第1節化學反應速率課標解讀要點網絡1.了解化學反應速率的概念和定量表示方法。能正確計算化學反應的轉化率()。2.了解反應活化能的概念，了解催化劑的重要作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率的影響，能用相關理論解釋其一般規律。4.了解化學反應速率的調控在生活、生產和科研領域中的重要作用。 化學反應速率的有關計算1化學反應速率的含義(1)表示方法用單位時間內某物質濃度(或質量、物質的量等)的改變量(取絕對值)來表示。(2)定義式：v(A)，單位為molL1min1或molL1s1。2化學反應速率與系數的關系同一反應在同一時間內，用不同的反應物或生成物表示的化學反應速率的數值可能不同，但用各物質表示的化學反應速率的數值之比等于化學方程式中各物質的系數之比。如在反應aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)中，存在v(A)v(B)v(C)v(D)abcd。3化學反應速率的有關注意事項(1)化學反應速率是一段時間內的平均速率，且無論用反應物還是用生成物表示均取正值。(2)在一定溫度下，固體和純液體物質，改變其用量，不影響化學反應速率。(3)同一化學反應在相同條件下，用不同物質表示的化學反應速率，其數值可能不同，但意義可能相同。(4)計算反應速率時，若給出的是物質的量的變化值，不要忘記轉化為物質的量濃度的變化值。(5)化學反應速率在不同的時間間隔內一般不相等。(1)對于任何化學反應來說，反應速率越快，反應現象就越明顯。()(2)化學反應速率是指一定時間內任何一種反應物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加。()(3)甲、乙兩容器中分別充入2 mol NO2和4 mol NO2，5分鐘后兩者各反應掉NO2 1 mol 和2 mol，則說明乙中反應速率大。()(4)對于反應4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(l)，v(NO)與v(O2)的關系為4v(NO)5v(O2)。()(5)對于2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，v(SO2)1 mol/(Ls)與v(O2)0.5 mol/(Ls)表示的反應前者快。()答案(1)(2)(3)(4)(5)命題點1“v(A)”的應用與反應快慢判斷1一定條件下反應A(s)3B(g)2C(g)在10 L的密閉容器中進行，測得2 min內，A的物質的量由20 mol(560 g)減小到8 mol(224 g)，下列說法正確的是 ()A用A表示該反應的反應速率為0.6 molL1min1B用B表示該反應的反應速率為2.4 molL1min1C2v(B)3v(C)D2 min末，用C表示該反應的反應速率為3.6 molL1min1答案C2某溫度時，在2 L容器中X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示。由此分析：(1)該反應的化學方程式為_。(2)從反應開始至2 min時，Z的反應速率為_。(3)對于上述反應，在不同時間段內所測反應速率如下，則表示該化學反應進行快慢順序為_(用字母表示)。Av(X)1.2 molL1min1Bv(Y)1.5 molL1min1Cv(Z)0.6 molL1min1Dv(Z)0.015 molL1s1解析(3)先將D中單位統一為molL1min1，v(Z)0.01560 molL1min10.9 molL1min1各物質速率與系數之比為：A：0.6，B：0.5，C：0.6，D：0.9，比值越大，反應越快。故反應快慢順序為DACB。答案(1)3Y(g)Z(g)2X(g)(2)0.025 molL1min1(3)DACB化學反應快慢比較的兩種思路(1)統一物質法：統一單位，統一物質，反應速率值大反應快。(2)比值法：先統一單位；然后計算各物質反應速率與相應系數之比的值，比值大者反應快(此法易掌握)。命題點2“三段式”法計算反應速率和轉化率3(雙選)將2 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發生如下反應：X(g)3Y(g) 2Z(g)aQ(g)，2 min后達到平衡時生成0.8 mol Z，測得Q的濃度為0.4 molL1，下列敘述錯誤的是()Aa的值為2B平衡時X的濃度為0.2 molL1CX、Y的轉化率之比為11D反應速率v(Y)0.3 mol(Lmin)1BC X(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)始態/(molL1)1100反應的量/(molL1) 0.2 0.6 0.4 0.4終態/(molL1) 0.8 0.4 0.4 0.4由已知量(無下劃線)可求出其他未知量(帶下劃線)，在做這種類型的題時，一定要注意，方程式中的量要統一，一般用物質的量濃度。A項，2a0.40.4，a2；B項，c(X)0.8 molL1；C項，(Y)100%60%，(X)100%20%，；D項，v(Y)0.3 mol(Lmin)1。4NH3和純凈的O2在一定條件下發生如下反應：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)現向一容積不變的2 L密閉容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，測得生成的H2O占混合氣體體積的40%。請回答：(1)用O2、H2O表示的反應速率分別為_、_。(2)NH3的轉化率為_。(3)4 min后N2的濃度為_。解析設4 min時，生成6x mol H2O(g) 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)n(總)43007 4x 3x 2x 6x 44x 33x 2x 6x 7x據題意，則有：0.4解得：x0.5。(1)則4 min內H2O的變化濃度為c(H2O)1.5 molL1，v(H2O)0.375 molL1min1，v(O2)v(H2O)0.187 5 molL1min1。(2)(NH3)100%50%。(3)c(N2)(20.5) molL10.5 molL1。答案(1)0.187 5 molL1min10.375 molL1min1(2)50%(3)0.5 molL1“三段式”求算v(X)、模板根據已知條件列方程式計算。例如，反應 mA(g)nB(g)pC(g)t0 s濃度/(molL1) a b 0轉化濃度/(molL1) x t1 s濃度/(molL1) ax b v(A)，v(B)，v(C)，(A)100%。 化學反應速率的影響因素1化學反應速率的影響因素(1)內因(主要因素)反應物本身的性質，如Na、Mg、Al與水反應的速率由大到小的順序為NaMgAl。(2)外因(其他條件不變，只改變一個條件)(3)注意的問題固體和純液體對化學反應速率無影響，但要注意水(液態)對溶液的稀釋作用。濃度的改變必須是真正參加反應離子的濃度，如酸堿中和反應影響速率的是H、OH濃度。催化劑在化學反應過程中參與了反應，降低了正、逆反應的活化能，同等程度改變正、逆反應速率，但不會改變反應的限度和反應熱。升高溫度正反應速率和逆反應速率都加快，但加快的程度不同；降低溫度正反應速率和逆反應速率都減慢，但減慢的程度不同。2理論解釋有效碰撞理論(1)活化分子：能夠發生有效碰撞的分子。活化分子的能量較高。(2)有效碰撞：活化分子之間能夠引發化學反應的碰撞。有效碰撞的兩個條件：一是具有較高能量的活化分子，二是碰撞有合理取向。(3)活化能：如圖圖中：E1為正反應活化能，使用催化劑時的活化能為E3，E2為逆反應活化能，反應熱為E1E2。使用催化劑可以降低正、逆反應的活化能，但不影響反應的反應熱。活化能越低，反應速率越快。(4)活化分子、有效碰撞與反應速率的關系3利用vt圖理解外因對v正、v逆的影響圖甲圖乙圖丙圖丁(1)增大反應物濃度(圖甲)(2)增大壓強(圖乙)(3)升溫溫度(圖丙)(4)使用催化劑或等氣體體積反應加壓(圖丁)注意：壓強改變對氣體體積縮小的方向速率影響大。溫度改變對吸熱方向速率影響大。(1)決定化學反應速率快慢的根本因素是溫度、濃度和催化劑。()(2)對于任何反應，升高溫度和加壓均可以使反應速率增大。()(3)升高溫度，增大壓強，使用催化劑均可以增大活化分子百分數。()(4)可逆反應平衡后，升溫，吸熱反應速率增大，放熱反應速率減小。()(5)對于C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)，增加C的量，可以增大反應速率。()(6)鋅與硫酸反應時，硫酸的濃度越大，產生H2的速率越快。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)1對于N2(g)3H2(g)2NH3(g)，能量變化如圖所示：(1)圖中E的大小對該反應熱有無影響？_。該反應需要用鐵觸媒作催化劑，加鐵觸媒會使圖中B點升高還是降低？_，理由_。(2)如果反應速率v(H2)為0.15 mol/(Lmin)，則v(N2)_ mol/(Lmin)，v(NH3)_mol/(Lmin)。答案(1)無影響降低催化劑參與反應，改變了反應路徑，降低了反應的活化能(2)0.050.12有人說壓強對化學反應速率的影響是通過改變濃度實現的。你對這句話是如何理解的？并完成以下填空：_。一定溫度下，反應N2(g)O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行，回答下列措施對化學反應速率的影響(填“增大”“減小”或“不變”)。(1)縮小體積使壓強增大：_。(2)恒容充入N2：_。(3)恒容充入He：_。(4)恒壓充入He：_。 答案這句話是正確的。但壓強僅對有氣體參加的反應起作用。增大壓強，所有參與反應的氣體的濃度均增大，如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)增大壓強，SO2、O2、SO3的濃度均增大，正、逆反應速率均增大。而增大濃度可只增大反應物或生成物的濃度，若只增大反應物的濃度，v正瞬間增大，v逆不變。壓強對無氣體參與的反應無影響，但濃度仍可改變無氣體參與的反應的化學反應速率。(1)增大(2)增大(3)不變(4)減小壓強對速率的影響是通過改變體積而使濃度改變來實現的。對于氣體反應，有如下3種情況：(1)恒溫時，壓縮體積壓強增大反應物濃度增大反應速率加快。(2)恒溫恒容：充入“惰性氣體”總壓強增大，但各物質的濃度不變(活化分子濃度不變)，反應速率不變。(3)恒溫恒壓：充入“惰性氣體”體積增大各反應物濃度減小(活化分子濃度減小)反應速率減慢。命題點1化學反應速率的一般影響因素1(2019松原模擬)反應3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)在一容積可變的密閉容器中進行，下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是()A保持容積不變，增加H2O(g)的物質的量 B將容器的容積縮小一半C保持容積不變，充入Ar使壓強增大D保持壓強不變，充入Ar使容積增大CA項，反應物H2O(g)濃度增大，反應速率增大；B項，容積縮小，氣體濃度增大，反應速率加快；C項，氣體濃度不變，反應速率不變；D項，氣體濃度減小，反應速率減小。2在Ag催化作用下，Cr3被S2O氧化為Cr2O的機理為S2O2Ag=2SO2Ag2(慢)，2Cr36Ag27H2O =6Ag14HCr2O(快)，下列有關說法正確的是 ()A反應速率與Ag濃度有關BAg2也是該反應的催化劑CAg能降低該反應的活化能和焓變D反應決定整個反應的反應速率AAg2為中間產物不是催化劑，B錯誤；催化劑Ag不改變焓變，C錯誤；慢反應決定整個反應速率，D錯誤。3(2019武漢模擬)當1,3丁二烯和溴單質以物質的量之比為11加成時，其反應機理及能量變化如下：不同反應條件下，經過相同時間測得生成物組成如下表：實驗編號反應條件反應時間產物中A的物質的量分數產物中B的物質的量分數115 t min62%38%225 t min12%88%下列分析不合理的是()A產物A、B互為同分異構體，由中間體生成A、B的反應互相競爭B實驗1測定產物組成時，體系已達平衡狀態C相同條件下由活性中間體C生成產物A的速率更快D實驗1在t min時，若升高溫度至25 ，部分產物A會經活性中間體C轉化成產物BB產物A、B分子式相同，結構不同，二者互為同分異構體，由題表知，活性中間體C在不同溫度下生成A、B的量不同，但A、B的總量不變，故由中間體生成A、B的反應互相競爭，A項正確；實驗1測定產物組成時，不能確定各物質含量保持不變，體系不一定達到平衡狀態，B項錯誤；從圖像中反應活化能分析可知，相同條件下由活性中間體C生成產物A的活化能較小，則速率更快，C項正確；結合題表中數據知，實驗1在t min時，若升高溫度至25 ，部分產物A會經活性中間體C轉化成產物B，D項正確。命題點2可逆反應的v(正)、v(逆)的影響問題分析4(雙選)在恒溫恒容密閉容器中的可逆反應：A(g)3B(g)2C(g)H0，下列敘述錯誤的是()A升高溫度，v(正)、v(逆)都增大，但v(正)增加的程度更大B增大壓強，v(正)、v(逆)都增大，但v(正)增加的程度更大C增大A的濃度，v(正)會增大，但v(逆)會減小D使用催化劑，一般v(正)、v(逆)同時增大，而且增大的倍數相同AC根據方程式可知，正反應是放熱反應，所以升高溫度，正、逆反應速率都是增大的，但吸熱反應即逆反應速率增加的程度更大，A錯誤；正反應是氣體分子數減小的反應，所以增大壓強，正、逆反應速率都是增大的，但正反應速率增加的程度更大，平衡向正反應方向移動，B正確；增大反應物的濃度，正反應速率突然增大，而逆反應速率瞬間不變，后逐漸增大，平衡向正反應方向移動，C錯誤；催化劑可同等程度改變正、逆反應速率，D正確。5對于反應2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0已達平衡，如果其他條件不變時，分別改變下列條件，對化學反應速率和化學平衡產生影響，下列條件與圖像不相符的是(ot1：v(正)v(逆)；t1時改變條件，t2時重新建立平衡)() A增加氧氣的濃度 B增大壓強 C升高溫度D加入催化劑C升高溫度，v(正)、v(逆)均增大，C錯誤。vt圖模型2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0t1：增大SO2或O2的濃度，t2：降低溫度，t3：增大壓強，t4：使用催化劑 “控制變量法”探究反應速率的影響因素科學探究與證據推理在研究影響化學反應速率的因素時，由于外界影響因素較多，故為搞清某個因素的影響均需控制其他因素相同或不變，再進行實驗，因此，常用控制變量思想解決該類問題。體現了科學探究與證據推理的化學核心素養。1解答策略(1)確定變量解答這類題目時首先要認真審題，理清影響實驗探究結果的因素有哪些。(2)定多變一在探究時，應該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。(3)數據有效解答時注意選擇數據(或設置實驗)要有效，且變量統一，否則無法作出正確判斷。2解法示例探究溫度、催化劑對反應：2H2O2=2H2OO2的影響，可以確定催化劑(是否加入MnO2)和溫度(加熱、常溫)作為可變量，其他的則控制為不變量。探究對象的反應2H2O2=2H2OO2控制的可變量催化劑溫度控制的不變量濃度、溫度等濃度、催化劑等實驗方案取相同量的5%H2O2溶液于兩支規格相同的試管中，向其中一支試管中加入少量MnO2，另一支不加，在常溫下觀察取相同量的5% H2O2溶液于兩支規格相同的試管中，給其中一支試管加熱，另一支不加熱，觀察1(2019鄭州模擬)某興趣小組將表中所給混合溶液分別加入6個盛有過量鋅粒的反應瓶中，以研究硫酸銅的濃度對稀硫酸與鋅反應生成氫氣速率的影響。下列判斷錯誤的是()實驗組別混合溶液1234564 molL1 H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100AV130，V610，V720B本實驗利用了控制變量思想，變量為銅離子濃度C反應一段時間后，實驗1中的金屬呈灰白色，實驗6中的金屬呈現紅色D該小組的實驗結論是硫酸銅的濃度與生成氫氣的速率成正比D本實驗利用控制變量思想，通過改變銅離子濃度，來研究硫酸銅的濃度對反應速率的影響，B項正確；要研究硫酸銅的濃度對反應速率的影響，則每組硫酸的量要保持相同，6組實驗的總體積也應該相同，根據實驗1和實驗6的數據，可知V130，V610，V720，A項正確；反應一段時間后，實驗1中的金屬為Zn，呈灰白色，實驗6中生成的銅附著在鋅上，金屬呈現紅色，C項正確；硫酸銅的濃度較小時，鋅與置換出的銅形成原電池，化學反應速率加快，硫酸銅的濃度較大時，鋅與硫酸銅反應生成的銅會附著在鋅上，阻礙鋅與硫酸反應，氫氣生成速率下降，故硫酸銅的濃度與生成氫氣的速率不成正比，D項錯誤。2(2019黑龍江名校聯考)圖甲表示的是H2O2分解反應進程中的能量變化。在不同溫度下，分別向H2O2溶液(20 gL1)中加入相同體積且物質的量濃度均為0.5 molL1的不同溶液，反應中H2O2濃度隨時間的變化如圖乙所示。從圖中得出的結論不正確的是()圖甲圖乙AH2O2的分解反應為放熱反應 B斷裂共價鍵所需的能量：2E(OO)1E(O=O)C加入相同物質時，溫度越高，H2O2分解的速率越慢D相同溫度下，加入不同物質的溶液，堿性越強，H2O2分解的速率越慢C根據題圖甲知反應物的總能量大于生成物的總能量，故該反應為放熱反應，A項正確；根據2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)H0，以及反應中的能量變化等于反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能，可知4E(HO)2E(OO)4E(HO)1E(O=O)0，即2E(OO)c，溫度：ca，故無法判斷， 選項B錯誤；相同溫度下，隨著時間的延長，反應物的濃度逐漸減小，反應速率逐漸減小，因此a點的正反應速率大于b點的逆反應速率，選項C正確；由圖像知，開始時環戊二烯的濃度為1.5 molL1，b點時的濃度為0.6 molL1，設環戊二烯轉化的物質的量濃度為2x molL1，則有： 2二聚體初始物質的量濃度/(molL1) 1.5 0轉化物質的量濃度/(molL1) 2x x平衡物質的量濃度/(molL1) 0.6 x則有1.52x0.6，解得x0.45，因此選項D正確。答案CD2(2018全國卷，節選)(1)F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25 時N2O5(g)分解反應：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示t時，N2O5(g)完全分解：t/mi