

注意：不能用固体或纯液体(如水)的物质的量浓度表示化学反应速率(2)在同一时间内，同一反应用不同物质来表示的化学反应速率之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比，即4.化学反应速率的测量压强深浅

任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以用于测定化学反应速率，如气体的体积、体系的________、颜色的_______、光的吸收、导电能力等。考点二影响化学反应速率的因素＞＞

1.内因(主要因素)

反应物的组成、结构和性质等因素是主要因素。例如，相同条件下，Mg、Al与等浓度的稀盐酸反应的速率大小：Mg____Al(填“＞”或“＜”，下同)，其原因是金属的活动性：Mg____Al。2.外因(次要因素)增大减小增大减小增大减小增大

①改变固体或纯液体的量，其浓度不变，则化学反应速率不变。②对于固体，一般通过改变颗粒大小来改变固体表面积(如将固体粉碎等)，单纯增加固体的用量，不考虑固体表面积的增大。

[归纳提升]“控制变量法”研究影响化学反应速率的因素

对于多因素(变量)问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素问题变成几个单因素问题，分别加以研究，最后将几个单因素问题的研究结果加以综合。 ①在比较不同温度对化学反应速率的影响时，控制浓度和其他影响因素相同。②在比较不同浓度对化学反应速率的影响时，控制温度和其他影响因素相同。③综合得出影响化学反应速率的多种因素。考点三活化能1.反应历程(反应机理)

研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应，先后进行的基元反应反映整个反应的历程。2.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

能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。在化学反应的过程中，反应物分子发生有效碰撞必须具备两个条件：①反应物分子必须具有一定的能量；②分子碰撞时要有合适的取向。3.活化分子和活化能

发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子。活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能，如图所示。图中：E1为正反应的活化能，E2

为逆反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，则反应热为ΔH＝E1－E2。4.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系[方法技巧]“惰性”(非反应)气体对反应速率的影响

对于反应A(g)＋B(g)===C(g)，恒温恒容或恒温恒压时，充入非反应气体(如He)，对化学反应速率的影响、分析如图所示。t/s050150250350n(PCl5)/mol00.240.360.400.40考向1化学反应速率的计算1.(2023年北京五十五中模拟)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-1。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：下列说法正确的是()A.0～150s内的v(PCl3)＝2.4×10-3mol·L-1·s-1

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PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)＝20%，该反应的ΔH<0，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；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。

答案：Bt/min010203040506070c(N2O)/(mol·L-1)0.1000.080c10.0400.020c2c302.(2023年泰安三模)已知2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)的速率方程为v＝k·cn(N2O)(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，N2O在催化剂X表面反应的变化数据如下：下列说法正确的是(

)A.n＝1，c1>c2＝c3B.t＝10min时，v(N2O)＝2.0×10-3mol·L-1·s-1C.相同条件下，增大N2O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N2O起始浓度为0.200mol·L-1，当浓度减至一半时共耗时50min答案：D。[方法技巧]化学反应速率计算的4个方法(1)定义式法：v＝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。 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始浓度、转化浓度和某时刻浓度。③根据已知条件列出“三段式”进行计算。(4)依据图像求反应速率。考向2化学反应速率的比较3.(2023年全国专题练习)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-1，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。

解析：根据题意，TOME的初始浓度均为amol·L-1，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：v正(X)<v正(Y)，A正确；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；由图可知：在210℃下，150min时TOME的转化率为98%，则Δc(MTP)＝Δc(TOME)＝amol·L-1×98%＝0.98amol·L-1，故0～150min之间用MTP表示该化学反应的速率为0.98a

150mol·L-1·min-1，C正确；由图可知：在210℃条件下，Z点TOME的转化率为98%，则Δc(MTP)＝Δc(TOME)＝Δc(CH3OH)＝amol·L-1×98%＝0.98amol·L-1，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-1，c(CH3OH)＜0.98amol·L-1，c(TOME)＝0.02amol·L-1，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×100%，D错误。

0.98a0.98a＋0.98a＋0.02a答案：D4.(2023年天津南开中学校考)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，往针筒中充入一定体积的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：B点处NO2的转化率为2×3%＝6%，A错误；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，B错误；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，C错误；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，D正确。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)示时的反应速率比用B表示时大。

考向3化学反应速率的影响因素

解析：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；炭粉为固体，加入更多炭粉不影响正反应速率，也不影响平衡的移动，B错误；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；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。

答案：A6.(2023年海南华侨中学二模)已知反应2CO2＋6H2CH2==CH2＋4H2OΔH>0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CO2

的转化率 C.增大H2

的浓度，该反应的平衡常数不变 D.密闭容器中，通入2molCO2

和6molH2，反应生成1molC2H4

解析：增大压强可以增大单位体积内活化分子数，从而提高有效碰撞概率，所以可加快该反应速率，A正确；该反应吸热，升高温度平衡正向移动，可以提高CO2的转化率，B正确；增大H2的浓度不能改变平衡常数，C正确；密闭容器中，通入2molCO2和6molH2，因为反应不可进行到底，故生成的C2H4小于1mol，D错误。

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4催化剂与反应机理的分析

7.(2023年辽宁一模)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E正)为1.95eVB.选用催化剂乙时，相对能量从0.00eV→0.29eV的过程为正丁烷的吸附过程C.C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)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

解析：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E正)为1.29eV，A错误；由图可知，选用催化剂乙时，相对能量从0.00eV→0.29eV的过程为正丁烷在催化剂表面的吸附过程，B正确；生成物能量高于反应物能量，则C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)为吸热反应，C正确；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正确。答案：A

8.(2023年辽宁模拟)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CO2→CH4

历程中能垒最大为0.69eVB.该反应历程中，CH4

的选择性为100%C.催化剂表面上CH4、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：由图可知，在CO2→CH4

历程中能垒最大的是*CO2→*HCOO的能垒，为0.77eV，A错误；CO2加氢生成了副产物CO、CH3OH，CH4的选择性小于100%，B错误；由图可知，*CO2→CO(g)是脱附过程，需要吸收能量，C错误；反应历程中*CO2→CO(g)过程中有极性键的断裂，*H3CO→*H3COH过程中有极性键的形成，D正确。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5利用“断点”破译化学反应速率图像9.(2023年全国专题练习)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C.升高温度

B.增大压强D.加入催化剂

解析：分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化，增加O2答案：C的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，与图像相符，A不符合题意；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，B不符合题意；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，条件与图像不相符，C符合题意；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，与图像相符，D不符合题意。

[变式训练](2023年全国专题练习)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。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，A错误；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，B错误；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，C错误；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，D正确。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)。图像t1时刻改变条件温度升高降低升高降低正反应为放热反应正反应为吸热反应压强增大减小增大减小正反应为气体总体积增大的反应正反应为气体总体积减小的反应(2)常见含“断点”的速率变化图像分析

1.(2023年浙江卷)一定条件下，1-苯基丙炔(Ph—C≡C—CH3)可与HCl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HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例D.选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ

解析：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应，相同物质的量的反应物，反应Ⅰ放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量，反应放出的热量越多，其焓变越小，因此反应焓变：反应Ⅰ>反应Ⅱ，A正确；短时间里反应Ⅰ得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多，说明反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应Ⅰ<反应Ⅱ，B正确；增加HCl浓度，平衡正向移动，但平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例可能降低，C错误；根据图中信息，选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ，D正确。答案：C2.(2023年广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其他条件相同时，下列说法不正确的是()

A.使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B.反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 C.使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D.使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大

解析：由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确；由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确。答案：C

3.(2023年辽宁卷)一定条件下，酸性KMnO4

溶液与H2C2O4发生反应，Mn(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是()A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4B.随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小C.该条件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存

解析：开始一段时间(大约13min前)随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0，Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值，结合图像，此时间段主要生成Mn(Ⅲ)，同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗；后来(大约13min后)随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少，Mn(Ⅱ)的浓度增大。由图像可知，随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A错误；随着反应物浓度的减小，总反应为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O，到大约13min时开始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，13min后反应速率会增大，B错误；由图像可知，Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ)，该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存，C正确；H2C2O4为弱酸，在离子方程式中应以化学式保留，D错误。答案：C时间段/min产物Z的平均生成速率/(mol·L-1·min-1)0～20.200～40.150～60.104.(2022年辽宁卷)某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应2X(s)Y(g)＋2Z(g)，有关数据如下：下列说法错误的是()A.1min时，Z的浓度大于0.20mol·L-1B.2min时，加入0.20molZ，此时v正(Z)<v逆(Z)C.3min时，Y的体积分数约为33.3%D.5min时，X的物质的量为1.4mol

解析：反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则0～1min内Z的平均生成速率大于0～2min内Z的平均生成速率，故1min时，Z的浓度大于0.20mol·L-1，A正确；4min时生成的Z的物质的量为0.15mol·L-