1、第22讲 化学反应速率及影响因素考纲要求 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)对化学反应速率的影响，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产、生活和科学研究领域中的重要作用。高频考点一 化学反应速率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 0.8 molL1s1 是指 1 s 时某物质的浓度为 0.8 m
2、olL1。()(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快慢。()2某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由此分析：(1)该反应的化学方程式为_。(2)从反应开始至2 min时，Z的反应速率为_。【答案】(1)3Y(g)Z(g)2X(g)(2)0.025 molL1min1【注意】(1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(
3、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表示化学反应速率，因为固体或纯液体物质的浓度视为常数。【解析】据反应 4HClO22Cl22H2O 可知：v(HCl)n（HCl）t（5.41.8）103mol2（6.02.0）min1.8103molmin1。【答案】v(HCl)（5.41.8）103mol2（6.02.0）min1.8 103molmin1。【解析】由题图可知，060 s 时段，N2O4 的物质的量浓度变化为 0.060 molL1，v(N2O4)0.060 molL160 s0.001 0 molL1s1。
4、【答案】0.001 0 molL1s1【解析】10 mL 溶液中含有 H2O2 物质的量为 0.01 L0.40 molL10.004 mol，6 min 时，氧气的物质的量为0.022 4 L22.4 Lmol10.001 mol，则 06 min 时间内，c(H2O2)0.002 mol0.01 L 0.20 molL1，所以 v(H2O2)0.20 molL16 min3.3102 mol(Lmin)1，故 A 正确；6 min 时，c(H2O2)0.002 mol0.01 L 0.20 molL1，故 C 错误；6 min 时，H2O2 分解率为0.002 mol0.004 mol10
5、0%50%，故 D 正确；随着反应的进行，H2O2 的浓度逐渐减小，反应速率也逐渐减小，所以610 min 的平均反应速率小于前 6 min 的平均反应速率，即小于3.3102 mol(Lmin)1，故 B 正确。【答案】C【方法总结】对于较为复杂的关于反应速率的题目常采用以下步骤计算(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。【解析】换算成同一物质再比较，如以N2为标准，A、B、D项分别换算为0.375 molL1min1、0.35 molL1min1、0.275 molL1min1，所以最快的为C项。【答案】C【解析】可用比值
6、法进行反应速率大小比较，v（A）10.45 mol/(Ls)；v（B）3 0.63 0.2 mol/(Ls)；v（C）2 0.42 0.2 mol/(Ls)；v（D）20.452 0.225 mol/(Ls)，故，B 项正确。【答案】B高频考点二 化学反应速率的影响因素(5)两试管各加入5 mL 0.1 molL1 Na2S2O3溶液，同时分别滴入55 mL 0.1 molL1硫酸和盐酸，两只试管同时变浑浊()(6)100 mL 2 molL1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变()(7)升高温度可使吸热反应的反应速率增大，使放热反应的反应速率也增大()2按要求填空。(1)形状
7、大小相同的铁块、铝块分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁_铝。(2)对于Fe2HClFeCl2H2，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”或“不变”)升高温度：_；增大盐酸浓度：_；增大铁的质量：_；增加盐酸体积：_；把铁片改成铁粉：_；滴入几滴CuSO4溶液：_；加入NaCl固体：_。(3)若把(2)中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2，为什么？【答案】(1)小于(2)增大 增大 不变 不变 增大 增大 不变(3)不会产生H2，稀硝酸和浓硫酸具有强氧化性，Fe与稀HNO3反应生成NO；常温下，Fe在浓硫酸中“钝化”。【注意】(1)改变固体或纯液体物质的相
8、关量对化学反应速率无影响。(2)当浓度、温度、压强发生变化或加入催化剂时，正、逆反应速率均增大或减小。3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：能够发生有效碰撞的分子。活化能：如图 图中：_为无催化剂时反应的活化能，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。E1E3E1E2(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。【解析】H2O2的分解反应主要由慢反应决定，且I浓度越大，反应速率越快，A项正确；由题中信息可知I为催化剂，而IO为中间产物，B项错误；1 mol H2O2分解时反应热为98 kJmol1，并不是活化能，C项错误；根据
9、化学计量数关系可确定v(H2O2)v(H2O)2v(O2)，D项错误。【答案】A 2(双选)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是()A降低了反应的活化能 B增大了反应的速率 C降低了反应的焓变 D增大了反应的平衡常数【答案】AB 考点2 外界条件对化学反应速率的影响 3(2018浙江江山实验中学月考)下列有关化学反应速率的说法正确的是()A用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 B100 mL 2 molL1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的催化氧化是一个放热的反
10、应，所以升高温度，反应速率减慢 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，反应速率减慢【解析】因为浓硫酸会使Fe钝化，故A错；B中加入NaCl溶液相当于加水稀释，c(H)减小，反应速率减小，B错；升高温度，无论是放热反应，还是吸热反应，反应速率都增大，故C错；而减小压强，对有气体参加的反应，反应速率减小，D正确。【答案】D【解析】A项，增大压强，若反应物或生成物的浓度不增加，反应速率不会增加；B项，升高温度，正逆反应速率均增大，B符合题意；C项，若A是固体，则增加A的量，正反应速率不变；D项，MnO2不一定是该反应的催化剂，所以加入MnO2，正反应速率不一定增大。【答案】
11、B【易错警示】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。A维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)B维持压强不变，t1时升高反应体系温度 C维持温度、容积不变，t1时充入一定量Ar D维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)【解析】温度、容积不变
12、，充入SO3(g)的瞬时正反应速率不变，A错误；升温条件下，正、逆反应速率都加快，B错误；温度、容积不变，充入一定量Ar，各物质的浓度不变，反应速率不变，C错误；SO3(g)的浓度增大；维持恒压则容积变大，反应物的浓度变小，正反应速率变小、逆反应速率变大，D正确。【答案】D【解析】升高温度，反应速率增大；碳单质是固体，固体的量的变化对反应速率无影响；恒容通入CO2，CO2浓度增大，正反应速率增大；体积增大反应物及生成物浓度都减小，正、逆反应速率降低；体积不变，反应物及生成物的浓度不变，正、逆反应速率不变；恒容通入CO，CO浓度增大，逆反应速率增大；降低温度，正、逆反应速率都减小；恒压下充入CO
13、2，CO2浓度不变，正反应速率不变，CO浓度减小，逆反应速率减小。【答案】C 难点专攻(十九)“控制变量法”探究多因素对化学反应速率的影响考点1 探究单一因素对化学反应速率的影响 1(2018衡水模拟)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()A.V130，V610 B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】研究硫酸铜的量
14、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，反应速率反而减慢，D错误。【答案】A 2(2018许昌模拟)影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。(1)实验一：取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行下列实验，实验报告如下表所示。试回答：实验1、2研究的是其他条件相同时_对H2O2分解速率的影响。(2
15、)实验二：经研究知Cu2对H2O2的分解也具有催化作用，为比较Fe3和Cu2对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：定性分析：如图甲可通过观察_，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_ _。定量分析：为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用乙图装置进行定量实验。完成该实验应该测定的实验数据是_。【答案】(1)温度(2)反应产生气泡的快慢 排除阴离子的干扰 测定一定时间内产生的气体体积(或测定产生一定体积的气体所需的时间)【方法总结】控制变量法探究影响化学反应速率因素的解题策略(1)设计方案：给出影响化学反
16、应的几种因素，让学生设计实验分析各因素对反应的影响，确定变量。(2)定多变一：控制单一变量法。探究某种因素的影响时，先确定其他的因素不变，只变化这种因素；确定后再探究另一种因素的影响。(3)数据分析：根据有效实验数据得出结论。以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对反应的影响。选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一。考点2 探究综合因素对化学反应速率的影响 3(2018广州统考)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是()A.第4组实验的反应速率最慢 B第1组实验中
17、盐酸的浓度大于2.5 molL1 C第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 molL1 D第3组实验的反应温度低于30 【解析】由图像可知，1、2、3、4组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5 molL1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5 molL1，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30，D错误。【答案】D 4(2018甘肃兰州一中月考)某实验小组以H2O2分
18、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。(1)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_ _。(2)实验、中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。分析上图能够得出的实验结论是_【解析】(1)对比实验、的实验条件，其他条件相同，仅H2O2溶液的浓度不同，故其目的是探究反应物浓度对化学反应速率的影响。“通常条件下H2O2稳定，不易分解”，欲使H2O2分解产生O2，可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，从而加快反应
19、速率，易于观察。(2)实验为酸性溶液，实验为碱性溶液，图中实验、生成氧气的体积相同，但反应的时间不同，反应速率不同，分析可知：溶液的酸性越强，H2O2的分解速率越慢；溶液的碱性越强，H2O2的分解速率越快。【答案】(1)探究反应物浓度对化学反应速率的影响 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)(2)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【方法总结】影响化学反应速率因素的综合分析 把握影响化学反应速率的“8”个重要因素：浓度、温度、压强、催化剂、固体的表面积、原电池反应、酸碱性、光照强度。由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控
20、制其他因素相同或不变，再进行实验，从而理清影响实验探究结果的因素。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。下列结论正确的是()Av1v2v3 Bv3v2v1 Cv1v3v2Dv2v3v1【解析】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，镁条放出氢气的速率大；反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，速率与浓度成正比，故v2v3。【答案】A 2(2018肇庆模拟)某学习小组用铁与稀硫酸反应探究“影响化学反应速率因素”，数据如下表：请分析上表信息，下列说法错误的是()A实验和表明固体反应物的表面积越大，反应速率越
21、大 B仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有和 C实验和表明反应物温度越高，反应速率越小 D实验将稀硫酸改为同体积、c(H)相同的盐酸(其他条件不变)，发现放出气泡的速率盐酸明显比硫酸快，其可能的原因是Cl起催化作用【解析】A 项，实验和中，其他条件相同，只有铁的状态不同，因此固体反应物的表面积越大，反应速率越大，正确；B 项，实验和中，其他条件相同，只有 c(H2SO4)不同，正确；C 项，根据数据，温度越高，金属完全消失的时间越短，反应速率越快，错误；D 项，因为其他条件都相同，不同的是 SO24 和Cl，盐酸反应速率快，应是 Cl的催化作用，正确。【答案】C(2)为探究反应物浓度对化
22、学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：(3)已知某条件下，浓度 c(S2O28)反应时间 t 的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时 c(S2O28)t 的变化曲线示意图(进行相应的标注)。【解析】(1)淀粉溶液遇 I2 显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶液中有 I2，说明 Na2S2O3 耗尽。由题给离子方程式可得关系式：S2O28 I22S2O23，n(S2O23)n(S2O28)2 时，能观察到蓝色。(2)对照实验探究浓度对反应速率的影响须保证其他条件完全一致，故应加水 2.0 mL 以保证溶液总体积相同。(3)温度降低，反应速率变慢，加入催
23、化剂，反应速率加快。【答案】(1)S2O23(其他合理写法也可)2(2)2.0 保持溶液总体积相同，仅改变 S2O28 的浓度而其他物质的浓度不变(其他合理答案也可)(3)如图难点专攻(二十)化学反应速率的图像及分析可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是()A使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度 B升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂 C增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度 D升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂【解析】t2时正、逆反
24、应速率均增大，且平衡逆向移动，排除A、C选项；t4时正、逆反应速率均减小，平衡逆向移动，可以是减小压强；t6时正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，所以是增大反应物浓度，D选项符合。【答案】D【解析】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，A不选；增大压强，v正、v逆都增大，v正增大的倍数大于v逆，B不选；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，C符合题意，可选；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D不选。【答案】C【方法总结】从“断点”入手分析vt图像中外界条件改变的方法 (1)外界条件(浓度、温度、压强等)增强，曲线在原图像的上方；条件减弱，曲线在原图
25、像的下方。(2)浓度改变时，图像中一条曲线连续，一条曲线不连续；其他条件改变，图像中曲线不连续。(3)曲线不连续的情况 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作出判断。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)。(4)常见含“断点”的速率变化图像分析 考点2 能够表示化学反应速率的其他图像(一)物质的量(或浓度)时间图像 3(2018廊坊模拟)如图所示为800时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上分
26、析不能得出的结论是()【解析】根据图像，反应过程中 A 的浓度减小，B、C 浓度增大，因此 A 为反应物，B、C 为生成物，根据浓度的变化量可以确定反应为 2A(g)2B(g)C(g)，A 说法正确。前 2 min，v(A)0.4 molL10.2 molL12 min0.1 molL1min1，B 说法正确。开始时加入的物质为 A 和 B，没有 C，C 说法错误。根据图像，2 min 时，A、B、C 的浓度分别为 0.2 molL1、0.3 molL1、0.1 molL1，因此 D 说法正确。【答案】CA反应在c点达到平衡状态 B反应物浓度：a点小于b点 C反应物的总能量低于生成物的总能量
27、Dt1t2时，SO2的转化率：ab段小于bc段【解析】由图可以看出，随着反应的进行，正反应速率逐渐增大，因此正反应只能是放热反应，从而导致容器内温度升高，反应速率加快，所以选项C不正确；但当到达c点后，正反应速率反而降低，此时反应物浓度的影响是主要的，因为反应物浓度越来越小，但此时反应不一定达到平衡状态，所以选项A、B均不正确；bc段正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，因此选项D是正确的。【答案】D【解析】A项，根据先拐先平者大的原则，应该500 的先拐，所以错误；B项，升高温度正、逆反应速率均加快，所以错误；C项，随着压强增大，正、逆反应速率加快，正反应速率增大程度更大，平衡正向移动，所以
28、正确；D项，温度升高平衡逆向移动，A的转化率降低，500 应该在100线之下，所以错误。【答案】C 1(2018河北邯郸模拟)一定温度下在密闭容器内进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列叙述中正确的是()【解析】从图像可以看出，t2时刻X、Y两物质的物质的量相等，而不是反应速率相等，故C项不正确；t3时，反应达到平衡状态，所以正反应速率等于逆反应速率，故D项不正确；由图像知从0t3时Y的变化量约为7 mol，X的变化量约为3 mol，故A项不正确。【答案】B A反应方程式中x2 Bt2时刻改变的条件是使用催化剂 Ct3时刻改变的条件是移去少量D Dt1t3间
29、该反应的平衡常数不相同【解析】t2时刻改变条件，浓度增大而平衡不移动，催化剂只改变反应速率，不影响平衡，则只能是改变容器的体积，使浓度增大且平衡不移动，所以反应前后气体体积不变，故x2，A项正确，B项错误；由于D是固体，D的多少不影响反应速率和化学平衡，故C项错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故D项错误。【答案】A【解析】A项，t1时正反应速率增大，且大于逆反应速率，则应为增大压强，错误；B项，t2时正逆反应速率同等程度增大，为使用了催化剂，正确；C项，t3时正反应速率减小，且逆反应速率大于正反应速率，则为减小压强，错误；D项，t4时反应速率瞬间不变，然后减小，应为减小生成物浓度，错误。【答案】B
