化学反应速率(精讲)(人教版2019选择性必修1)(解析版).docx

2.1 化学反应速率（精讲）
思维导图

常见考点

考点一 化学反应速率的计算
【例1-1】（2022·广西桂林·高二期末）一定条件下，向一4L密闭容器中充入2mol和8mol发生反应：，5min后测得的物质的量为4mol，下列说法正确的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】列出三段式：
，由此解析。
A．        ，故A正确；
B． ，故B错误；
C．        ，故C错误；
D． ，故D错误；
故选A。
【例1-2】（2022·全国·高二课时练习）在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用vA、vB、vC表示，已知2vB=3vA、3vC=2vB，则此反应可表示为
A．A+3B=2C B．2A+3B=2C C．3A+B=2C D．A+B=C
【答案】B
【解析】在密闭容器里，A与B反应生成C，则A与B是反应物，C是生成物。在同一反应中用不同物质表示反应速率时，速率比等于方程式中相应物质的化学计量数的比。由于2vB=3vA、3vC=2vB，则n(A)：n(B)：n(C)=vA：vB：vC=2：3：2，故化学方程式为2A+3B=2C；答案选B。
【例1-3】（2022·全国·高二课时练习）在2L密闭容器中，3molA和1molB发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)，10s末时，生成0.6mol/LC，下列说法正确的是
A．10s内，v(D)=0.12mol/(L·s) B．10s末时，物质A的转化率为40%
C．10s末时，B的物质的量为0.4mol D．10s末时，C的物质的量分数为15%
【答案】C
【解析】A． 10s末时，生成0.6mol/LC，由反应可知，生成1.2molC的同时也生成1.2molD，则v(D)＝，故A错误；
B．由变化量之比等于化学计量数之比可得，生成1.2molC时，消耗的A的物质的量为1.8mol，则A的转化率=，故B错误；
C．由变化量之比等于化学计量数之比可得，生成1.2molC时，消耗的B的物质的量为0.6mol，则剩余的B的物质的量为1mol-0.6mol=0.4mol，故C正确；
D．由以上分析可知，平衡时A的物质的量为3mol -1.8mol=1.2mol，B的物质的量为0.4mol，C和D的物质的量均为1.2mol，则C 的物质的量分数为=，故D错误；故选：C。
【一隅三反】
1．（2022·全国·高二课时练习）在的反应中，2s后，的物质的量浓度增加了，用来表示反应速率为
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】在的反应中，2s后，的物质的量浓度增加了，用表示的化学反应速率为v==，根据化学反应速率之比等于计量数之比，故用来表示反应速率为=；答案选C。
2．（2021·吉林·汪清县汪清第四中学高二阶段练习）在容积不变的密闭容器中，A和B反应生成C和D，其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)、v (D)表示。已知2 v (A)= v (C)、 3v (B)=4 v (D)、3 v (A)=2 v (D)，则此反应可表示为
A．3A+4B=2C+3D B．3A+4B=4C+2D
C．2A+4B=4C+3D D．A+4B=3C+3D
【答案】C
【解析】由3v (B)=4 v (D)、3 v (A)=2 v (D)可知，v (B)=2v (A)，由反应速率之比等于化学计量数之比可得：A、B、C、D的化学计量数之比为v (A)：2 v (A)：2v (A)：=2：4：4：3，反应的化学方程式为2A+4B=4C+3D，故选C。
3．将6 mol A和5 mol B混合于4 L恒容密闭容器中，发生如下反应： ，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D，经测定以C表示的平均反应速率为0.1。则下列结论中正确的是
A．5 s内以A表示的平均反应速率为0.075
B．平衡时，B的浓度为4
C．n值等于1
D．当反应速率符合2v正(A)=3v逆(D)达到平衡
【答案】A
【解析】A．平衡时生成2mol的D，所以参加反应的A为1.5mol，故，故A正确；
B．平衡时生成2mol的D，所以参加反应的B为0.5mol，故平衡时B的物质的量为5mol-0.5mol=4.5mol，平衡时B的浓度为，故B错误；
C．速率之比等于化学计量数之比，故3：n=0.075mol•(L•s)-1：0.1mol••(L•s)-1，解得n=4，故C错误；
D．平衡时正逆反应速率相等，即4v正(A)=3v逆(D) 达到平衡，故D错误；
故选：A。
4．已知，反应速率分别用、、、表示，正确的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】A．由于v(O2)：v(NO)=5：4，所以，A正确；
B．由于v(O2)：v(H2O)=5：6，所以，B错误；
C．由于v(NH3)：v(H2O)=4：6=2：3，所以，C错误；
D．由于v(NH3)：v(O2)=4：5，所以，D错误；
故合理选项是A。
考点二 比较化学反应速率
【例2-1】（2022·贵州遵义·高二期末）对于可逆反应在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】A．即为v(NH3)=×v(H2O)=60s/min××0.05mol⋅L−1⋅s−1=2mol⋅L−1⋅min−1；
B．v(O2)=1mol⋅L−1⋅min−1即为v(NH3)=×v(O2)=×1mol⋅L−1⋅s−1=0.8mol⋅L−1⋅s−1；
C．v(NO)=1.6mol⋅L−1⋅min−1即为v(NH3)=v(NO)=1.6mol⋅L−1⋅min−1；
D．
综上所述，反应最快的是，故答案为A。
【例2-2】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①v(A)= 24mol·L-1·min-1，②v(B)=1.5 mol·L-1·s-1，③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1，④v(D)=0.5 mol·L-1·s-1，该反应进行的快慢顺序为
A．①<③<②<④ B．④<③<①<② C．②>①>④>③ D．④>③>②>①
【答案】C
【解析】同一反应中，不同物质的反应速率与反应方程式中的化学计量数的比值越大，反应速率越快，由题给数据可得：==0.4、==0.5、==0.2、==0.25，则反应进行的快慢顺序为②>①>④>③，故选C。
【一隅三反】
1．（2022·四川达州·高二期末）反应在不同条件下用不同物质表示的化学反应速率如下，其中反应最快的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】由经验公式可知，同一化学反应中物质的反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越大，==、==、==、==，则反应速率最大的为C，故选C。
2．反应4A(g)+3B(g)=2C(g)+5D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为(   )
①v(A)=0.02mol·L-1·s-1；②v(B)=0.6mol·L-1·min-1；③v(C)=0.3mol·L-1·min-1；④v(D)=1.2mol·L-1·min-1
其中表示该反应速率最慢的是(   )
A．① B．② C．③ D．④
【答案】C
【解析】v(A)=0.02mol·L-1·s-1=1.2mol·L-1·min-1，反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，则
①=0.3；②=0.2；③=0.15；④=0.24，显然表示该反应速率最慢的是③，故选C。
3．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
①v(A)＝0.45 mol·L-1·s-1　②v(B)＝0.6 mol·L-1·s-1　③v(C)＝0.4 mol·L-1·s-1　
④v(D)＝0.45 mol·L-1·s-1。下列有关反应速率的比较中正确的是
A．④>③＝②>① B．①>④>②＝③
C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
【答案】B
【解析】同一化学反应中，不同物质表示的速率比等于系数比，都转化为用A表示的反应速率。①v(A)＝0.45 mol·L-1·s-1；②v(A)＝v(B)＝0.6 mol·L-1·s-1=0.2 mol·L-1·s-1；　③v(A)＝v(C)＝0.4 mol·L-1·s-1=0.2 mol·L-1·s-1；④v(A)＝v(D)＝0.45 mol·L-1·s-1=0.225 mol·L-1·s-1，所以①>④>②＝③，故B正确；选B。
考点三 影响化学反应速率的因素
【例3-1】（2022·四川省蒲江县蒲江中学高二阶段练习）密闭容器中发生反应。下列措施能增大反应速率的是
A．增加C的物质的量 B．降低反应温度
C．将容器的体积缩小一半 D．保持压强不变，充入
【答案】C
【解析】A．固体不影响反应速率，A错误；
B．温度降低，活化分子百分数降低，反应速率降低，B错误；
C．将容器的体积缩小一半，相当于加压，浓度增大，化学反应速率增大，C正确；
D．保持压强不变，充入 N2相当于减压，体积增大，浓度减小，反应速率降低，D错误；
故选C。
【例3-2】（2022·宁夏·银川二中高二阶段练习）回答下列问题：
(1)我校化学社团做了如下探究实验：利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究外界条件改变对化学反应速率的影响。实验数据如表所示：
实验
序号
实验温度/K
KMnO4溶液(含硫酸)
H2C2O4溶液
H2O
溶液颜色褪至无色时所需时间/s

A
293
2
0.02
5
0.1
3

B
293
2
0.02
3
0.1

8
C
313
2
0.02

0.1
5

①写出该反应的离子方程式：__ _____。
②通过实验A、B可探究_______(填外部因素)的改变对反应速率的影响，其中V1=_______；通过实验_______(填实验序号)可探究温度变化对化学反应速率的影响。
③利用实验B中数据计算，用KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=_______。
④实验中发现：反应一段时间后该反应速率会突然加快，造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与H2C2O4之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是_______，相应的粒子最有可能是_______。
(2)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应：2NO+2CO2CO2+N2。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，如表所示。
       实验
编号
t/℃
NO初始浓度/mol·L-1
CO初始浓度/mol·L-1
催化剂的比表面积/m2/g
I
280

82
II
280

b
124
Ⅲ
350
a

82
①表中a=_______，b=_______。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验_______(填实验编号)。
③实验I和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示，其中表示实验II的是曲线_______(填“甲”或“乙”)。

【答案】(1)          H2C2O4溶液浓度的改变对反应速率的影响     5     BC          催化作用     Mn2+
(2)               I、Ⅲ     乙
【解析】(1)①酸性KMnO4具有强氧化性，和H2C2O4溶液反应生成二氧化碳和锰离子，反应为；
②实验A、B中控制的变量为H2C2O4溶液浓度，可探究H2C2O4溶液浓度的改变对反应速率的影响，实验中溶液总体积要相同，故其中V1=5；
实验BC中控制的变量为H2C2O4溶液浓度，通过实验BC可探究温度变化对化学反应速率的影响。
③实验B中n(KMnO4)=2×10-3L×0.02mol/L=4×10-5mol，n(H2C2O4)=3×10-3L×0.1mol/L=3×10-4mol，反应中H2C2O4过量，KMnO4全部反应；KMnO4起始浓度为，用KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)= 。
④反应一段时间后该反应速率会突然加快，造成此种变化的原因是反应体系中的生成的锰离子对KMnO4与H2C2O4之间的反应有催化作用，故填：催化作用，Mn2+；
(2)①验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，设计了三组实验，实验I、II中变量为催化剂的比表面积，则b=；实验I、Ⅲ中变量为温度，则a=；
②实验I、Ⅲ中变量为温度，能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验I、Ⅲ；
③已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率，实验Ⅱ中催化剂的比表面积更大，反应速率更快，故表示实验II的是曲线乙。
【一隅三反】
1．在一密闭容器中发生反应：3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)，下列判断正确的是（       ）
A．升高反应温度对反应限度无影响
B．改变H2的浓度对正反应速率无影响
C．保持体积不变，充入N2反应速率增大
D．保持压强不变，充入N2反应速率减小
【答案】D
【解析】A.升高反应温度加快化学反应速率，平衡向着吸热方向移动，所以改变温度，对反应限度有影响，故A错误；
B.增大反应物的浓度加快化学反应速率，平衡正向移动，减小反应物的浓度减慢化学反应速率，平衡逆向移动。因为H2属于反应物，所以改变H2的浓度对正反应速率有影响，故B错误；
C.保持体积不变，充入N2气使体系压强增大，但反应物和生成物的浓度不变，所以反应速率不变，故C错误；
D.压强不变，充入N2使容器的体积增大，反应气体的浓度减小，反应速率减小，故D正确；
故选D。
2．I.为探究H+对MnO2与H2O2反应速率的影响。现取等量MnO2和表中有关物质，在相同温度下进行4组实验，分别记录收集20.0mLO2所需时间。
实验编号
1
2
3
4
10%H2O2的体积/mL
5.0
5.0
V1
V2
20%硫酸的体积/mL
0
0.5
1.0
V3
水的体积/mL
15.0
14.5
V4
13.5
所需时间t/s
t1
t2
t3
t4
已知酸性条件下时：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O
(1)表中V2=____mL，V4=_____mL。
(2)实验测得t2>t3>t4，则可得出的实验结论是____。
II.已知反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)生成N2的初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为v=kcx(NO)cy(H2)，k为速率常数。在800℃时测得的相关数据如表所示。
实验数据
初始浓度
生成N2的初始速率/mol·L-1·s-1
c(NO)/mol·L-1
c(H2)/mol·L-1
1
2.00×10-3
6.00×10-3
1.92×10-3
2
1.00×10-3
6.00×10-3
4.80×10-4
3
2.00×10-3
3.00×10-3
9.60×10-4
(3)由表中的数据可算出x、k的值：x=_____，k=____。
(4)若800℃时，初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3mol·L-1，则生成N2的初始速率为_____mol·L-1·s-1。
【答案】(1)     5.0     14.0
(2)其他条件相同的情况下，H+的浓度越大，反应速率越快
(3)     2     8×104
(4)5.12×10-3
【解析】(1)为了探究H+浓度对MnO2与H2O2反应速率的影响，只改变H+浓度，其他量都必须相同，所以V1=5.0mL；水和硫酸的体积之和为15.0mL，所以表中V4=14.0mL。
(2)实验测得t2>t3>t4，则实验2、3、4的反应速率依次加快，则可得出的实验结论是:其他条件相同的情况下，H+的浓度越大，反应速率越快。
(3)将3组实验数据代入v=k cx(NO)•cy(H2)，中有：
，
，
，解得：x=2，y=1，k=8×104。
(4)若800℃时，初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3mol·L-1，则生成N2的初始速率v=8×104×c2(NO)·c( H2) =8×104×(4.00×10-3)2×(4.00×10-3)=5.12×10-3mol·L-1·s-1。
3．（2022·江西吉安·高二期末）I.实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素。请回答相关问题：
编号
温度/℃
溶液
酸性溶液
浓度/
体积/
浓度/
体积/
①
25
0.10
2.0
0.010
4.0
②
25
0.20
2.0
0.010
4.0
③
50
0.20
2.0
0.010
4.0
(1)实验时，分别量取溶液和酸性溶液，迅速混合并开始计时，通过测定_______来判断反应的快慢。
(2)实验①、②、③所加溶液均要过量，理由是_______。
(3)实验①和实验②是探究_______对化学反应速率的影响，实验②和③是探究_______对化学反应速率的影响。
(4)实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能原因是_______。
II.在恒容密闭容器中，用H2还原SO2，生成S的反应分两步完成(如图1所示)，该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2所示，请分析并回答如下问题：

(5)分析可知X为_______(填化学式)。
(6)时间段的温度为_______。
(7)时间段用SO2表示的化学反应速率为_______。
【答案】(1)溶液褪色时间
(2)根据反应方程式：，实验通过测定溶液的褪色时间判断反应的快慢，则三个实验中所加溶液均要过量
(3)     浓度     温度
(4)反应生成了具有催化作用的物质，其中可能起催化作用为
(5)H2S
(6)300℃
(7)
【解析】(1)溶液和酸性溶液反应的化学方程式为：，通过测量溶液褪色时间来判断反应的快慢；
(2)根据反应方程式：，实验通过测定溶液的褪色时间判断反应的快慢，则三个实验中所加溶液均要过量；
(3)①实验①和实验②溶液的浓度不同，其他实验条件均相同，则实验①和实验②探究溶液的浓度对化学反应速率的影响；
②实验②和实验③中温度不同，其他实验条件均相同，则验②和实验③探究温度对化学反应速率的影响；
(4)实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，说明可能反应生成了具有催化作用的物质，其中可能起催化作用为；
(5)根据图1可知，在300℃时，H2和SO2在催化剂条件下生成H2S，在100℃到200℃时，H2S与SO2在催化剂生成S和H2O，则物质X为H2S；
(6)由图2可知，时间段H2完全转化为H2S， H2和SO2的浓度降低且H2S的浓度增大，则时间段的温度为300℃；
(7)时间段用SO2浓度的变化量为，SO2的化学反应速率为。

考点四 活化能
【例4】（2021·江西·高二阶段练习）下列说法正确的是
A．增大压强，活化分子百分数增大，化学反应速率一定增大
B．升高反应体系温度，活化分子百分数增大，化学反应速率一定增大
C．一般使用催化剂可降低反应的活化能，活化分子百分数不变，化学反应速率增大
D．增大反应物的浓度，使活化分子百分数增大，化学反应速率增大
【答案】B
【解析】A．增大压强，单位体积内活化分子的数目增大，活化分子的百分数不变，故A错误；
B．升高温度，活化分子的百分数增大，反应速率增大，故B正确；
C．催化剂可以降低反应的活化能，增大活化分子百分数，故C错误；
D．加入反应物，反应物的浓度增大，单位体积内活化分子的数目增大，活化分子的百分数不变，故D错误；故选：B。
【一隅三反】
1．（2022·云南·昆明市第三中学高二期中）下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是
A．升高温度，使反应物分子中活化分子百分数增大
B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增大
C．对有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，单位体积内活化分子数增多
D．加入适宜的催化剂，使反应物分子中活化分子百分数增大
【答案】B
【解析】A．升温，反应物分子的能量升高，则活化分子百分数增大，A正确；
B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，活化分子百分数不改变，B错误；
C．对有气体参加的反应，增大压强使容器减小，则浓度增大，单位体积的活化分子数增多，C正确；
D．加入适宜的催化剂，降低反应的活化能，使反应物中活化分子百分数增大，D正确；
故选B。
2．（2022·广东·肇庆市实验中学高二期末）下列说法不一定正确的是
A．增大反应物浓度能增大单位体积内活化分子总数，化学反应速率增大
B．增大压强能增大活化分子百分数，化学反应速率增大
C．升高温度能增大活化分子百分数，化学反应速率增大
D．加入合适催化剂能增大活化分子百分数，化学反应速率增大
【答案】B
【解析】A．增大浓度，单位体积活化分子数目增多，则使有效碰撞次数增大，反应速率加快，故A正确；
B．增大压强是能增大单位体积活化分子总数，使化学反应速率增大，活化分子百分数未发生变化，故B错误；
C．升高温度，活化分子的百分数，反应速率增大，故C正确；
D．催化剂，降低反应所需的活化能，增大单位体积内活化分子的百分数，故D正确；
故选：B。
3．能增加反应物分子中活化分子的百分数的是:
①升高温度 ②增加浓度③增大压强 ④使用催化剂
A．① ③ B．①④ C．②③ D．①③④
【答案】B
【解析】①升高温度可以增大反应物分子中活化分子的百分数；
②增加浓度可使活化分子的浓度增大，即可增加单位体积内活化分子数，但百分数不变；
③增大压强可使活化分子的浓度增大，即可增加单位体积内活化分子数，但百分数不变；
④使用催化剂可增大反应物中的活化分子百分数；
因此符合条件的是①④，答案选B。