1、第一讲 化学反应速率第七章 化学反应速率与化学平衡1了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。4了解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。第七章 化学反应速率与化学平衡 化学反应速率知识梳理1化学反应速率快慢增加 同一化学反应中，反应速率之比各物质的化学计量数之比物质的量变化量之比物质的量浓度变化量之比。2 molL1min12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)，在同一段时间内，用不同物质来表
2、示该反应速率，当单位相同时，反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的_之比。即 v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。如在一个 2L的容器中发生反应：3A(g)B(g)=2C(g)，加入 2molA，1s后剩余 1.4mol，则 v(A)_，v(B)_，v(C)_。化学计量数0.3mol/(Ls)0.1mol/(Ls)0.2mol/(Ls)自我检测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)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。()(2)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。()(3)化学反应速率为 0.8molL1s1 是
3、指 1s 时某物质的浓度为0.8molL1。()(4)由 v c t计算平均速率，用反应物表示时为正值，用生成物表示时为负值。()(5)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。()(6)根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(2016高考北京卷)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是()A抗氧化剂 B调味剂C着色剂D增稠剂解析：选 A。相对于食品，抗氧化剂可以更快地被氧气氧化，从而降低了包装袋中氧气的浓度，减缓食品被氧化的速率。3(教材改编题)某温度下，浓度都是 1molL1 的两种气体
4、 X2和 Y2，在密闭容器中反应生成气体 Z，经 tmin 后，测得各物质的浓度分别为 c(X2)0.4molL1，c(Y2)0.6molL1，c(Z)0.4molL1，则该反应的化学方程式可表示为()A2X23Y22X2Y3B3X22Y22X3Y2CX22Y22XY2D2X2Y22X2Y解析：选 B。反应浓度变化量之比等于化学计量数之比，c(X2)(10.4)molL10.6 molL1，c(Y2)(10.6)molL10.4 molL1，所以 c(X2)c(Y2)c(Z)322，即反应为 3X22Y22Z，根据原子守恒，则 Z 为 X3Y2，B 项正确。(1)由 v c t计算的反应速率是
5、一段时间内的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2)对于固体或纯液体反应物，其浓度视为常数，故一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL 稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如表所示(累计值，氢气体积已折算成标准状况下体积)：时间(min)12345氢气体积(mL)50120232290310(1)哪一时间段(指 01min、12min、23min、34min、45min，下同)的反应速率最大？_，原因是_。(2)哪一时间段的反应速率最小？_，原因是_。(3)23min内以盐酸的
6、浓度变化来表示的反应速率为_。(4)如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，你认为可行的是_(填编号)。A蒸馏水BNaCl 溶液CNa2CO3 溶液DCuSO4 溶液解析(1)在 01 min、12 min、23 min、34 min、45 min时间段中，产生气体的体积分别为 50 mL、70 mL、112 mL、58 mL、20 mL，由此可知反应速率最大的时间段为 23 min。(2)反应速率最小的时间段是 45 min，此时温度虽然较高，但 H浓度小。(3)在 23 min 内，n(H2)0.112 L22.4 Lmol10.005 m
7、ol，根据 2HClH2计算，消耗盐酸的物质的量为 0.01 mol，则 v(HCl)0.01 mol0.1 L1 min 0.1 molL1min1。(4)分别加入蒸馏水和 NaCl 溶液时，H浓度减小，反应速率减小且不减少产生氢气的量，故 A、B 两项正确；加入 Na2CO3溶液，生成 CO2气体，影响生成氢气的量，故 C 项错误；加入 CuSO4溶液，Zn 置换出 Cu，形成原电池，反应速率增大，故 D 项错误。答案(1)23 min 反应为放热反应，温度升高，反应速率增大(2)45 min 45 min H浓度小(3)0.1 molL1min1(4)AB上述例题中可以用金属锌的消耗量表
8、示化学反应速率吗？说明理由。答案：不能。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在化学反应中视为定值。1化学反应速率的计算思路某一物质(不能是固体或纯液体)的物质的量变化 nx-除以体积该物质的浓度变化 cx-除以时间vx-根据化学计量数 vy、vz 等。2对于较为复杂的关于反应速率的题目，采用以下步骤和模板计算(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：mA nB pC 起始浓度(molL1)abc 转化浓度(molL1)xnxmpxm 某时刻浓度(molL1)axbnxmcpxm题组一 化学反应
9、速率概念的理解和应用1用纯净的 CaCO3 与 100mL 稀盐酸反应制取 CO2，实验过程记录如图所示(CO2 的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是()AOE 段的平均反应速率最快BEF 段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为 0.4mol/(Lmin)COE、EF、FG 三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为 267DF 点收集到的 CO2 的量最多解析：选 B。OE 段、EF 段、FG 段中生成的 CO2 分别为0.01 mol、0.02 mol、0.005 mol，则消耗 HCl 的量分别为0.02 mol、0.04 mol、0.01 mol，用 HCl 表示的反
10、应速率分别为 0.2 mol/(Lmin)、0.4 mol/(Lmin)、0.1 mol/(Lmin)，所以EF 段的平均反应速率最快，G 点收集到的 CO2 的量最多。2(2018烟台高三模拟)一定温度下反应：4A(s)3B(g)2C(g)D(g)，经 2min，B 的浓度减少 0.6molL1，对此反应速率的表示正确的是()A用 A 表示的反应速率是 0.4molL1min1B分别用 B、C、D 表示反应的速率其比值是 123C在 2min 末的反应速率，用 B 表示为 0.3molL1min1D在这 2min 内用 B 和 C 表示的瞬时速率的值都是逐渐减小的解析：选 D。A 是固体，不
11、能用其浓度的变化来表示反应速率；vB0.3 molL1min1 表示 2 min 内的平均反应速率，在 2 min末的速率为瞬时速率，不等于 0.3 molL1min1；在反应过程中 B 的浓度逐渐减小，故 A、B 反应生成 C、D 的瞬时速率也逐渐减小。题组二 化学反应速率的大小比较与计算3(2018长沙模拟)反应 A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)0.45mol/(Lmin)v(B)0.6mol/(Ls)v(C)0.4mol/(Ls)v(D)0.45mol/(Ls)下列有关反应速率的比较中正确的是()A BD解析：选 A。若四种反应速率都用 A
12、 表示单位 mol/(Ls)，数值分别为v(A)0.007 5 mol/(Ls)，v(A)0.2 mol/(Ls)，v(A)0.2 mol/(Ls)，v(A)0.225 mol/(Ls)，所以反应速率，故 A 正确。4将 4molA 气体和 2molB 气体在 2L 的容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(g)B(g)2C(g)，若经 2s 后测得 C的浓度为 0.6molL1，现有下列几种说法：用物质 A 表示的反应的平均速率为 0.3molL1s1 用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.6molL1 s1 2s 时物质 A的转化率为 70%2s 时物质 B 的浓度为 0.7molL1
13、。其中正确的是()ABCD解析：选 B。A、B 的起始浓度分别为 2 molL1、1 molL1，由 2 s 后 C 的浓度可得 A、B 的变化浓度分别为 0.6 molL1、0.3 molL1，所以用 A、B 表示的反应的平均速率分别为0.3 molL1s1、0.15 molL1s1，2 s 时 A、B 的浓度分别为 1.4 molL1、0.7 molL1。2 s 时物质 A 的转化率为 30%。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
14、v（A）a与v（B）b，若v（A）av（B）b，则用 A表示的反应速率比用 B 表示的大。影响反应速率的因素知识梳理1影响化学反应速率的因素(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)增大减小增大减小增大减小加快2理论解释有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：能够发生_的分子。活化能：如图图中：E1 为_，使用催化剂时的活化能为_，反应热为_。有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。有效碰撞反应的活化能E3E1E2(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系不变增加增加 增大压强或增大反应物浓度或使用催化剂均可提高单位体积内活化分子数，
15、使有效碰撞几率提高，使反应速率加快。自我检测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2016高考浙江卷)探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高。()(2)(2015高考天津卷)FeCl3 和 MnO2 均可加快 H2O2 分解，同等条件下二者对 H2O2 分解速率的改变相同。()(3)增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成 H2 的速率。()(4)因为反应物浓度越大，反应速率越快，所以常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完。()(5)可逆反应中减小产物的浓度可
16、增大正反应的速率。()(6)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大。()(7)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。()(8)锌与硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生 H2 的速率越快。()(9)对可逆反应 FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl，增加氯化钾浓度，逆反应速率加快。()答 案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2一定温度下，反应 N2(g)O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。(1)缩小体积使压强增大：_；(2)恒容充入 N2：_；(3)恒容充入 He：_；(4)恒
17、压充入 He：_。答案：(1)增大(2)增大(3)不变(4)减小气体反应体系中充入“惰性气体”对反应速率的影响(1)恒温恒容：充入“惰性气体”总压增大物质浓度不变(单位体积内活化分子数不变)反应速率不变。(2)恒温恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小(单位体积内活化分子数减小)反应速率减小。(2017高考江苏卷)H2O2 分解速率受多种因素影响。实验测得 70时不同条件下 H2O2 浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A图甲表明，其他条件相同时，H2O2 浓度越小，其分解速率越快B图乙表明，其他条件相同时，溶液 pH 越小，H2O2 分解速率越快C图丙表明，少量 Mn2存在时，
18、溶液碱性越强，H2O2 分解速率越快D图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2对 H2O2 分解速率的影响大解析 由图甲可知，起始时 H2O2 的浓度越小，曲线下降越平缓，说明反应速率越慢，A 项错误；OH的浓度越大，pH 越大，即 0.1 molL1NaOH 对应的 pH 最大，曲线下降最快，即 H2O2分解最快，B 项错误；由图丙可知，相同时间内，0.1 molL1NaOH 条件下 H2O2 分解最快，0 molL1 NaOH 条件下 H2O2分解最慢，而 1.0 molL1 NaOH 条件下 H2O2 的分解速率处于中间，C 项错误；由图丁可知，Mn2越多，H2O2 的分解速率越快，说明 Mn
19、2对 H2O2 分解速率影响较大，D 项正确。答案 D硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为 Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()选项反应温度/Na2S2O3 溶液稀 H2SO4H2OV/mLc/molL1V/mLc/molL1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析：选 D。本题意在考查考生分析外界条件对化学反应速率的影响。结合选项知混合液的体积都为 20 mL，但选项 D 中反应温度最高且反应物 Na2S2O3 的浓度最大，其反应速率最大，故最先看到浑浊(有硫单
20、质生成)。题组一 外界条件对化学反应速率的影响1(2015高考上海卷)对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是()A升高温度，对正反应的反应速率影响更大B增大压强，对正反应的反应速率影响更大C减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大解析：选 B。对于合成氨反应，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，属于放热反应，升高温度平衡会向吸热方向移动，对逆反应的反应速率影响更大，A 错误；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，对正反应的反应速率影响更大，B 正确；减小反应物浓度，使正反应的反应速率瞬间减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应的反应速率
21、瞬间不变，故减小反应物浓度，对正反应的反应速率影响更大，C 错误；加入催化剂，能同等程度地加快正、逆反应速率，D 错误。2下列有关反应速率的说法正确的是()A用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用 98%的硫酸可以加快反应速率B100mL2molL1 的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变CSO2 的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率变慢D汽车尾气中的 NO 和 CO 可以缓慢反应生成 N2 和 CO2，减小压强反应速率变慢解析：选 D。A 项，铁遇浓硫酸钝化，错误；B 项，加入 NaCl溶液，溶液体积增大，c(H)减小，反应速率减小，错误；C 项，升高温度，正、逆反应
22、速率都增大，错误；D 项，减小压强，反应速率减小，正确。外界条件对反应速率的影响结果(1)温度 正反应是放热反应：升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但 v(逆)增大的幅度更大。正反应是吸热反应：升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但 v(正)增大的幅度更大。(2)压强 正反应是气体物质的量减小的反应：增大压强，v(正)、v(逆)均增大，但 v(正)增大的幅度更大。正反应是气体物质的量增大的反应：增大压强，v(正)、v(逆)均增大，但 v(逆)增大的幅度更大。反应前后气体物质的量不变的反应：增大压强，v(正)、v(逆)同等程度增大。(3)催化剂 使用催化剂，v(正)、v(逆)同等程度增大。题组
23、二 化学反应速率的图像与影响因素3(2018唐山高三模拟)合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1，在反应过程中，正反应速率的变化如图：下列说法正确的是()At1 时升高了温度Bt2 时使用了催化剂Ct3 时增大了压强Dt4 时降低了温度解析：选 B。升温，正、逆反应速率同时增大，但由于该反应是放热反应，平衡向左移动，达到新的平衡之前，正反应速率应增大，A 不对；加压，正、逆反应速率同时增大，C 不对；降温，正、逆反应速率瞬间即降低，曲线不连续，D 不对。4对于反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)Hv2v3 Bv3v2v1Cv1v3v2Dv2v3v1解析：
24、选 A。影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以与相同浓度的盐酸反应时，镁的反应速率大；反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，反应速率与反应物浓度成正比，故 v2v3。2(2018衡水高三模拟)为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。表中所给的混合溶液分别加入到 6 个盛有过量 Zn 粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。下列说法正确的是()实验混合溶液 ABCDEF4molL1H2SO4 溶液/mL30V1V2V3V4V5 饱和 CuSO4 溶液/mL00.52.55V620 H2O/mLV7V
25、8V9V10100AV130，V610B反应一段时间后，实验 A、E 中的金属呈暗红色C加入 MgSO4 与 Ag2SO4 可以起到与硫酸铜相同的加速作用D硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快解析：选 A。研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，硫酸的体积、物质的量应相同，由 A、F 可知溶液的总体积为 30 mL20 mL50 mL，V130，V650301010，A 正确；实验 A 中没有加入硫酸铜溶液，不会出现暗红色，B 错误；MgSO4与 Zn 不能反应置换出 Mg，也就不能形成原电池，C 错误；硫酸铜溶液的量太多，产生大量的铜覆盖在 Zn 粒表面，反应速率反而会减慢，D 错误。实验探究
26、影响化学反应速率因素的两种题型(1)以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。(2018佳木斯高三调研)某实验小组以 H2O2 分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。编号反应物催化剂10mL2%H2O2 溶液无10mL5%H2O2 溶液无10mL5%H2O2 溶液1mL0.1molL1FeCl3 溶液10mL5%H2O2 溶液少量HCl 溶液1mL0.1molL1FeCl3 溶液10mL5%H2O2 溶液少量NaOH 溶液1mL0
27、.1molL1FeCl3 溶液(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_。(2)实验和的目的是_。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下 H2O2 稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_。(3)实验、中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。分析上图能够得出的实验结论是_。解析(1)加入催化剂，能降低反应的活化能，使更多的分子成为活化分子，从而加快化学反应速率。(2)实验、中均没有使用催化剂，实验与实验相比只是增大了 H2O2 的浓度，故实验、的目的是探究浓度对化学反应速率的影响。因实验过程中现象不明显，可采用升温或使用等量同种催化剂的方法加快反
28、应速率来达到实验目的。(3)实验、中 H2O2的浓度相同，并加入相同量的同种催化剂，而改变的条件是中酸性增强，中碱性增强。通过相同时间内产生 O2 的快慢()可得出如下结论：溶液的碱性增强能加快 H2O2 的分解，而溶液的酸性增强能减慢 H2O2 的分解。答案(1)降低了活化能(2)探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(3)碱性环境能增大 H2O2 分解的速率，酸性环境能减小 H2O2 分解的速率在 298K 时，实验测得溶液中的反应：H2O22HI=2H2OI2 在不同浓度时的化学反应速率见下表，由此可推知第 5 组实验中 c(HI)
29、、c(H2O2)可能为_(填序号)。实验编号123c(HI)/molL10.1000.2000.150 c(H2O2)/molL10.1000.1000.150 v/molL1s10.007600.01520.0171 实验编号456c(HI)/molL10.100？0.500c(H2O2)/molL10.200？0.400v/molL1s10.01520.02280.1520.150molL1、0.200molL10.300molL1、0.100molL10.200molL1、0.200molL10.100molL1、0.300molL1答案：题组 化学反应速率影响因素的实验探究1(2015
30、高考福建卷)在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()c/molL1v/mmolL1min1T/K0.600 0.500 0.400 0.300 318.23.603.002.401.80328.29.007.50a4.50b2.161.801.441.08-Aa6.00B同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v 可能不变Cb318.2D不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同解析：选 D。由表格知 328.2 K 时蔗糖水解的瞬时速率与浓度的关系成正比，则 0.600/0.4009.00/a，a6.00，A 项正确；从题给数据看，浓度越大、温度越高，
31、反应速率越快，当增大浓度同时降低温度时，瞬时速率可能会不变，B 项正确；浓度不变时，b K 下反应速率低于 318.2 K 下的反应速率，故 b318.2，C 项正确；温度不同，相同浓度下的平均速率不同，浓度减少一半所需的时间也不同，D 项错误。2光照下，乙二酸(H2C2O4)能将酸性工业废水中含有的 Cr2O27转 化 为 Cr3 。某 课 外 研 究 小 组 发 现，少 量 铁 明 矾Al2Fe(SO4)424H2O对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：(1)在 25下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始 pH 和一定浓度乙二酸溶
32、液用量，做对比实验。实验编号初始pH废水样品体积/mL乙二酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL46010305601030560测得实验和溶液中的 c(Cr2O27)随时间变化关系如图所示。(2)上述反应中乙二酸被氧化为_(填化学式)。(3)实验和的结果表明_；实验中 0t1 时间段反应速率v(Cr3)_molL1min1(用代数式表示)。(4)若实验中蒸馏水的体积是 20mL，则应取乙二酸溶液的体积是_。解析：(2)光照下，乙二酸能将其中的 Cr2O27 转化为 Cr3，分析得出结论：乙二酸应被氧化为 CO2。(3)分析表格数据发现只有溶液 pH 不同，所以可以得出结论：pH 越大，反应速率越慢。c(Cr2O27)(cnc1)molL1，c(Cr3)2c(Cr2O27)2(cnc1)molL1，所以 v(Cr3)2（cnc1）t1molL1min1。(4)实验和对比的是相同 pH 时，相同体积的溶液中乙二酸浓度不同对反应速率的影响，所以乙二酸溶液的体积为 20 mL。答案：(2)CO2(3)溶液 pH 对该反应的反应速率有影响，pH越小，反应速率越快 2（cnc1）t1(4)20 mL课后达标训练本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放