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第一节 化学反应速率
1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。(高频) 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。 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，认识并能用相关理论解释其一般规律。(高频) 4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科研领域中的重要作用。(中频)
化学反应速率
1．概念
2．化学反应速率与化学计量数关系
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。
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3．反应速率的实验测定
(1)原则：任何一种化学物质的浓度(或质量)有关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。 (2)测定的角度
①直接观察的某些性质，如放出气体的体积和体系压强；
②依靠科学仪器测量的性质，如颜色深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等； ③溶液中利用颜色深浅与显色物质浓度间的正比关系，测量反应速率。
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。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al。 2．外因
3．理论解释——有效碰撞理论 (1)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
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图中：E1为反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。 ③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系：
1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)对于C(s)＋H2O(g)
H2(g)＋CO(g)反应v(C)＝v(H2O)( )
(2)化学反应速率一定随着时间的延长而减小( )
(3)决定化学反应速率快慢的根本因素是温度、浓度和催化剂( ) (4)0.1 mol·L
－1
的盐酸和0.1 mol·L
－1
－1
的HNO3分别与大小相同的大理石反应的速率相同( )
(5)Mg和Fe与0.1 mol·L
的盐酸反应速率相同( )
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(6)大理石块与大理石粉分别与0.1 mol·L
－1
的盐酸反应的速率相同( )
(7)升高温度，可以增加活化分子百分数，使反应速率加快( ) (8)增大反应物浓度可以增加活化分子百分数，使反应速率加快( )
(9)双氧水中加入MnO2，可以使生成O2的速率增大，是因为MnO2的催化作用( ) (10)同时改变两个变量来研究反应速率的变化，能更快得出有关规律( ) 【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)√ (10)×
2．如图表示800 ℃时，A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况。试回答：
(1)该反应的反应物是________。
(2)A、B表示的反应速率分别为________、________。
(3)该反应的化学方程式为_____________________________________。 【答案】 (1)A (2)0.3 mol/(L·min) 0.1 mol/(L·min) (3)3A(g)
B(g)＋3C(g)或3A
B＋3C
3．(选修4P24T1，改编)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH＜0。改变下列条件对反应速率有何影响？(填“增大”、“减小”或“不变”)
(1)保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)________。 (2)保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)________。 (3)保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)________。 (4)提高起始的反应温度________。 (5)减小容器体积________。
【答案】 (1)不变 (2)减小 (3)不变 (4)增大 (5)增大
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反应速率的1个表达式和1个连比
Δc(1)v＝
Δt
(2)对于mA(g)＋nB(g)
pC(g)，
v(A)∶v(B)∶v(C)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝m∶n∶p
反应速率的3个注意点
①所求反应速率为平均反应速率。 ②不能用固、液体表示。
③不同物质表示的反应速率值可能不同。
影响化学反应速率的5个因素：增大反应物浓度、增大气体反应物压强、升高温度、使用催
化剂、增大反应物表面积，化学反应速率均增大。
1.化学反应速率的计算
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化学反应速率的计算和比较
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(1)定义式法
v＝Δc/Δt＝Δn/(V·Δt) (2)化学计量数法
同一个化学反应mA＋nB===pC，同一段时间内，用不同物质的浓度变化表示的反应速率，数值可能不同，但意义相同。其数值之比等于方程式中这些物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p或v（A）v（B）v（C）m＝n＝p。
2．反应速率大小(或快慢)比较方法
同一反应的化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，而要进行一定的转化。
(1)归一法
将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一种物质的反应速率，再进行比较 (2)比值法
用各物质的量表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA＋nB===pC＋qD，若v(A)/m＞v(B)/n，则反应速率A＞B。
(2011·大纲全国高考)反应aA(g)＋bB(g) cC(g)(ΔH<0)在等容
条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示：
回答问题：
(1)反应的化学方程式中，a∶b∶c为________；
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(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为____________； (3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是________，其值是________。
【解析】 (1)Ⅰ阶段，20 min内，Δc(A)＝2.0 mol·L1－1.00 mol·L1＝1.00 mol·L1，Δc(B)＝6.0
－
－
－
mol·L1－3.00 mol·L1＝3.00 mol·L1，Δc(C)＝2.00 mol·L1，则a∶b∶c＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝
－
－
－
－
1∶3∶2。
2.00 mol·L1－1.00 mol·L1
(2)vⅠ(A)＝ 20 min
－
－
＝0.05 mol·L1·min1，
－
－
1.00 mol·L1－0.62 mol·L1vⅡ(A)＝ 15 min
－
－
≈0.025 mol·L1·min1，
－
－
0.62 mol·L1－0.50 mol·L1vⅢ(A)＝ 10 min
－
－
＝0.012 mol·L1·min1。
－
－
则vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)。
6.0 mol·L1－3.00 mol·L13.0 mol·L1－1.86 mol·L1(3)αⅠ(B)＝×100%＝50%，αⅡ(B)＝×100%＝－－
6.0 mol·L13.0 mol·L1－
－
－
－
1.86 mol·L1－1.50 mol·L1
38%，αⅢ(B)＝×100%≈19%。故αⅢ(B)最小。 －
1.86 mol·L1－
－
【答案】 (1)1∶3∶2 (2)vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A) (3)αⅢ(B) 19%(0.19)
(1)由于固体、纯液体的浓度视为常数，所以不计算它们的化学反应速率。
(2)单位时间内反应物或生成物的物质的量变化大，反应速率不一定快，因为化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示的。
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考向1 不同物质表示的速率之间的关系
1．(2010·海南高考)对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是( ) A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
【解析】 根据速率之比等于化学计量数之比可得结论。 【答案】 C
考向2 根据不同物质的速率比较反应快慢
2．在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，对于某反应X＋3Y
－
－
－
－
2Z＋2W，分别测得反应速
－
－
率，甲：v(X)＝0.3 mol·L1·min1，乙：v(Y)＝1.2 mol·L1·min1，丙：v(Z)＝0.8 mol·L1·min1，丁：v(W)＝0.02 mol·L1·s1，则反应最快的是( )
－
－
A．甲 C．丙
B．乙 D．丁
－
－
－
【解析】 v(W)＝0.02 mol·L1·s1×60 s·min1＝1.2 mol/(L·min)
0.31.20.81.2
根据比值法甲：1＝0.3，乙：3＝0.4，丙：2＝0.4，丁：2＝0.6，丁反应最快。 【答案】 D
考向3 与反应速率计算有关其他物理量计算
3．将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)
2 min达到平衡时生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 mol·L1，下列叙述错误的是( )
－
2Z(g)＋aQ(g)，
A．a的值为2
B．平衡时X的浓度为0.2 mol·L1
－
C．Y的转化率为60%
D．反应速率v(Y)＝0.3 mol·(L·min)1
－
【解析】 X(g)＋3Y(g)
－
2Z(g)＋aQ(g)
始态/(mol·L1) 1 1 0 0 反应的量/(mol·L1) 0.2 0.6 0.4 0.4 －
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终态/(mol·L1) 0.8 0.4 0.4 0.4
－
由已知量(无下画线)可求出其他未知量(带下画线)，在做这种类型的题时，一定要注意，方程式中的量要统一，一般用物质的量浓度。
0.60.6 mol/L
A项，2∶a＝0.4∶0.4，a＝2；B项，c(X)＝0.8 mol/L；C项，α(Y)＝1×100%＝60%；D项，v(Y)＝2 min＝0.3 mol·(L·min)1。
－
【答案】 B
1.c(n)-t图像分析 以A(g)＋2B(g)
C(g) ΔH>0为例
c(n)-t和v-t图像分析
2．v-t图像分析 平衡体系 条件变化 速率变化 速率变化曲线 增大反应物的浓度 任一平衡体系 增大生成物的浓度 v正增大，且v正>v逆 v逆增大，且v逆>v正 正反应方向为气增大压强或体体积增大的放升高温度 热反应 且v逆>v正 v正、v逆均增大，第9页（共15页） 山东世纪金榜科教文化股份有限公司
世纪金榜 圆您梦想 更多精品资源请登录www.jb1000.com 减小压强或降低温度 v正、v逆均减小，且v正>v逆 正催化剂或任意平衡或反应前后气体化学计量数之和相等的平衡 负催化剂或减小压强 增大压强 v正、v逆同等倍数增大 v正、v逆同等倍数减小 说明：浓度改变时反应速率图象的变化中，v′正或v′逆是连续的，无跳跃性；温度、压强改变时其图象中v′正和v′逆均是不连续的，有跳跃性。
气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时，在恒温条件下对反应速率的影响：
(1)恒容：充入“隋性气体”―→总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。 (2)恒压：充入“隋性气体”―→体积增大―→物质浓度减小(活化分子浓度减小)―→反应速率减慢。
某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)＋xB(g)
2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段，分别改变反应的一个条件，测得容器中物质的物质
的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示：
下列说法中正确的是( )
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A．30 min～40 min 间该反应使用了催化剂 B．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应 C．30 min 时降低温度，40 min 时升高温度 D．30 min时减小压强，40 min时升高温度
【解析】 A项，若使用催化剂，则化学反应速率加快，A不正确。由第一个图可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的计量数相同，都为1，由第二个图可知，30 min 时改变的条件为降压，40 min 时改变的条件为升温，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。B、C项不正确，D项正确。
【答案】 D
(1)对于有气体参加和生成的可逆反应，增大压强(体积缩小)v正、v逆均增大，但增大的倍数可能不同。 (2)对于任何可逆反应，升高温度，v正、v逆均增大，但增大的倍数不同。
考向1 利用c(n)-t图像分析外界条件对v的影响
4．(2012·福建高考)一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是( )
A．在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等
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B．溶液酸性越强，R的降解速率越小 C．R的起始浓度越小，降解速率越大
D．在20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04 mol·L1·min1
－
－
【解析】 在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时反应物R都能完全反应，降解率都是100%，故A正确；pH为2、7、10时，通过曲线的倾斜程度可看出溶液的酸性越强，R的降解速率越大，故B错误；图中无法比较同一pH条件下，R的起始浓度与降解速率的关系，故C错误；20～25 min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.2×104 mol·L1/5 min＝4×106 mol·L1·min1，故D错误。
－
－
－
－
－
【答案】 A
考向2 根据v-t图分析外界条件 5．有可逆反应A(g)＋3B(g)
2C(g) ΔH<0。该反应的速率与时间的关系如下图所示：
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，t6正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，所以只有增大反应物浓度，D选项符合。
【答案】 D
变量探究型实验题 －
－
【典题例证】 (2012·广东高考节选)某兴趣小组用0.50 mol·L1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L
1
K2S2O8、0.10 mol·L1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
－
22
已知：S2O8＋2I===2SO4＋I2(慢)
－
－
－
22I2＋2S2O3===2I＋S4O6(快)
－
－
－
(1)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
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世纪金榜 圆您梦想 更多精品资源请登录www.jb1000.com 体积V/mL 实验序号 K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① ② ③ 10.0 9.0 8.0 0.0 1.0 Vx 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 2.0 2.0 2.0 表中Vx＝________，理由是___________________________________________。
2
(2)已知某条件下，浓度c(S2O8)～反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标
－
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)。
－
解题关键点：(1)明确实验目的
探究反应物浓度对化学反应速率的影响。 (2)明确题目中设计的实验方案的意图
KI溶液、Na2S2O3溶液、淀粉溶液的体积均不变，只有K2S2O3溶液的体积变化，目的是探究c(K2S2O8)对反应速率的影响。
(3)探究某反应物浓度对反应速率影响时，须保证其他条件不变，只改变该反应物的浓度，应采用“定多变一法”，即控制其他变量相等，只有一个变量改变进行研究。
n(KI)、n(Na2S2O3)、n(淀粉)均不变，若让c(KI)、c(Na2S2O3)、c(淀粉)保持不变，须让混合液的体积保持不变，即减小V(K2S2O8溶液)时，须用水补充溶液减少的体积。
(4)绘图时须明确外界条件对单位时间内c(S2O28)变化的影响。
－
解题疑惑点：(1)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0。
2(2)降低温度时，化学反应速率减慢，c(S2O28)变化减慢。加入催化剂时，化学反应速率加快，c(S2O8)
－
－
变化加快。
【答案】 (1)2.0 保证反应物K2S2O8的浓度改变，而其他的不变 (2)如图所示
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化学反应速率计算的解题指导
(2011·重庆高考节选)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol/L。
(1)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________。 (2)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为________mol/(L·min)。
(3)据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________。(填字母代号) a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0
审题指导
信息①：O3的起始浓度和减少一半浓度?Δc＝0.0108 mol/L
信息②：由图表?pH增大，即c(OH)增大，Δt越小?催化剂为OH 信息③：图表?30 ℃，pH＝4.0时
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－
－
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Δt＝108 min?v(O3)
信息④：图表?40 ℃，pH＝3.0时 31<Δta<158；10 ℃，pH＝4.0时 Δtb>231；30 ℃，pH＝7.0时，Δtc<15
评分细则
(1)OH(写pH的不给分，写H的不给分) (2)1.00×104(写10
－
－4
－
＋
给分，写0.0001给分)
(3)b、a、c(写b
思维建模
除以体积除以时间
反应速率的计算思路：某一物质的物质的量变化Δnx――→某一物质的浓度变化Δcx――→
化学计量数
vx――→vy、vz等。
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