6.1化學(xué)反應(yīng)速率的計算以及影響因素

辱學(xué)習(xí)聚焦

化學(xué)反應(yīng)速率的定義與表達式

化學(xué)反應(yīng)速率的表示*/-------------------------

--------4化學(xué)反應(yīng)平均速率的計算

化學(xué)反應(yīng)速率

反應(yīng)物自身的性質(zhì)

影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素之外界條件

知識精講

知識點01化學(xué)反應(yīng)速率的意義和表示方法

意義：表示某一化學(xué)反應(yīng)進行快慢程度的一種物理量。

表示方法：用單位時間內(nèi)某?反應(yīng)物濃度的減少或某生成物濃度的增加來表示。

【即學(xué)即練1】2.一定溫度下，在100mL溶液中發(fā)生反應(yīng):H2O2+2HI=2H2O+I2O己知某時刻HQ?的

濃度為0.9molLL20s后變?yōu)?.6mol.L1下列敘述不巧硬的是

A.20s內(nèi)v(H2Oj=().()15molLLs/B.v(H2O2):v(HI)=l:2

C.20s內(nèi)HQ增加了0.6molD.20s內(nèi)I2濃度增加0.3molU

知識點()2化學(xué)反應(yīng)速率的計量特征

表達式：u=—(Z\c表示某一反應(yīng)物或某一生成物物質(zhì)的量濃度的絕對變化值，△［表示時間變化量)

Ar

單位：mol-L'-s'1或mol-L'-min'1或mol-L'1h-1

說明：

①化學(xué)反應(yīng)速率無正負(fù)之分：

②化學(xué)反應(yīng)速率不是瞬時速率而是平均速率；

③用不同物質(zhì)來表示某一化學(xué)反應(yīng)速率時，其數(shù)值一般不一定相等，所以必須標(biāo)明物質(zhì)；

④用不同物質(zhì)來表達化學(xué)反應(yīng)速率時，其數(shù)值不?定相等，但它們的速率比等于方程式中的系數(shù)比。

即：對于反應(yīng)aA+bBcC+dD來說，u(A)：u(B)：v(C)：x)(D)=a：b：c：d

【注意】這里的速率均是指同一方向的，要么是正反應(yīng)方向，要么是逆反應(yīng)方向。

【即學(xué)即練2】下列措施是為了增大化學(xué)反應(yīng)速率的是

A.用鋅粒代替鎂粉制備氫氣B.將食物放進冰箱避免變質(zhì)

C.工業(yè)合成氨時加入催化劑D.自行車車架鍍漆避免生銹

知識點03化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)一起最主要作用（如：F2非常活潑，與H2在陰冷的環(huán)境下.相遇會發(fā)生爆炸，而12

與H2在500c的條件下才能反應(yīng)，而且是可逆反應(yīng)）

外因：外界因素（包括濃度、壓強、溫度、催化劑、固體表面積等）

（1裱度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

規(guī)律：在其他條件不變的情況下，增大反應(yīng)物的濃度，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度，

可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率。

實質(zhì)：改變反應(yīng)物的濃度，實際上就是改變單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)。具體來說，增大反應(yīng)物的濃度,

必然提高了單位體積內(nèi)活化分子數(shù)，故加快化學(xué)反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度，必然減少了單位體積內(nèi)

活化分子數(shù)，故減慢化學(xué)反應(yīng)速率。

注意事項：此規(guī)律只適用于濃度可以改變的物質(zhì)（氣體或溶液）所參與的反應(yīng)，對于固體或純液體來說，

它們的濃度是常數(shù)，改變它們的量（質(zhì)量、物質(zhì)的量等）均不會影響化學(xué)反應(yīng)速率。

如：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）,若增加焦炭的量，化學(xué)反應(yīng)速率不發(fā)生改變。

（2）壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

條件：壓強對固體或液體的濃度改變幾乎無影響，所以此規(guī)律只適用于有氣體參與的反應(yīng)。

規(guī)律：對于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，在其他條件不變的情況下，增大壓強，化學(xué)反應(yīng)速率加快；減小

壓強，化學(xué)反應(yīng)速率減慢。

實質(zhì)：對于氣體來說，在其他條件不變的情況下，增大壓強，氣體體積減?。ㄏ喈?dāng)于壓縮容器），即增

大了氣體的濃度，所以，增大壓強可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；減小壓強，氣體體積增大（相當(dāng)于增大容器），

即減小了氣體的濃度，所以，減小壓強可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率。

（3溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

規(guī)律：在其他條件一定的情況下，升高溫度，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率：降低溫度，可以減慢化學(xué)反應(yīng)

速率。

實驗測得，溫度每升高10℃,化學(xué)反應(yīng)速率通常增大到原來的2?4倍。

實質(zhì)：當(dāng)升高反應(yīng)體系溫度時，物質(zhì)吸收能量后，內(nèi)能增大，單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)增加，同時分

子運動加劇，增加了分子碰撞的機會，從而提高有效碰撞次數(shù)，故加快化學(xué)反應(yīng)速率；降低反應(yīng)體系溫

度時，物質(zhì)分子運動減弱，減少了分子碰撞的機會，從而降低了有效碰撞分子的百分?jǐn)?shù)，故減慢化學(xué)反

應(yīng)速率。

（4催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

規(guī)律：使用催化劑，能同等程度地加快（或減慢）正、逆反應(yīng)速率。

實質(zhì)：分子必須具備一定的能量才能成為活化分子，才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。而催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的途

徑，降低活化分子所需的最低能量（即降低活化能），從而使更多的普通分子成為活化分子，提高了有效碰

撞分子的百分?jǐn)?shù)，故加快化學(xué)反應(yīng)速率。

【說明】催化劑口J分為止催化劑和負(fù)催化劑（或阻化劑）。所謂止催化劑是指能加快反應(yīng)速率的催化劑，負(fù)

催化劑是指能降低反應(yīng)速率的催化劑。由廣負(fù)催化劑較少，所以一般催化劑都是指正催化劑而言。

⑸固體表面積的大小對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

規(guī)律：固體顆粒越小，即表面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快；固體顆粒越大，即表面積越小，化學(xué)反應(yīng)

速率就越慢。

實質(zhì)：固體物質(zhì)在一般情況下，濃度是個常數(shù)。但當(dāng)將一定質(zhì)量的固體粉碎后，顆粒變小，表面積增

大，相當(dāng)于增大了固體物質(zhì)的濃度，故可加快化學(xué)反應(yīng)速率。

⑹原電池對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

規(guī)律：對于較活潑的金屬與非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸等)發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生氫氣時，若向此溶液中加

入校不活潑金屬或金屬陰離子時，產(chǎn)生氫氣的速率會加快。

實質(zhì)：當(dāng)向原溶液中加入不活潑金屬或金屬陽離子時，會形成原電池發(fā)生電化腐蝕，而電化腐蝕的速率

要大于普通的化學(xué)腐蝕的速率。

【即學(xué)即練3】關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率增大的原因，下列解析小氐碘的是

A.有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，增大壓強使容器容積減小，可使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多

B.增大反應(yīng)物的濃度，可使活化分子之間發(fā)生的碰撞都是有效碰撞

C.升高溫度，可使反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)增大

D.使用適宜的催化劑，可使反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)增大

?常見考法

配常見考法一化學(xué)反應(yīng)速率的計算

【例1】

【司步練習(xí)I]

貂常見考法二化學(xué)反應(yīng)速率的特征

【例2】向體積固定的密閉容器中通入ImolH?,和Imoj蒸氣，發(fā)生反應(yīng)：H2(g)+I2(g)=2HI(g)o在其

他條件不變的情況下，分別升高溫度、加入催化劑、充入更多的氫氣，討論該化學(xué)反應(yīng)速率的變化并說

明理由o

【司步練習(xí)2】常溫下,在1L的密閉恒容容器中,A(s)、B(g)、C(g)、D(g)4種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的

變化情況如下圖所示，其中B(g)為黃色氣體，C(g)、D(g)為無色氣體。根據(jù)要求回答下列問題：

(1)在0-4min內(nèi)，用C表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(C)=。

(2)寫出所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式；物質(zhì)后注明物質(zhì)狀態(tài))。

(3)下列措施能提高上述化學(xué)反應(yīng)速率的是。

a.升高反應(yīng)溫度b.沖入僦氣來增大壓強c.加入2molAd.加入ImolB

(4)下列描述中能表明該反應(yīng)達到平衡的有。

a.氣體的總物質(zhì)的量不再變化b.混合氣體的顏色不在變化

c.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化d.2v(B)=3v(C)

(5鹿高B(g)的轉(zhuǎn)化率的措施有(任寫1條)。

烈常見考法三影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

［例3］科研人員通過控制光沉積的方法構(gòu)建CuOPt/SiC/L0型復(fù)合材料光催化劑，然后以Fe?+和Fe"

離子滲透Nafion膜構(gòu)建了一個還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)分離的人工光合體系，其反應(yīng)機理如圖所示。下列說

法錯誤的是

A.Cu2O-Pl/SiC/LrOx型復(fù)合材料光催化劑能改變該反應(yīng)的反應(yīng)熱

一定條件

B.該人工光合體系的總反應(yīng)方程式為：2CO2+2H20=----------=2HCOOH+O2,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

C.圖中a、b分別代表FC?，F(xiàn)e,+

3+

D.Pt/WO5上發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+4Fe=O,T+4H'+4Fe”

【司步練習(xí)3】在氣體反應(yīng)中，能使反應(yīng)物活化分子百分?jǐn)?shù)增大的方法是

①增大反應(yīng)物的濃度②增大壓強③升高溫度④移去生成物⑤加入催化劑

A.③④B.③⑤C.②③D.@?

不分層提分

題組A基礎(chǔ)過關(guān)練

1.M與N在密閉容器中反應(yīng)生成P,其反應(yīng)速率分別用v(M)、v(N)、v(P)表示。已知v(M)、\，(N)、v(P)

之間有以下關(guān)系:2v(M)=3v(N),v(N)=v(P),則此反應(yīng)可表示為

A.2M+3N=PB.2M+3N=3P

C.3M+2N=2PD.3M+2N=P

3.在密閉容器中A與B反應(yīng)生成C,其反應(yīng)速率分別用MA)、u(B)、u(C)表示。已知u(A)、〃(B)、u

之間有以下關(guān)系2U(B尸"(A),3U(C)=2U(B)。則此反應(yīng)可表示為

A.2A+3BU2cB.A+3BU2c

C.3A+BU2cD.A+BUC

催化劑

4.已知，NH3催化氧化反應(yīng)為①4NFh(g)+5Ch(g)----4NO(g)+6HO(g),反應(yīng)過程中存在副反應(yīng)②

A2

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)和③2NO2(g)UN2O4(g),向2L的反應(yīng)器加入4mol的N%和足量的氧氣，2min

后檢測到反應(yīng)器中有0.2molNO,0.2molNO?和0.1molN2O4,則用NFL表示反應(yīng)①的化學(xué)反應(yīng)速率為

A.0.25molL/min/B.O.I25molL-,min-1

C.OJmolL'-min'1D.0.ISmol-L'min'1

5.一定條件下，向2L密閉容器中加入2m0IN2和10molH2,發(fā)生反應(yīng)N2+3H2e2NH*2min時測得剩

余N2為Imol,此時化學(xué)反應(yīng)速率表示正確的是

1

A.V(NH3)=0.25mol-L^min-B.v(H2)=0.75mol-L'-s-'

C.V(NH3)=1molL',min'1D.v(N2)=0.25molL'-min-1

6.某溫度時，在2L密閉容器中，三種氣態(tài)物質(zhì)X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時間⑴變化的曲線如圖所示，

(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為o反應(yīng)進行到2min時，王反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率(填

“相等”或“不相等”)

(2)反應(yīng)開始至2min,用Y表示的平均反應(yīng)速率為,X的轉(zhuǎn)化率為。混合氣中Y

的體積分?jǐn)?shù)為o

(3)在密閉容器里，通入amolA(g)和bmolB(g),發(fā)生反應(yīng)A(g)+B(g)=2C(g),當(dāng)改變下列條件時，會加快反

應(yīng)速率的是(填序號)，

①降低溫度②保持容器的體積不變，充入氮氣

③加入催化劑④保持容器的體積不變，增加A(g)的物質(zhì)的量

7.在一體積固定的密閉容器中，某化學(xué)反應(yīng)2A(g/B(g)+D(g)在四種不同條件下進行，B、D的起始濃度

均為0。反應(yīng)物A的濃度(mol?!?)隨反應(yīng)時間(min)的變化情況如下表：

時間濃度

實驗序號0102030405060

溫度/℃

18001.00.8()0.670.570.500.50().50

280()0.600.500.500.500.500.50

38000.920.750.930.600.600.60

48201.00.400.250.200.200.200.20

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，完成下列填空：

⑴實驗1中，在10?20min內(nèi)，汨A表示的該反應(yīng)的平均速率為molLminL

(2)實驗2中%=,反應(yīng)經(jīng)20min就達到平衡，可推測實驗2中還隱含的條件是__________。

⑶設(shè)實驗1的反應(yīng)速率為匕，實驗3的反應(yīng)速率為%,則匕(填或"="，下同)匕，且內(nèi)

__________1.0,

(4)請根據(jù)以上實驗指出要加快該反應(yīng)速率可采取的方法：(列舉3種方法)。

題組B能力提升練

8.在一定條件下，2L密閉容器中裝入2moiN?和足量的氫氣反應(yīng)，2min末時，測得N?為ImoL該反

應(yīng)的速率表示中，不正確的是()

A.v(N2)=0.25mol-L'l-min'1B.u(H2)=0.75mol-L'min'1

1

C.v(NH3)=0.5molL'min'D.v(N2)=0.5molL'min"

9.在體積為2L的密閉容器中，充入6m0IN2，lOmol%,發(fā)生反應(yīng)：N?(g)+3H2(g)=±2N%(g)反應(yīng)進

行5min時，測得N%的濃度為ImolLl在此時間內(nèi)，下列反應(yīng)速率表示正確的是

l1

A.v(NH3)=0.1molLmin-B.v(H2)=0.7molL'min-'

C.v(NH3)=0.2mobL-,min-1D.v(H2)=0.5mo卜L'min"

10.一定條件下，向某密閉容器中加入一定量的N2和H2發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),測得0~10

s內(nèi),c(N2)減小了0.25mol-LL下列說法正確的是

A.0~10秒內(nèi)，v(H2)為0.075mo卜(Ls)」

B.B~15秒內(nèi),c(NH3)增加了0.25molL-i

C.化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系3V(H2)=2V(N%)

D.反應(yīng)平衡后，正、逆反應(yīng)速率相等且為0

il.NHj和純凈的O2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：4NH3(g)+3O2(g)-2N2(g)+6H2O(g),現(xiàn)向一容積不變的2L

密閉容器中充入4moiN%和3moiCh，4min后，測得生成的H?O的物質(zhì)的量為3mol,則下列表示此段

時M內(nèi)該反應(yīng)的平均速率不正確的是

A.v(N2尸0.125mol?L"?min"B.v(H2O)=0.375mol*Ll*miiT,

C.v(NH3)=0.250mol,Ll,min-1D.v(O2)=0.225mol,Lleniin'1

12.在2L密閉容器中加入ImolNz和3m0IH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng)：N2+3H2^2NH3,半分鐘后測得生成

O.C6moiNH3,該時間段內(nèi)平均反應(yīng)速率為

A.v(NH3)=0.06mol-L',min'1B.v(H2)=0.04molL',-min'1

C.v(NH3)=0.12molLlmin'1D.v(N2)=0.24nio'L'1min'1

13.(1)在反應(yīng)A(g)+3B(g)=2C(g)中，若以物質(zhì)A表示的該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為0.2molLLminL則以

物質(zhì)B表示此反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為mobL'min'o

(2)在2L的密閉容器中，充入2m0IN2和3mol—在一定條件下發(fā)生合成氨反應(yīng),2s后測得N?為

則NH3的反應(yīng)速率為mol/(L*s),比轉(zhuǎn)化率為°

14.CO用于處理大氣污染物NzO的原理為CO(g)+N2O(g)wC5(g)+N2(g)AH=-224.0kJ.mol4有人提出

上述反應(yīng)可以用"Fe”作催化劑，其總反應(yīng)分兩步進行：

++

(1)第一步：Fe+N2O^FeO+N2：第二步：(寫離子反應(yīng)方)。

(2)第二步反應(yīng)不影響總反應(yīng)達到平衡所用時間，由此推知，第二步反應(yīng)速率第一步反應(yīng)速率(填

“大于，…小于,，或“等于

(3)合成天然氣(SNG)涉及的主:要反應(yīng)原理如下：

1

CO甲烷化：CO(g)+3H2(g)-CH4(g)+H2O(g)AHi=-206.2kJmol-

1

水煤氣變換:CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)AH2=-41.2kJmol-

反應(yīng)CO?(g)+4H2(g)UCH4(g)+2H2O(g)的AH=kJmoH。

題組C培優(yōu)拔尖練

15.某溫度下,把一定量的NH4cl置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng):NH4CI(s)-NH3(g)+HCl(g),2HCl(g)-

Ck(g)+H2(g)o2min后,測得Hz的濃度為0.5molLLHC1的濃度為4moiLL若上述反應(yīng)速率用

v(NH3)表示，則下列反應(yīng)速率正確的是

A.2.5mol-L'min'1B.2.0mol-L'min'1

C.1.25mol-L'niin'1D.0.5niol-L'-min'1

16.反應(yīng)A(g)+2B(g戶C(g)+3D(g),在不同情況下測得反應(yīng)速率，其中反應(yīng)速率最快是

A.u(D)=1,8molL'^s'1B.v(C)=1.0molL'-s'1

C.u(B)=1.2molL'-min'1D.u(A)=0.3mol

17.已知分解1mol出。2放出熱量98kJ,在含少最「的溶液中.H2O2分解的機理為

H2O2+r->H2O+IO慢

H2O2+IO^H2o+o2+r快

卜.列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是

A.反應(yīng)速率與「濃度有關(guān)B.KT也是該反應(yīng)的催化劑

C.反應(yīng)活化能等于98kJ-mol/D.v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2)

18.2SO2(g)+O2(g)^2SO3(g)A/7=-198kJmor',在V2O5存在時，該反應(yīng)的機理為

VA+SO2=2VO2+SO.(f*)s4Vo2+O?=2V20s(慢)。下列說法正確的是

A.反應(yīng)速率主要取決于V2O5的質(zhì)量

B.V2O5是反應(yīng)的中間產(chǎn)物

C.逆反應(yīng)的活化能大于198kJmor1

D.升高溫度，正反應(yīng)速率減慢，逆反應(yīng)速率加快

19.在恒溫恒容的密閉容器中進行反應(yīng)：A(g)+B(g)解?C(s)+D(g)△HVO,下列說法正確的是

A.該反應(yīng)在低溫下才能自發(fā)進行

B.向容器中加入C物質(zhì)，平衡逆向移動

C.向容器中通入稀有氣體，壓強增大，反應(yīng)速率加快

D.向容器中通入A氣體，平衡正向移動，A的轉(zhuǎn)化率增大

20.在2L密閉容器內(nèi)，800℃時反應(yīng)2NO(g)+Ch(g)Q2NO2(g)體系中，n(NO)隨時間的變化如表：

時間/s012345

n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007

⑴反應(yīng)達到平衡時，NO的濃度為；

(2)圖中表示NO2的變化的曲線是,用02表示從0~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=

(3)能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是；

a.v(NO2)=2v(O2)b.容器內(nèi)壓強保持不變

C.VJ￡(N0)=2V.,(02)d.容器內(nèi)密度保持不變

(4)下列措施能使該反應(yīng)的速率增大是；

a.及時分離出心02氣體b.適當(dāng)升高溫度c.增大02的濃度d.選擇高效催化劑

(5)若在3min時，再充入().020molNO(g)和O.OlOmolCHg)，達到平衡后，NO的轉(zhuǎn)化率(填“增

大'、“減小”