化学反应速率 高考总复习.docx
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化学反应速率高考总复习
化学反应速率
课前引入:
在前面的学习中，主要讨论了化学反应中的物质变化及伴随发生的能量变化两个问题。
接下来我们一起思考一些现象：
爆炸溶洞形成
铁桥生锈牛奶变质
我们可以很轻松的知道以上化学变化的“快”与“慢”，但是，这样的“快”与“慢”是相对的，是一种定性比较，通常要确定一个参照物。
思考1：
如果我们定量表示一个反应的快慢，需要一个特定的词来表示，这个词可以用什么？
答：
思考2：
怎样表示，单位时间内物质改变的质量，物质的量，浓度？
答：
定义：
知识点一、化学反应速率
1．表示
化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
（1）计算公式：
vA＝
。
（2）常用单位：
mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
2．意义
化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时，其数值可以不同，但这些数值所表示的意义相同。
3．规律
对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
如对于反应：
mA（g）＋nB（g）⇌pC（g）＋qD（g），v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝m∶n∶p∶q。
要点:
（1）一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种反应物或哪一种生成物来表示。
（2）无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取正值，而且是某一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率。
（3）在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，故一般不用固体或纯液体物质来表示反应速率。
（4） 计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
方法：
反应速率大小比较的两种方法
同一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，还要进行一定的转化：
（1）换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
（2）比较化学反应速率与化学计量数的比值。
如反应aA＋bB⇌cC，要比较v（A）与v（B）的相对大小，即比较
与
的相对大小，若
＞
，则用v（A）表示的反应速率比用v（B）表
例1. 将4molA和2molB在2L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：
2A（s）＋B（g）⇌2C（g），反应2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1。
下列说法正确的是（ ）
A．用物质A表示2s内的平均反应速率为0.3mol·L－1·s－1
B．用物质B表示2s内的平均反应速率为0.6mol·L－1·s－1
C．2s时v（C）＝0.3mol·L－1·s－1
D．2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1
解析 不能用固体物质的浓度表示化学反应速率，A错误；化学反应速率是平均值不是瞬时值，C错误；据题目条件知v（C）＝0.6mol·L－1÷2s＝0.3mol·L－1·s－1，则v（B）＝0.3mol·L－1·s－1÷2＝0.15mol·L－1·s－1，则2s时物质B的浓度为2mol÷2L－0.6mol·L－1÷2＝0.7mol·L－1，B错误，D正确。
答案 D
例2． 反应：
3A（g）＋B（g）===2C（g）＋2D（g），在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为
①v（A）＝0.6mol·L－1·min－1；
②v（B）＝0.45mol·L－1·min－1；
③v（C）＝0.015mol·L－1·min－1；
④v（D）＝0.45mol·L－1·min－1
则此反应在不同条件下进行最快的是（ ）
A．②③B．①③C．②④D．②
答案 D
例3．下列关于化学反应速率的说法正确的是（ ）
A．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
B．化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1所表示的意思是时间为1s时，某物质的浓度为0.8mol·L－1
C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
答案 C
解析 化学反应速率是指单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物物质的量浓度的增加，是平均速率，可以表示化学反应的快慢；因为固体和纯液体的浓度是一个常数，所以不能用固体和纯液体表示反应速率，所以A、B两项错误，C项正确。
对无明显现象的化学反应来说，无法通过现象来体现反应速率的大小。
例4．在某一化学反应中，反应物A的浓度在10s内从0.8mol·L－1变为0.2mol·L－1，则在这10s内A的化学反应速率为（ ）
A．0.02mol·L－1B．0.02mol·L－1·s－1
C．0.06mol·L－1·s－1D．0.06mol·L－1·min－1
答案 C
解析 10s内A的化学反应速率为（0.8mol·L－1－0.2mol·L－1）÷10s＝0.06mol·L－1·s－1。
例5．某温度下，在2L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：
（1）由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
（2）5min内用Z表示的平均反应速率为________________________________________。
（3）化学反应速率受到很多因素的影响，例如：
实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用________原理加快了氢气生成的速率。
答案
（1）3X＋Y⇌3Z
（2）0.06mol·L－1·min－1
（3）原电池
知识点二、影响化学反应速率的因素
1．温度对化学反应速率影响的探究
实验
操作
试管中均为2～3mL相同浓度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液
实验
现象
①产生气泡速率最慢
②产生气泡速率较快
③产生气泡速率最快
实验
结论
对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，温度越高，H2O2的分解速率越快
2.催化剂对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象
①有少量气泡出现
②产生大量气泡
③产生大量气泡
实验结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2的分解速率加快
3.影响化学反应速率的因素
（1）主要因素（内因）
不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。
（2）外界因素（外因）
①温度：
当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。
②催化剂：
当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。
③浓度：
当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。
④压强：
对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。
⑤固体表面积：
固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。
⑥反应物状态：
一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。
⑦形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。
注意：
（1）升高温度，无论对于吸热反应还是放热反应，都能加快化学反应速率。
（2）催化剂分为正催化剂和负催化剂，正催化剂可以加快化学反应速率，负催化剂可以减慢化学反应速率。
例6.在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？
（1）集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：
_____________________。
（2）黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒：
____________________________________。
（3）KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI___________。
（4）熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体：
___________________。
（5）同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢：
________________________________________________________________________。
（6）同样大小的石灰石分别在0.1mol·L－1的盐酸和1mol·L－1的盐酸中反应速率不同：
________________________________________________________________________。
（7）夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象：
_______________________________
________________________________________________________________________。
（8）葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，在正常体温（37℃）时，就可以被氧化，这是因为：
___________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
（1）光
（2）反应物的接触面积 （3）在溶液中，水作溶剂，增大了接触面积
（4）催化剂 （5）反应物本身的性质 （6）反应物的浓度 （7）反应温度
（8）人体里的生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应所需要的能量，所以在人体温度的范围内就可以发生反应
解析 影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。
例:
7. 向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小的排列顺序正确的是（ ）
甲：
500℃，10molSO2和5molO2反应
乙：
500℃，V2O5作催化剂，10molSO2和5molO2反应
丙：
450℃，8molSO2和5molO2反应
丁：
500℃，8molSO2和5molO2反应
A．甲、乙、丙、丁B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙D．丁、丙、乙、甲
解析 温度高，浓度大，且使用催化剂，反应速率最快，乙组最快。
其次是甲，最慢的是丙。
答案 C
例8. 下列各组反应（表中物质均为反应物），在反应刚开始时，放出H2的速率最大的是（ ）
金属（粉末状）/mol
酸的浓度及体积
反应温度/℃
A
Mg∶0.1
6mol·L－1硝酸10mL
60
B
Mg∶0.1
3mol·L－1盐酸10mL
60
C
Fe∶0.1
3mol·L－1盐酸10mL
60
D
Mg∶0.1
3mol·L－1硫酸10mL
60
答案 D
解析 影响反应速率的内因是反应物本身的性质，外因是反应条件，C速率最小。
Mg与HNO3不会产生氢气，B、D只比较c（H＋）即可，而盐酸为一元强酸，硫酸为二元强酸，因此相同浓度的盐酸与硫酸中，硫酸的c（H＋）大于盐酸，D符合题意。
例9．在反应C（s）＋CO2（g）⇌2CO（g）中，不可能使反应速率明显增大的措施是（ ）
A．增大压强B．升高温度
C．增大CO2的浓度D．增加碳的量
答案 D
解析 增大压强、升高温度、增大CO2的浓度均能增大反应速率；增加固体的用量，因其浓度是常数，故反应速率不会增加，选D。
例10．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。
下列因素中，影响该反应速率的是（ ）
①盐酸的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度
④Cl－的浓度
A．①④B．③④
C．①③D．②③
答案 C
解析 镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。
在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。
随堂练习：
1.已知某条件下,合成氨反应的数据如下:
N2+3H2
2NH3
起始浓度/（mol·L-1）1.03.00.2
2s末浓度/（mol·L-1）0
.61.81.0
4s末浓度/（mol·L-1）0.41.21.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时,下列说法中错误的是（ ）
A.2s末氨气的反应速率=0.4mol·L-1·s-1
B.前2s时间内氨气的平均反应速率=0.4mol·L-1·s-1
C.前4s时间内氨气的平均反应速率=0.3mol·L-1·s-1
D.2~4s时间内氨气的平均反应速率=0.2mol·L-1·s-1
解析化学反应速率是平均反应速率,而不是瞬时速率,A是错误的。
答案A
2.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到100mL。
此时,X与盐酸缓缓地进行反应,其中反应速率最大的是（ ）
A.10℃20mL3mol·L-1的X溶液
B.20℃30mL2mo
l·L-1的X溶液
C.20℃10mL4mol·L-1的X溶液
D.10℃20mL2mol·L-1的X溶液
解析温度越高,反应速率越大;浓度越大,反应速率越大。
由于溶液体积均为100mL,则X物质的量越大,浓度越大。
答案B
3.在一定温度下容积不变的容器中进行反应2X（g）
2Y（g）+Z（g）,若Y的浓度由0.048mol·L-1增加到0.12mol·L-1需18s,那么由0.12mol·L-1增加到0.2mol·L-1,需要反应的时间是（ ）
A.等于20sB.等于18s
C.大于20sD.大于18s
解析反应物浓度越小,反应速率越小,若浓度的增加量相同,则后期所用的时间长。
如果不考虑浓度的影响,生成物浓度的增加量应该与反应时间成正比,即所需时间为20s。
但由于后期反应物浓度变小,反应速率变小,所需时间应该大于20
s,故选
C。
答案C
4.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气的速率变化曲线如图所示。
最能影响该反应速率的两种因素是（ ）
①盐酸的浓度 ②镁条的表面积
③溶液的温度 ④Cl-的浓度
A.①④B.③④C.①③D.②③
解析镁与盐酸反应的离子方程式为
Mg+2H+
Mg2++H2↑,与H+有关,与Cl-无关。
在镁与盐酸的反应中,刚开始时H+的浓度最大,反应速率应最大,但由于此反应为放热反应,温度升高,化学反应速率还会增大,随着化学反应的进行,H+浓度逐渐减小,化学反应速率又逐渐减慢。
答案C
5．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：
Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是（ ）
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/（mol·L－1）
V/mL
c/（mol·L1－）
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
解析影响化
学反应速率的因素众多,本题从浓度和温度两个因素考查。
只要抓住浓度越大,温度越高,反应速率越大,便可以选出正确选项D。
答案D
6.已知FeCl3和MnO2都可作H2O2分解制O2的催化剂,为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是（ ）
解析当探究温度对化学反应速率的影响时,必须保证其他条件相同的情况下,再改变温度观察反应速率的变化。
答案D
7.草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:
Mn+H2C2O4+H+
Mn2++CO2↑+H2O（未配平）,用4mL0.001mol·L-1KMnO4溶液与2mL0.01mol·L-1H2C2O4溶液研究不同条件对化学反应速率的影响。
改变的条件如下:
实验编号
10%硫酸体积/mL
温度/℃
其他物质
Ⅰ
2
20
—
Ⅱ
2
20
10滴饱和
MnSO4溶液
Ⅲ
2
30
—
Ⅳ
1
20
1mL蒸馏水
（1）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
（2）如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验 和 （用Ⅰ~Ⅳ表示,下同）;如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验 和 。
（3）对比实验Ⅰ和Ⅳ,可以研究 对化学反应速率的影响,实验Ⅳ加入1mL蒸馏水的目的是 。
解析与实验Ⅰ相比,实验Ⅱ外加了MnSO4溶液,因此实验Ⅰ和Ⅱ是研究催化剂对反应速率的影响;与实验Ⅰ相比,实验Ⅲ中,温度由20℃升至30℃,因此实验Ⅰ和Ⅲ是研究温度对反应速率的影响;与实验Ⅰ相比,实验Ⅳ中外加蒸馏水后溶液总体积不变,但c（H+）（或H2SO4浓度）减小,因此实验Ⅰ和Ⅳ是研究c（H+）（或H2SO4浓度）对反应速率的影响。
答案
（1）2∶5
（2）Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ
（3）c（H+）（或硫酸的浓度） 确
保实验中KMnO4、H2C2O4浓度不变和溶液总体积不变
8.在25℃时,向100mL含HCl14.6g的盐酸中,放入5.6g铁粉,反应进行到2s时收集到氢气1.12L（标准状况）,之后反应又进行4s,铁粉全溶解。
若不考虑体积变化,则:
（1）前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为 ;
（2）后4s内用HCl表示的平均反应速率为 ;
（3）前2s与后4s比较,反应速率 较快,其可能的原因是 。
解析由题意可知,n（HCl）==0.4mol,n（Fe）==0.1mol,盐酸过量。
反应Fe+2HCl
FeCl2+H2↑,则:
（1）前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为v（FeCl2）==0.25mol·L-1·s-1。
（2）后4s内用HCl表示的平均反应速率为v（HCl）==0.25mol·L-1·s-1。
答案
（1）0.25mol·L-1·s-1
（2）0.25mol·L-1·s-1
（3）前2s 前2s时段内盐酸浓度比后4s时段内大
课后作业：
一、选择题
1．下列有关反应速率的叙述中，不正确的是（ ）
A．反应速率用于衡量化学反应进行的快慢
B．反应物的性质是决定反应速率快慢的主要因素
C．在不同温度时，鲜牛奶变酸的速率：
28℃时＞5℃时
D．相同体积、不同浓度的盐酸分别
与大小、形状都相同的铁片反应的速率：
1mol·L－1时＜0.1mol·L－1时
2．反应A（g）＋3B（g）⇌2C（g）＋2D（g），在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别如下，其中反应速率最大的是（ ）
A．v（C）＝0.04mol·（L·s）－1
B．v（B）＝0.06mol·（L·min）－1
C．v（A）＝0.15mol·（L·min）－1
D．v（D）＝0.01mol·（L·s）－1
3．在2L容积不变的容器中，发生N2＋3H2⇌2NH3的反应。
现通入4molH2和4molN210s内用H2表示的反应速率为0.12mol/（L·s），则10s后容器中N2的物质的量是（ ）
A．1.6molB．2.8mol
C．3.2molD．3.6mol
4．反应4A（s）＋3B（g）===2C（g）＋
D（g），经2min后B的浓度减少0.6mol/L。
对此反应速率的正确表示是（ ）
A．用A表示的反应速率是0.4mol/（L·min）
B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3：
2：
1
C．在2min末的反应速率用B表示是0.3mol/（L·min）
D．在这2min内用B和C表示的速率的值都是逐渐减小的
5．为了说明影响化学反应进行快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是（ ）
A．大小相同、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样大
B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同浓度的盐酸反应时，大理石粉反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，向其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
6．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ ）
A．20℃30mL2mol/L
的X溶液
B．10℃20mL3mol/L的X溶液
C．20℃10mL4mol/L的X溶液
D．10℃10mL2mol/L的X溶液
7．向100mL2m
ol·L－1稀硫酸中加入过量的锌粉，在一定温度下发生反应，为了减缓反应速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的（ ）
A．硫酸钾溶液B．氢氧化钠（固体）
C．碳酸钠（固体）D．水
7.下列各组反应（表中物质均为反应物），在反应刚开始时，放出H2的速率最大的是（ ）
金属（粉末状）mol
酸的浓度及体积
反应
温度
A
Mg 0.1
6mol/L硝酸 10mL
60℃
B
Mg 0.1
3mol/L盐酸 10mL
60℃
C
Fe 0.1
3mol/L盐酸 10mL
60℃
D
Mg 0.1
3mol/L硫酸 10mL
60℃
9．对于反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，下列为四种不同情况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最快的是（ ）
A．v（NH3）＝0.2mol·L－1·s－1
B．v（O2）＝14mol·L－1·min－1
C．v（H2O）＝0.25mol·L－1·s－1
D．v（NO）＝9mol·L－1·min－1
二、非选择题
10．某温度时，在2L密闭容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
由图中数据分析，该反应的化学方
程式为：
___________________________________________________。
反应开始至2min，Z的平均反应速率为_____
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