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第03讲 化学反应速率-新高二化学暑假衔接讲义（人教版）
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1．知道化学反应速率的表示方法，会计算和比较反应速率，了解测定化学反应速率的简单方法。
2．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。
3．了解反应活化能的概念，知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
1．化学反应速率的计算与大小的判断。
2．变量控制法研究影响化学反应速率的因素。
3．活化能对化学反应速率影响解释。
1．变量控制法研究影响化学反应速率有关量的判断。
2．基元反应活化能对化学反应速率的影响。
有的化学反应瞬间完成，而有的化学反应则很慢，如何定量描述化学反应的快慢呢？
一、化学反应速率
1．概述
（1）对于一些化学反应，也可以用单位时间内某物质的质量、物质的量、体积、压强的变化量来表示化学反应速率。
（2）化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率。
（3）同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同。
（4）固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。
2．计算和比较
（1）化学反应速率的计算
①公式法：υ＝ EQ \f(Δc,Δt)
注意：①如果题目中给出的是 ，在计算速率时应先除以 ，转化为浓度的变化量。
②规律法：
运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。
对于一个化学反应：mA＋nB＝pC＋qD，υ(A)∶υ(B)∶υ(C)∶υ(D)＝m∶n∶p∶q。
③三段式法
a．写出有关反应的 。
b．找出各物质的 、转化量、某时刻量(转化量之比 各物质的化学计量数之比)。
c．根据已知条件列方程式计算。
例如：反应 mA(g)＋nB(g)＝pC(g)
起始浓度/ml·L－1 a b c
转化浓度/ml·L－1 x eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
某时刻浓度/ml·L－1 a－x b－eq \f(nx,m) c＋eq \f(px,m)
利用化学反应速率的定义式求算，如υ(A)＝eq \f(x ml·L－1,t s)，υ(C)＝ EQ \f(eq \f(px,m) ml·L－1,t s)。
注意：①计算中以下量的关系，对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。
②转化率＝ EQ \f(c(某反应物转化量),c(该反应物起始量))×100%。
（2）比较
3．测定
1．速率常数的含义
速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 ml·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成 ，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
2．速率方程
一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应：aA＋bB＝gG＋hH
则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：①SO2Cl2＝SO2＋Cl2 v＝k1·c(SO2Cl2)
②2NO2＝2NO＋O2 v＝k2·c2(NO2)
③2H2＋2NO＝N2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO)
3．速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。
影响反应速率的因素有哪些？是如何影响的？
二、影响化学反应速率的因素
1．内因
在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的 、 和 等因素决定的。
❶实验Ⅰ：定性探究影响化学反应速率的外界因素
实验原理：
实验方案设计
❷实验Ⅱ：反应速率的定量测定和比较
实验步骤：
①取一套装置(如图所示)，加入40 mL 1 ml·L－1的硫酸和锌粒，测量收集10 mL H2所需的时间。
②取另一套装置，加入40 mL 4 ml·L－1的硫酸和锌粒，测量收集10 mL H2所需的时间。
实验现象 锌与稀硫酸反应产生 ，收集10 mL气体，②所用时间比①所用时间 。
实验结果
实验结论：
4 ml·L－1硫酸与锌反应比1 ml·L－1硫酸与锌反应的速率快。
注意事项：①锌的颗粒大小基本 ；②40 mL的稀硫酸要 加入；③装置气密性良好，且计时要迅速准确；④气体收集可以用排水量气装置(如图所示)代替。
实验讨论：除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有：
①测定一定时间内产生的H2的 ；
②测定一段时间内H＋的 变化；
③测定一段时间内锌粒的 变化。
2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)
❶由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故增加(或减少)固体或纯液体的量，反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积将增大，反应速率将加快。溶液中的离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，才会影响反应速率，如Zn与稀H2SO4反应，加入少量Na2SO4固体，生成H2速率不变。
❷增大压强实际上就是减小气体体积，增大反应物的浓度。
❸不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大；降低温度，正、逆反应速率均减小。
一、许多化学反应，尽管其反应方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。例如H2(g)＋I2(g)＝2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应：
①I2―→I＋I(快)；②H2＋2I＝＝＝2HI(慢)
其中慢反应为整个反应的决速步骤。
二、分子发生反应必须发生碰撞，但有的碰撞不一定能发生反应。
2．理论解释
（1）有效碰撞理论
（2）基元反应发生经历的过程
eq \x(\a\al(分,子,运,动))―→eq \x(\a\al(相,互,碰,撞))eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(①活化分子具有足够的能量),\s\d 4(——————————————→))),\s\d 5(②碰撞取向合适))eq \x(\a\al(有,效,碰,撞))―→eq \x(\a\al(化,学,反,应))
（3）有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
绝大多数催化剂都有活性温度范围，温度太低时，催化剂的活性很小，反应速率很慢，随着温度的升高，反应速率逐渐增大，物质转化效率增大，温度过高又会破坏催化剂的活性。
考点一：化学反应速率大小判断
例1．（2023·浙江杭州市高二上学期期中）在2A(g)＋B(g)＝3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是
A．v(A)＝0.6 ml·L－1·min－1B．v(B)＝0.5 ml·L－1·min－1
C．v(C)＝1.8 ml·L－1·min－1D．v(D)＝1.6 ml·L－1·min－1
考点二：反应时间的判断
例2．（2023·江苏扬州邗江区高二上学期期中）一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：PCl5(g)＝PCl3(g)＋Cl2(g)。若c(PCl5)由0.12 ml·L－1降到0.1 ml·L－1时，需要10 s，那么c(PCl5)由0.1 ml·L－1降到0.09 ml·L－1时，所需反应的时间为
A．等于2．5 sB．等于5 sC．大于5 sD．小于5s
考点三：考查活化分子
例3．（2022·河南洛阳高二上学期期中）在气体反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法有
①增大反应物的浓度；②升高温度；③增大压强；④加入催化剂
A．①②③④B．②④C．②③D．①②
考点四：用控制变量法探究影响化学反应速率的因素
例4．（2023·广东广州市高二上学期期中）下列有关化学反应速率的实验探究方案设计合理的是
关于“控制变量法”题目的解题策略
考点五：碰撞理论与活化能
例5．（2023·湖南邵阳市武冈市高二上学期期中）关于有效碰撞理论，下列说法不正确的是
A．相同条件下活化分子百分数越多，有效碰撞次数越多，反应速率越快
B．一般情况下，正、逆反应的活化能越小反应速率越快
C．增大压强提高活化分子百分数，反应速率增大
D．催化剂降低反应所需活化能，提高活化分子百分数反应速率增大
1．（2023·北京通州区高二上学期期中）下列措施不能加快Zn与1 ml·L－1 H2SO4反应产生H2的速率的是
A．升高温度
B．用Zn粉代替Zn粒
C．用4 ml·L－1 H2SO4代替1 ml·L－1 H2SO4
D．再加入1 ml·L－1 CH3COOH溶液
2．（2023·北京东城区高二上学期期末）M与N在密闭容器中反应生成P，其反应速率分别用v(M)、v(N)、v(P)表示。已知v(M)、v(N)、v(P)之间有以下关系：2v(M)＝3v(N)、v(N)＝v(P)，则此反应可表示为
A．2M＋3N＝PB．2M＋3N＝3P
C．3M＋2N＝2PD．2M＋2N＝P
3．（2023·湖北宜昌市协作体高二上学期期中）对于反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g) ΔH＜0，下列条件中能使活化分子百分数增加的是
A．增加反应物浓度B．增大气体的压强
C．缩小反应容器的体积D．升高体系的温度
4．（2023·山东临沂市沂水县高二上学期期中）向刚性容器中通入1 ml CO和1 ml NO2，发生反应：CO(g)＋NO2(g)＝CO2(g)＋NO(g)。已知该反应的v＝kc2(NO2)，在其他条件不变的情况下，反应速率无法增大的是
A．升高温度B．加入催化剂
C．充入更多的COD．充入更多的NO2
5．（2023·北京通州区高二上学期期中）下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是
6．（2023·江苏扬州邗江区高二上学期期中）一定条件下，向某密闭容器中充入HI，发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g) ΔH＞0，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：
①2HI→2H＋2I ΔH1
②2I→I2 ΔH2
下列分析不正确的是
A．ΔH1＜0、ΔH2＞0
B．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应
C．缩小容器体积，①的反应速率增大
D．加入催化剂，能降低该反应的活化能
7．（2023·湖北孝感市协作体高二上学期期中）下列说法中不正确的是
A．降低温度能使化学反应速率减小，主要原因是降低了反应物中活化分子的百分数
B．减小反应物浓度，可降低单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数减少
C．对反应Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑来说，若增大压强，产生气泡的速率不变
D．催化剂可以改变化学反应速率，虽然在反应过程中参与反应，但反应前后的质量不变
8．（2023·四川乐山市高二下学期开学考）一定温度下，某化学兴趣小组设计如下实验探究影响化学反应速率的因素。
回答下列问题：
（1）实验①和②是在探究____________对化学反应速率的影响，其中H2O2分解产生气泡较快的是实验_______。
（2）有同学建议将实验②中CuSO4改为CuCl2溶液，理由是__________________________________。还有同学认为即使改用CuCl2溶液仍不严谨，还应做对比实验：向2 mL 5%的H2O2溶液中滴入___________________(填试剂及其用量)。
（3）联系实验③、④，预期结论是__________________________________________________。
（4）实验④中n(CO2)随时间的变化如图所示，简述反应速率的变化特点__________________________
_____________，图象中发生A点到B点变化的原因是__________________________。
1．（2023·江苏南通如东县高二上学期月考）反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一密闭容器中进行，下列条件的改变能加快反应速率是
A．增加C的量B．将容器的体积缩小一半
C．保持容器体积不变，充入N2D．保持压强不变，充入He
2．（2023·四川乐山市高二下学期开学考）目前国际空间站常采用还原法处理CO2，反应为CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)。不同条件下测得该反应的化学反应速率如下，其中表示反应进行得最快的是
A．v(CO2)=0.1 ml·L－1·min－1B．v(H2)=0.3 ml·L－1·min－1
C．v(CH4)=0.01 ml·L－1·s－1D．v(H2O)=0.16 ml·L－1·min－1
3．（2023·北京平谷区高二上学期期末）在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，下列说法正确的是
A．无催化剂时，反应不能进行
B．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 ml·L－1·min－1
C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D．与催化剂Ⅰ相比，催化剂Ⅱ使反应活化能更低
4．（2023·辽宁鞍山市高二上学期第三次月考）在一定温度下，某密闭容器中发生反应：2C(g)A(g)＋2B(s) ΔH＞0，若0～10 s内c(C)由0.1 ml·L－1降到0.08 ml·L－1，则下列说法正确的是
A．0～10 s内用B表示的平均反应速率为v(B)＝0.002 ml·L－1·s－1
B．c(C)由0.1 ml·L－1降到0.04 ml·L－1所需的反应时间小于5 s
C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快
5．（2022·辽宁丹东高二上学期期末）下列各组反应中(表中物质均为反应物，且金属的物质的量均为0.1 ml)，反应开始时放出H2的速率最快的是
6．（2023·北京西城区高二上学期期末）关于化学反应速率增大的原因，下列分析不正确的是
A．有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，可使单位体积内活化分子数增多
B．增大反应物的浓度，可使活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞
C．升高温度，可使反应物分子中活化分子的百分数增大
D．使用适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大
7．（2023·江苏南通如东县高二上学期月考）甲酸在一定条件下可分解生成CO和H2O，在有、无催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示。下列说法正确的是
A．途径1的活化能为Ea1，其大小与∆H1有关
B．途径1使用了催化剂，途径2没有使用催化剂，但∆H1＝∆H2
C．途径2要经过三步才完成，而途径1只要一步就完成，所以途径1反应速率更快
D．途径2中第二步反应的速率比第三步反应要慢
8．（2023·福建龙岩高二上学期期末）已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究浓度、温度对该反应速率的影响，进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
下列说法错误的是
A．V1＝2，V2＝2
B．实验I、III的目的是探究温度对化学反应速率的影响
C．实验Ⅲ中v(KMnO4)＝0.01 ml·L－1·min－1
D．其他条件不变，若改用0.1 ml·L－1酸性KMnO4溶液，也能达到实验目的
9．（2023·北京西城区高二上学期期末）已知1 ml H2O2分解放出热量98 kJ。在含有少量I－的溶液中，H2O2分解的机理是：i．H2O2＋I－＝H2O＋IO－，ii．H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－。H2O2分解过程中能量变化如图。下列说法正确的是
A．①表示加催化剂后反应过程中的能量变化
B．①的活化能等于98 kJ·ml－1
C．i和ii均为放热反应
D．i的化学反应速率比ii的小
10．（2022·河南洛阳高二上学期期中）某学习小组同学对影响H2O2分解速率的因素进行探究。
【实验I】小组同学进行以下对比实验，并记录实验现象。
【实验II】另取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液，均未观察到有明显的气泡产生。
（1）实验I的目的是______________________________________________________________________。
（2）实验II未观察到预期现象，为了达到该实验的目的，可采取的改进措施是___________________________________________________________________________________________。
【实验III】为了探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果：在两支试管中各加入2 mL5%的H2O2溶液，再向其中分别滴入1 mL浓度均为0.1 ml·L－1的FeCl3溶液和CuSO4溶液。
（3）有同学建议将CuSO4改为CuCl2溶液，理由是___________________________________________；还有同学认为即使改用了CuCl2溶液，仍不严谨，建议补做对比实验：向2 mL5%的H2O2溶液中滴入的试剂及其用量是_______________________________________________。
【探究IV】某同学查阅文献资料发现KI也对该反应具有催化作用。
资料1：KI在该反应中的作用：H2O2＋I－＝H2O＋IO－；H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－。
（4）总反应的化学方程式是_____________________________________。
资料2：H2O2分解反应过程中能量变化如图所示，其中①有KI加入，②无KI加入。
（5）下列判断正确的是___________(填字母)。
a．加入KI后改变了反应的路径
b．加入KI后改变了总反应的能量变化
c．H2O2＋I－＝H2O＋IO－是放热反应
催化剂只能改变反应的活化能，但不能改变反应的焓变。
意义
表示化学反应进行 的物理量
表示
用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 表示
表达式
υ＝ EQ \f(Δc,Δt) Δc浓度的变化 Δt时间的变化
单位
ml·L－1·min－1或ml·L－1·s－1
与化学计量数关系
各物质的化学反应速率之比 化学方程式中各物质的化学计量数之比
定性比较
通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的 、固体消失或气体充满所需时间的 等来定性判断化学反应的快慢
定量比较
“一看”：看化学反应速率的单位是否 ，若不一致，需转化为同一 。
“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成 物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学 ，所得数值大的 。
“三比较”：标准统一后比较 大小，数值越大， 越大。
测定原理
利用与化学反应中任何一种化学物质的 相关的可观测量进行测定。
测定方法
直接观察测定：如 和 等。
科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用 和 间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
影响因素
实验步骤
实验现象
实验结论
浓度
增大浓度，
化学反应速率增大
温度
混合后均出现浑浊，但70℃热水一组首先出现浑浊
升高温度，
化学反应速率
催化剂
前者无明显现象，
后者出现大量
催化剂能加快
化学反应速率
加入试剂
反应时间
(填“长”或“短”)
反应速率
(填“快”或“慢”)
40 mL 1 ml·L－1硫酸
40 mL 4 ml·L－1硫酸
浓度
增大反应物浓度，化学反应速率 ，反之
压强
对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率 ，反之
温度
升高温度，化学反应速率 ，反之
(温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍)
催化剂
催化剂可以 化学反应速率 (对于可逆反应，正、逆反应速率的改变程度 )
其他因素
如增大反应物的接触面积、光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、形成原电池等，都有可能改变化学反应速率
恒温
增大压强eq \(――→,\s\up7(引起))体积缩小eq \(――→,\s\up7(引起))浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率增大。
恒温恒容
a．充入气体反应物eq \(――→,\s\up7(引起))反应物浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率增大。
b．充入稀有气体(或非反应气体)eq \(――→,\s\up7(引起))总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。
恒温恒压
充入稀有气体(或非反应气体)eq \(――→,\s\up7(引起))体积增大eq \(――→,\s\up7(引起))各物质浓度减小eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率减小。
基元反应
大多数化学反应往往经过几步完成的，其中的 都称为基元反应
反应机理
先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理
基元反应发生的先决条件
反应物的分子必须发生
但是并不是每一次分子碰撞都能发生
有效碰撞
概念：能够发生 的碰撞
条件： ；
与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率
活化分子
和活化能
①活化分子：能够发生 分子
对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是 的。
②活化能：活化分子具有的 与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能
反应物、生成物的能量与活化能的关系图
E1：
E1：正反应的活化能
E2：活化分子变成生成物分子放出的能量，也认为是逆反应的活化能
E1－E2为反应热，即ΔH＝E1－E2
浓度
反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内 的次数增加→反应速率 ；反之，反应速率
压强
增大 →气体体积 →反应物浓度 →单位体积内 增多→单位时间内 的次数增加→反应速率 ；反之，反应速率
温度
升高温度→ 的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数 → 增大；反之，反应速率
催化剂
使用催化剂→改变了反应的历程，反应的 降低→活化分子的 增大→单位时间内有效碰撞的 →反应速率
选项
实验方案
实验目的
A
向等体积等浓度的H2O2溶液中分别加入5滴等浓度的CuSO4和FeCl3溶液，观察气体产生的速度
比较Cu2＋和Fe3＋的催化效果
B
两支试管，都加入2 mL 1 ml·L－1的酸性KMnO4溶液，再同时向两支试管分别加入2 mL 0.1 ml·L－1的H2C2O4溶液和2 mL 0.05 ml·L－1的H2C2O4溶液，观察高锰酸钾溶液褪色所需时间(2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O)
探究草酸浓度对反应速率影响
C
在锥形瓶内各盛有2 g锌粒(颗粒大小基本相同)，然后通过分液漏斗分别加入40 mL 1 ml·L－1和40 mL 18 ml·L－1的硫酸。比较两者收集10 mL 氢气所用的时间
探究硫酸浓度对应速率影响
D
探究温度对反应速率的影响
A
Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2
压力传感器测量反应前后体系压强变化
B
Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
分析天平称量镁条变化前后的质量变化
C
2H2O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5())2H2O+O2↑
注射器收集反应后气体体积
D
Na2S2O3+H2SO4＝Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
浊度计测量反应前后浊度变化
选项
金属(粉末状)
酸
体积/mL
浓度/ml·L－1
反应温度/℃
A
稀盐酸
10
6
40
B
稀硝酸
10
6
40
C
Zn
稀盐酸
20
3
30
D
稀硫酸
10
3
30
编号
0.01 ml·L－1
酸性KMnO4溶液体积/mL
0.1 ml·L－1
H2C2O4溶液体积/mL
水的体积/mL
反应温度/℃
反应结束时间/min
I
2
V1
0
20
2.1
II
2
1
1
20
5.5
III
2
V2
0
50
0.5
1．知道化学反应速率的表示方法，会计算和比较反应速率，了解测定化学反应速率的简单方法。
2．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。
3．了解反应活化能的概念，知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
1．化学反应速率的计算与大小的判断。
2．变量控制法研究影响化学反应速率的因素。
3．活化能对化学反应速率影响解释。
1．变量控制法研究影响化学反应速率有关量的判断。
2．基元反应活化能对化学反应速率的影响。
有的化学反应瞬间完成，而有的化学反应则很慢，如何定量描述化学反应的快慢呢？
一、化学反应速率
1．概述
（1）对于一些化学反应，也可以用单位时间内某物质的质量、物质的量、体积、压强的变化量来表示化学反应速率。
（2）化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率。
（3）同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同。
（4）固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。
2．计算和比较
（1）化学反应速率的计算
①公式法：υ＝ EQ \f(Δc,Δt)
注意：①如果题目中给出的是 ，在计算速率时应先除以 ，转化为浓度的变化量。
②规律法：
运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。
对于一个化学反应：mA＋nB＝pC＋qD，υ(A)∶υ(B)∶υ(C)∶υ(D)＝m∶n∶p∶q。
③三段式法
a．写出有关反应的 。
b．找出各物质的 、转化量、某时刻量(转化量之比 各物质的化学计量数之比)。
c．根据已知条件列方程式计算。
例如：反应 mA(g)＋nB(g)＝pC(g)
起始浓度/ml·L－1 a b c
转化浓度/ml·L－1 x eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
某时刻浓度/ml·L－1 a－x b－eq \f(nx,m) c＋eq \f(px,m)
利用化学反应速率的定义式求算，如υ(A)＝eq \f(x ml·L－1,t s)，υ(C)＝ EQ \f(eq \f(px,m) ml·L－1,t s)。
注意：①计算中以下量的关系，对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。
②转化率＝ EQ \f(c(某反应物转化量),c(该反应物起始量))×100%。
（2）比较
3．测定
1．速率常数的含义
速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 ml·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成 ，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
2．速率方程
一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应：aA＋bB＝gG＋hH
则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：①SO2Cl2＝SO2＋Cl2 v＝k1·c(SO2Cl2)
②2NO2＝2NO＋O2 v＝k2·c2(NO2)
③2H2＋2NO＝N2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO)
3．速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。
影响反应速率的因素有哪些？是如何影响的？
二、影响化学反应速率的因素
1．内因
在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的 、 和 等因素决定的。
❶实验Ⅰ：定性探究影响化学反应速率的外界因素
实验原理：
实验方案设计
❷实验Ⅱ：反应速率的定量测定和比较
实验步骤：
①取一套装置(如图所示)，加入40 mL 1 ml·L－1的硫酸和锌粒，测量收集10 mL H2所需的时间。
②取另一套装置，加入40 mL 4 ml·L－1的硫酸和锌粒，测量收集10 mL H2所需的时间。
实验现象 锌与稀硫酸反应产生 ，收集10 mL气体，②所用时间比①所用时间 。
实验结果
实验结论：
4 ml·L－1硫酸与锌反应比1 ml·L－1硫酸与锌反应的速率快。
注意事项：①锌的颗粒大小基本 ；②40 mL的稀硫酸要 加入；③装置气密性良好，且计时要迅速准确；④气体收集可以用排水量气装置(如图所示)代替。
实验讨论：除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有：
①测定一定时间内产生的H2的 ；
②测定一段时间内H＋的 变化；
③测定一段时间内锌粒的 变化。
2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)
❶由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故增加(或减少)固体或纯液体的量，反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积将增大，反应速率将加快。溶液中的离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，才会影响反应速率，如Zn与稀H2SO4反应，加入少量Na2SO4固体，生成H2速率不变。
❷增大压强实际上就是减小气体体积，增大反应物的浓度。
❸不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大；降低温度，正、逆反应速率均减小。
一、许多化学反应，尽管其反应方程式很简单，却不是基元反应，而是经由两个或多个步骤完成的复杂反应。例如H2(g)＋I2(g)＝2HI(g)，它的反应历程有如下两步基元反应：
①I2―→I＋I(快)；②H2＋2I＝＝＝2HI(慢)
其中慢反应为整个反应的决速步骤。
二、分子发生反应必须发生碰撞，但有的碰撞不一定能发生反应。
2．理论解释
（1）有效碰撞理论
（2）基元反应发生经历的过程
eq \x(\a\al(分,子,运,动))―→eq \x(\a\al(相,互,碰,撞))eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(①活化分子具有足够的能量),\s\d 4(——————————————→))),\s\d 5(②碰撞取向合适))eq \x(\a\al(有,效,碰,撞))―→eq \x(\a\al(化,学,反,应))
（3）有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
绝大多数催化剂都有活性温度范围，温度太低时，催化剂的活性很小，反应速率很慢，随着温度的升高，反应速率逐渐增大，物质转化效率增大，温度过高又会破坏催化剂的活性。
考点一：化学反应速率大小判断
例1．（2023·浙江杭州市高二上学期期中）在2A(g)＋B(g)＝3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是
A．v(A)＝0.6 ml·L－1·min－1B．v(B)＝0.5 ml·L－1·min－1
C．v(C)＝1.8 ml·L－1·min－1D．v(D)＝1.6 ml·L－1·min－1
考点二：反应时间的判断
例2．（2023·江苏扬州邗江区高二上学期期中）一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：PCl5(g)＝PCl3(g)＋Cl2(g)。若c(PCl5)由0.12 ml·L－1降到0.1 ml·L－1时，需要10 s，那么c(PCl5)由0.1 ml·L－1降到0.09 ml·L－1时，所需反应的时间为
A．等于2．5 sB．等于5 sC．大于5 sD．小于5s
考点三：考查活化分子
例3．（2022·河南洛阳高二上学期期中）在气体反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法有
①增大反应物的浓度；②升高温度；③增大压强；④加入催化剂
A．①②③④B．②④C．②③D．①②
考点四：用控制变量法探究影响化学反应速率的因素
例4．（2023·广东广州市高二上学期期中）下列有关化学反应速率的实验探究方案设计合理的是
关于“控制变量法”题目的解题策略
考点五：碰撞理论与活化能
例5．（2023·湖南邵阳市武冈市高二上学期期中）关于有效碰撞理论，下列说法不正确的是
A．相同条件下活化分子百分数越多，有效碰撞次数越多，反应速率越快
B．一般情况下，正、逆反应的活化能越小反应速率越快
C．增大压强提高活化分子百分数，反应速率增大
D．催化剂降低反应所需活化能，提高活化分子百分数反应速率增大
1．（2023·北京通州区高二上学期期中）下列措施不能加快Zn与1 ml·L－1 H2SO4反应产生H2的速率的是
A．升高温度
B．用Zn粉代替Zn粒
C．用4 ml·L－1 H2SO4代替1 ml·L－1 H2SO4
D．再加入1 ml·L－1 CH3COOH溶液
2．（2023·北京东城区高二上学期期末）M与N在密闭容器中反应生成P，其反应速率分别用v(M)、v(N)、v(P)表示。已知v(M)、v(N)、v(P)之间有以下关系：2v(M)＝3v(N)、v(N)＝v(P)，则此反应可表示为
A．2M＋3N＝PB．2M＋3N＝3P
C．3M＋2N＝2PD．2M＋2N＝P
3．（2023·湖北宜昌市协作体高二上学期期中）对于反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g) ΔH＜0，下列条件中能使活化分子百分数增加的是
A．增加反应物浓度B．增大气体的压强
C．缩小反应容器的体积D．升高体系的温度
4．（2023·山东临沂市沂水县高二上学期期中）向刚性容器中通入1 ml CO和1 ml NO2，发生反应：CO(g)＋NO2(g)＝CO2(g)＋NO(g)。已知该反应的v＝kc2(NO2)，在其他条件不变的情况下，反应速率无法增大的是
A．升高温度B．加入催化剂
C．充入更多的COD．充入更多的NO2
5．（2023·北京通州区高二上学期期中）下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是
6．（2023·江苏扬州邗江区高二上学期期中）一定条件下，向某密闭容器中充入HI，发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g) ΔH＞0，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：
①2HI→2H＋2I ΔH1
②2I→I2 ΔH2
下列分析不正确的是
A．ΔH1＜0、ΔH2＞0
B．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应
C．缩小容器体积，①的反应速率增大
D．加入催化剂，能降低该反应的活化能
7．（2023·湖北孝感市协作体高二上学期期中）下列说法中不正确的是
A．降低温度能使化学反应速率减小，主要原因是降低了反应物中活化分子的百分数
B．减小反应物浓度，可降低单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数减少
C．对反应Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑来说，若增大压强，产生气泡的速率不变
D．催化剂可以改变化学反应速率，虽然在反应过程中参与反应，但反应前后的质量不变
8．（2023·四川乐山市高二下学期开学考）一定温度下，某化学兴趣小组设计如下实验探究影响化学反应速率的因素。
回答下列问题：
（1）实验①和②是在探究____________对化学反应速率的影响，其中H2O2分解产生气泡较快的是实验_______。
（2）有同学建议将实验②中CuSO4改为CuCl2溶液，理由是__________________________________。还有同学认为即使改用CuCl2溶液仍不严谨，还应做对比实验：向2 mL 5%的H2O2溶液中滴入___________________(填试剂及其用量)。
（3）联系实验③、④，预期结论是__________________________________________________。
（4）实验④中n(CO2)随时间的变化如图所示，简述反应速率的变化特点__________________________
_____________，图象中发生A点到B点变化的原因是__________________________。
1．（2023·江苏南通如东县高二上学期月考）反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一密闭容器中进行，下列条件的改变能加快反应速率是
A．增加C的量B．将容器的体积缩小一半
C．保持容器体积不变，充入N2D．保持压强不变，充入He
2．（2023·四川乐山市高二下学期开学考）目前国际空间站常采用还原法处理CO2，反应为CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)。不同条件下测得该反应的化学反应速率如下，其中表示反应进行得最快的是
A．v(CO2)=0.1 ml·L－1·min－1B．v(H2)=0.3 ml·L－1·min－1
C．v(CH4)=0.01 ml·L－1·s－1D．v(H2O)=0.16 ml·L－1·min－1
3．（2023·北京平谷区高二上学期期末）在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，下列说法正确的是
A．无催化剂时，反应不能进行
B．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 ml·L－1·min－1
C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D．与催化剂Ⅰ相比，催化剂Ⅱ使反应活化能更低
4．（2023·辽宁鞍山市高二上学期第三次月考）在一定温度下，某密闭容器中发生反应：2C(g)A(g)＋2B(s) ΔH＞0，若0～10 s内c(C)由0.1 ml·L－1降到0.08 ml·L－1，则下列说法正确的是
A．0～10 s内用B表示的平均反应速率为v(B)＝0.002 ml·L－1·s－1
B．c(C)由0.1 ml·L－1降到0.04 ml·L－1所需的反应时间小于5 s
C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快
5．（2022·辽宁丹东高二上学期期末）下列各组反应中(表中物质均为反应物，且金属的物质的量均为0.1 ml)，反应开始时放出H2的速率最快的是
6．（2023·北京西城区高二上学期期末）关于化学反应速率增大的原因，下列分析不正确的是
A．有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，可使单位体积内活化分子数增多
B．增大反应物的浓度，可使活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞
C．升高温度，可使反应物分子中活化分子的百分数增大
D．使用适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大
7．（2023·江苏南通如东县高二上学期月考）甲酸在一定条件下可分解生成CO和H2O，在有、无催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示。下列说法正确的是
A．途径1的活化能为Ea1，其大小与∆H1有关
B．途径1使用了催化剂，途径2没有使用催化剂，但∆H1＝∆H2
C．途径2要经过三步才完成，而途径1只要一步就完成，所以途径1反应速率更快
D．途径2中第二步反应的速率比第三步反应要慢
8．（2023·福建龙岩高二上学期期末）已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究浓度、温度对该反应速率的影响，进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
下列说法错误的是
A．V1＝2，V2＝2
B．实验I、III的目的是探究温度对化学反应速率的影响
C．实验Ⅲ中v(KMnO4)＝0.01 ml·L－1·min－1
D．其他条件不变，若改用0.1 ml·L－1酸性KMnO4溶液，也能达到实验目的
9．（2023·北京西城区高二上学期期末）已知1 ml H2O2分解放出热量98 kJ。在含有少量I－的溶液中，H2O2分解的机理是：i．H2O2＋I－＝H2O＋IO－，ii．H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－。H2O2分解过程中能量变化如图。下列说法正确的是
A．①表示加催化剂后反应过程中的能量变化
B．①的活化能等于98 kJ·ml－1
C．i和ii均为放热反应
D．i的化学反应速率比ii的小
10．（2022·河南洛阳高二上学期期中）某学习小组同学对影响H2O2分解速率的因素进行探究。
【实验I】小组同学进行以下对比实验，并记录实验现象。
【实验II】另取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液，均未观察到有明显的气泡产生。
（1）实验I的目的是______________________________________________________________________。
（2）实验II未观察到预期现象，为了达到该实验的目的，可采取的改进措施是___________________________________________________________________________________________。
【实验III】为了探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果：在两支试管中各加入2 mL5%的H2O2溶液，再向其中分别滴入1 mL浓度均为0.1 ml·L－1的FeCl3溶液和CuSO4溶液。
（3）有同学建议将CuSO4改为CuCl2溶液，理由是___________________________________________；还有同学认为即使改用了CuCl2溶液，仍不严谨，建议补做对比实验：向2 mL5%的H2O2溶液中滴入的试剂及其用量是_______________________________________________。
【探究IV】某同学查阅文献资料发现KI也对该反应具有催化作用。
资料1：KI在该反应中的作用：H2O2＋I－＝H2O＋IO－；H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－。
（4）总反应的化学方程式是_____________________________________。
资料2：H2O2分解反应过程中能量变化如图所示，其中①有KI加入，②无KI加入。
（5）下列判断正确的是___________(填字母)。
a．加入KI后改变了反应的路径
b．加入KI后改变了总反应的能量变化
c．H2O2＋I－＝H2O＋IO－是放热反应
催化剂只能改变反应的活化能，但不能改变反应的焓变。
意义
表示化学反应进行 的物理量
表示
用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 表示
表达式
υ＝ EQ \f(Δc,Δt) Δc浓度的变化 Δt时间的变化
单位
ml·L－1·min－1或ml·L－1·s－1
与化学计量数关系
各物质的化学反应速率之比 化学方程式中各物质的化学计量数之比
定性比较
通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的 、固体消失或气体充满所需时间的 等来定性判断化学反应的快慢
定量比较
“一看”：看化学反应速率的单位是否 ，若不一致，需转化为同一 。
“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成 物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学 ，所得数值大的 。
“三比较”：标准统一后比较 大小，数值越大， 越大。
测定原理
利用与化学反应中任何一种化学物质的 相关的可观测量进行测定。
测定方法
直接观察测定：如 和 等。
科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用 和 间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
影响因素
实验步骤
实验现象
实验结论
浓度
增大浓度，
化学反应速率增大
温度
混合后均出现浑浊，但70℃热水一组首先出现浑浊
升高温度，
化学反应速率
催化剂
前者无明显现象，
后者出现大量
催化剂能加快
化学反应速率
加入试剂
反应时间
(填“长”或“短”)
反应速率
(填“快”或“慢”)
40 mL 1 ml·L－1硫酸
40 mL 4 ml·L－1硫酸
浓度
增大反应物浓度，化学反应速率 ，反之
压强
对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率 ，反之
温度
升高温度，化学反应速率 ，反之
(温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍)
催化剂
催化剂可以 化学反应速率 (对于可逆反应，正、逆反应速率的改变程度 )
其他因素
如增大反应物的接触面积、光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、形成原电池等，都有可能改变化学反应速率
恒温
增大压强eq \(――→,\s\up7(引起))体积缩小eq \(――→,\s\up7(引起))浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率增大。
恒温恒容
a．充入气体反应物eq \(――→,\s\up7(引起))反应物浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率增大。
b．充入稀有气体(或非反应气体)eq \(――→,\s\up7(引起))总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。
恒温恒压
充入稀有气体(或非反应气体)eq \(――→,\s\up7(引起))体积增大eq \(――→,\s\up7(引起))各物质浓度减小eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率减小。
基元反应
大多数化学反应往往经过几步完成的，其中的 都称为基元反应
反应机理
先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理
基元反应发生的先决条件
反应物的分子必须发生
但是并不是每一次分子碰撞都能发生
有效碰撞
概念：能够发生 的碰撞
条件： ；
与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率
活化分子
和活化能
①活化分子：能够发生 分子
对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是 的。
②活化能：活化分子具有的 与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能
反应物、生成物的能量与活化能的关系图
E1：
E1：正反应的活化能
E2：活化分子变成生成物分子放出的能量，也认为是逆反应的活化能
E1－E2为反应热，即ΔH＝E1－E2
浓度
反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内 的次数增加→反应速率 ；反之，反应速率
压强
增大 →气体体积 →反应物浓度 →单位体积内 增多→单位时间内 的次数增加→反应速率 ；反之，反应速率
温度
升高温度→ 的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数 → 增大；反之，反应速率
催化剂
使用催化剂→改变了反应的历程，反应的 降低→活化分子的 增大→单位时间内有效碰撞的 →反应速率
选项
实验方案
实验目的
A
向等体积等浓度的H2O2溶液中分别加入5滴等浓度的CuSO4和FeCl3溶液，观察气体产生的速度
比较Cu2＋和Fe3＋的催化效果
B
两支试管，都加入2 mL 1 ml·L－1的酸性KMnO4溶液，再同时向两支试管分别加入2 mL 0.1 ml·L－1的H2C2O4溶液和2 mL 0.05 ml·L－1的H2C2O4溶液，观察高锰酸钾溶液褪色所需时间(2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O)
探究草酸浓度对反应速率影响
C
在锥形瓶内各盛有2 g锌粒(颗粒大小基本相同)，然后通过分液漏斗分别加入40 mL 1 ml·L－1和40 mL 18 ml·L－1的硫酸。比较两者收集10 mL 氢气所用的时间
探究硫酸浓度对应速率影响
D
探究温度对反应速率的影响
A
Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2
压力传感器测量反应前后体系压强变化
B
Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
分析天平称量镁条变化前后的质量变化
C
2H2O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5())2H2O+O2↑
注射器收集反应后气体体积
D
Na2S2O3+H2SO4＝Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
浊度计测量反应前后浊度变化
选项
金属(粉末状)
酸
体积/mL
浓度/ml·L－1
反应温度/℃
A
稀盐酸
10
6
40
B
稀硝酸
10
6
40
C
Zn
稀盐酸
20
3
30
D
稀硫酸
10
3
30
编号
0.01 ml·L－1
酸性KMnO4溶液体积/mL
0.1 ml·L－1
H2C2O4溶液体积/mL
水的体积/mL
反应温度/℃
反应结束时间/min
I
2
V1
0
20
2.1
II
2
1
1
20
5.5
III
2
V2
0
50
0.5
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