第一节　化学反应速率及其影响因素（考点考法剖析）-【高考引领教学】高考化学一轮针对性复习方案（全国通用）

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第一节　化学反应速率及其影响因素
【必备知识要求】
1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。
2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响。
3.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。
4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
【关键能力及高考要求】
关键能力要求：理解辨析能力、分析推理能力、知识的应用能力。
高考要求：本节内容是高考的重点内容，分定性和定量两个方面。定性方面为化学反应速率概念的分析及外界条件改变对化学反应速率结果的判断；定量方面为有关反应速率的计算和比较；通常与理论综合题结合，以填空题的形式考查化学反应速率的简单计算，结合图表、图像、实验等探究化学反应速率的影响因素及实验设计能力。难度一般中档偏上，在填空题中的情境多侧重与生产实际的联系。预计今后，可能通过表格、图象、数据的分析，进行化学反应速率计算的考查，以选择题、填空题、图象或图表题形式考查化学反应速率的影响因素。高考中也常运用控制变量法进行化学反应速率的影响因素的考查。
【学科核心素养解析】
1.变化观念与平衡思想：能认识化学反应速率是变化的，知道化学反应速率与外界条件有关，并遵循一定规律；能多角度。动态地分析化学反应速率，运用化学反应原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知：建立观点、结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过分析、推理等方法认识化学反应速率的本质特征及其相互关系，建立模型。能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
3.科学探究与创新意识：能发现和提出有关化学反应速的有探究价值的问题；通过控制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。
必备知识点1化学反应速率
一．概念与表示
1.概念：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。
2.表示：通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
3.表达式：v＝。
4.单位：一般为mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1。
二．与化学方程式中各物质化学计量数的关系
某一反应中，以各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)；则有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q或v(A)＝v(B)＝v(C)＝v(D)。
【知识理解提点】
1.一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。因为固体或纯液体的浓度视为常数。
2.由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。
3.化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。
【惑点辨析】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。(　　)
2.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。(　　)
3.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。(　　)
4.由v=ΔcΔt计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值。(　　)
5.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。(　　)
6.在2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应中,t1、t2时刻,SO3(g)浓度分别是c1、c2,则t1～t2时间内,SO3(g)生成的平均速率为v=c2-c1t2-t1。(　　)
【答案】:1.×　2.×　3.×　4.×　5.√　6.√
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】化学反应速率概念的理解
例1．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　)
A．化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物或生成物的浓度变化量
B．化学反应速率是指某一时刻，某种反应物的瞬时速率
C．在反应过程中，反应物的浓度逐渐减少，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
D．同一反应，用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比
【答案】D
【解析】A项：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的浓度增加量来表示。固体和纯液体的浓度为常数，不用来表示速率，所以A错；
B项：化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率，所以B错。
C项：反应物浓度的减少量或生成物的浓度增加量，都为正值，所以反应速率都为正值，C错；
D项：同一反应，用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比,D对。
【跟踪演练】
1.下列关于化学反应速率的说法中，正确的是
①铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
②增加反应物的用量，一定会增大化学反应速率
③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
④光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
⑤使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快
A．①⑤ B．④⑤ C．②④ D．③
【答案】B
【解析】①常温下铁在浓硫酸中钝化，得不到氢气，故①错误；②增加反应物的用量，不一定会增大化学反应速率，例如改变固体的质量，故②错误；③决定化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，如钠和冷水剧烈反应，但铁需要高温下才能与水蒸气反应，故③错误；④有些物质在光照条件下反应，如次氯酸的分解等，因此光是影响某些化学反应速率的外界条件之一，故④正确；⑤使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快，故⑤正确；故正确的是④⑤，答案为B。
必备知识点2 化学反应速率的计算和比较
一．化学反应速率计算的4个方法
1.定义式法：v＝。
2.比例关系法：化学反应速率之比等于化学计量数之比。
3.三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。
4.依据图像求反应速率的步骤
第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量；
第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量；
第三步：根据公式v＝进行计算。
二．化学反应速率的大小比较
1.归一法：将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。
2.比值法：将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的化学计量数，然后对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，若＞，则反应速率A＞B。
3.由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。
【知识理解提点】
1．化学反应速率计算的万能方法——三段式法
对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下：
　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始/(mol·L－1) a b 0 0
转化/(mol·L－1) x
t1/(mol·L－1) a－x b－
则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，
v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。
2．化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】
例2．（2022·辽宁高三三模）一定温度下，在容积恒为1L的容器中通入一定量N2O4，发生反应，各组分浓度随时间(t)的变化如下表。
t/s
0
10
20
30
40
c(N2O4)/(mol/L)
0.100
0.062
0.048
0.040
0.040
c(NO2)/(mol/L)
0
0.076
0.104
0.120
0.120
下列说法不正确的是
A．0-30s，N2O4的平均反应速率为v=
B．降低温度，反应的化学平衡常数值减小
C．40s时，再充入N2O40.04mol、NO20.2mol，平衡不移动
D．增大容积使平衡正移，达新平衡后混合气颜色比原平衡时浅
【答案】C
【解析】A项：由表中数据可知，0-30s，N2O4的浓度由0.100mol/L变为0.040mol/L，则N2O4的平均反应速率为==0.002=，故A正确；
B项：该反应，降低温度，平衡逆向移动，反应的化学平衡常数值减小，故B正确；
C项：40s时，反应已达平衡，根据表中数据，平衡常数K===0.36，40s时，再充入N2O40.04mol、NO20.2mol后，c(NO2)=0.32mol/L，c(N2O4)=0.080mol/L，此时浓度商Qc==1.28>K，则平衡会逆向移动，故C错误；
D项：增大容积使平衡正移，由勒夏特列原理，混合气体颜色先变浅后变深，但最终颜色比原平衡时浅，故D正确；答案选C。
【跟踪演练】
2.（2022·北京人大附中高三三模）反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在起始温度(T1℃)、体积相同(2L)的两个密闭容器中，改变条件，其对应反应过程中的部分数据见表：

反应时间
CO2/mol
H2/mol
CH3OH/mol
H2O/mol
反应Ⅰ：恒温恒容
0min
2
6
0
0
10min

4.5


20min
1



30min


1

反应Ⅱ：绝热恒容
0min
0
0
2
2
下列说法正确的是
A．若该反应能自发进行，则该反应的△H>0
B．反应Ⅰ，在0～20min时的平均反应速率v(H2)=0.15mol•L-1•min-1
C．反应Ⅰ达到平衡时，加入1molCO2和1molCH3OH，此时平衡不移动
D．起始温度相同的反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时平衡常数K也相同
【答案】C
【解析】A项：当ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应可以自发，该反应为气体系数之和减小的反应，所以ΔS＜0，则只有ΔH＜0时，高温条件下可满足ΔG＜0，反应自发，A错误；
B项：反应Ⅰ，在0～20min内Δn(CO2)=2mol-1mol=1mol，根据反应方程式可知Δn(H2)=3mol，容器体积为2L，所以v(H2)==0.075mol•L-1•min-1，B错误；
C项：平衡时Qc=K，反应Ⅰ平衡时n(CH3OH)=1mol，结合反应方程式可知此时n(CO2)=1mol，再加入加入1molCO2和1molCH3OH，即二者的浓度均变为原来的2倍，而CH3OH和CO2的系数相等，所以同等倍数增大二者浓度，Qc仍等于K，平衡不移动，C正确；
D项：反应Ⅰ恒温，而反应Ⅱ绝热，所以平衡时二者温度不相同，则平衡常数不同，D错误；综上所述答案为C。
3.（2022·浙江高三二模）利用活性炭可以处理NO的污染，其原理为：。现向某容积固定的密闭容器加入一定量的活性炭和一定量的NO，在T1℃时，各物质的量浓度随时间变化如图所示，下列说法正确的是

A．0~10min的平均速率v(CO2)=0.1mol·L-1·min-1
B．50min时改变的条件是升温
C．若原平衡态压强为100kPa，维持体积不变，再通入一定量的CO2(g)，达到平衡后压强变为150kPa，则平衡时NO转化了
D．50min时改变的条件是加入高效的催化剂
【答案】C
【解析】A项：据图可知0~10min内Δc(NO)=2.0mol/L-1.4mol/L=0.6mol/L，根据方程式可知Δc(CO2)=0.3mol/L，所以v(CO2)==0.03mol·L-1·min-1，A错误；
B项：该反应焓变小于零，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则达到新平衡时NO的浓度增大，N2和CO2的浓度减小，不会还相等，所以不是升高温度，B错误；
C项：不妨设容器体积为1L，初始时通入2mol/L的NO；据图可知该条件下平衡时NO、N2、CO2的浓度分别为1.0mol/L、0.5mol/L、0.5mol/L(生成物中N2和CO2的比例为1:1，浓度之和为1.0mol/L，所以各有0.5mol/L)，则该温度下平衡常数为=0.25；再通入一定量的CO2(g)，达到平衡后压强变为150kPa，恒容容器中压强之比等于气体的物质的量之比，该反应为气体系数之和不变的反应，所以根据压强之比可知充入CO2后气体的总物质的量为3mol，即充入1molCO2，设该条件下Δc(NO)=x，则有

温度不变，则平衡常数不变，所以=0.25，解得x=mol/L，则平衡时NO转化了=，C正确；
D项：催化剂只改变反应速率，不改变平衡时各物质的浓度，D错误；综上所述答案为C。
4.（2022·重庆高三三模）利用催化剂将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，是尾气处理的一种方法，方程式为：。为测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5














下列说法不正确的是；A．该反应能自发进行，则反应的
B．前2s内的平均反应速率
C．在该温度下，反应的平衡常数K=500
D．在密闭容器中发生上述反应，缩小容积能提高NO转化率
【答案】C
【解析】A项：当ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应可以自发，该反应为气体系数减小的反应，ΔS＜0，则只有ΔH也小于0时才可能满足ΔG＜0，A正确；
B项：前2s内Δc(NO)=(1.00×10−3−2.5×10−4)mol/L=7.5×10−4mol/L，根据反应方程式可知相同时间内Δc(N2)=3.75×10−4mol/L，v(N2)==1.875×10-4mol/(L•s)，B正确；
C项：根据表格数据可知4s后CO和NO的浓度不再改变，反应达到平衡，此时c(NO)= 1.00×10−4mol/L、c(NO)=2.70×10−3mol/L，Δc(NO)=9×10−4mol/L，则c(CO2)=9×10−4mol/L，c(N2)=4.5×10−4mol/L，平衡常数K==5000，C错误；
D项：该反应为气体系数之和减小的反应，缩小容器体积压强增大平衡正向移动，NO的转化率增大，D正确；综上所述答案为C。
【基础例析】化学反应速率大小的比较
例3．（2022·浙江高三一模）对于可逆反应A(g)+3B(s) 2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是
A．v(A)=0.5 mol·L-1·s-1 B．v(B)=1.2 mol·L-1·s-1
C．v(D)=0.4 mol·L-1·s-1 D．v(C)=0.1 mol·L-1·s-1
【答案】A
【解析】根据用不同物质表示反应速率时，速率比等于化学方程式中物质的化学计量数的比，把各种物质表示的化学反应速率都转化为用A物质表示的反应速率，并且速率单位相同，然后再比较其大小。
A项：v(A)=0.5 mol·L-1·s-1；
B项：v(B)=1.2 mol·L-1·s-1，则v(A)=v(B)=0.4 mol·L-1·s-1；
C项：v(D)=0.4 mol·L-1·s-1，则v(A)=v(D)=0.2 mol·L-1·s-1；
D项：v(C)=0.1 mol·L-1·s-1，v(A)=v(C)=0.05 mol·L-1·s-1；可见用A物质表示反应速率，速率最大值是v(A)=0.5 mol·L-1·s-1，故合理选项是A。
【跟踪演练】
5.（2022·天津市第八中学高三期中）温度下，向2L真空密闭容器中加入固体，发生反应：(未配平)，反应过程如图，下列说法正确的是

A．X可能为
B．用表示的反应速率为
C．第2min时逆反应速率大于第4min时逆反应速率
D．第4min时，保持温度和容积不变，向容器中再加入，混合气体颜色加深
【答案】B
【解析】A项：由图像可知，2min时物质的量变化为2mol、NO2的物质的量变化为2mol，、NO2系数比为1:1，根据元素守恒，X为，故A错误；
B项：内物质的量变化为2mol ，所以用表示的反应速率为，故B正确；
C项：第2min时NO2的浓度小于第4min时NO2的浓度，所以第2min时逆反应速率小于第4min时逆反应速率，故C错误；
D项：是固体，第4min时，保持温度和容积不变，向容器中再加入，平衡不移动，混合气体颜色不变，故D错误；选B。
必备知识点3 影响化学反应速率的因素
一．内因
反应物本身的性质，如Na、Mg、Al与水反应的速率由大到小的顺序为Na>Mg>Al。
二．外因

三．理论解释——有效碰撞理论
1.活化分子、活化能、有效碰撞
（1）活化分子：能够发生有效碰撞的分子。
（2）活化能：如图

图中：E1为正反应的活化能，
使用催化剂时的活化能为E3，
E2为逆反应的活化能，
反应热为E1－E2。
（3）有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
2.活化分子、有效碰撞与化学反应速率的关系


【知识理解提点】
1.压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。
2.改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。
3.固体反应物量的增减，不能改变化学反应速率，固体的表面积改变才能改变化学反应速率。
4.稀有气体对有气体参与的反应速率的影响
①恒温恒压

②恒温恒容

5.警惕外界因素对化学反应速率影响的5大误区
(1)误认为随着化学反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定，因为反应速率不仅受浓度影响，而且受温度影响，一般会先增大后减小。
(2)误用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。
(3)误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率，但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。
(4)误认为只要增大压强，化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行，若充入氦气(或不参与反应的气体)，压强增大，但参与反应的各物质的浓度不变，反应速率不变；若反应在密闭容积可变的容器中进行，充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变，容器体积增大，各组分浓度减小，反应速率减小。
(5)误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如认为升温既然使化学平衡向吸热方向移动，则对于放热反应，升温时，逆反应速率增大，而正反应速率减小。其实不然，温度升高，正、逆反应速率都增大，只是吸热反应方向速率增大程度大；同理，降温会使吸热反应方向速率减小程度大，而导致化学平衡向放热方向移动。
【惑点辨析】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.铁与浓硫酸反应时,硫酸的浓度越大,产生H2的速率越快。(　　)
2.升高温度时,不论正反应是吸热还是放热,正、逆反应的速率都增大。(　　)
3.可逆反应达到平衡后,增大反应物的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小。(　　)
4.增大反应体系的压强,反应速率不一定增大。(　　)
5.增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分含量,所以反应速率增大。(　　)
6.对可逆反应:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,增加氯化钾浓度,逆反应速率加快。(　　)
【答案】:1.×　2.√　3.×　4.√　5.×　6.×
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】外界因素对化学反应速率的影响
例4．（2022·陕西咸阳市·高三一模）汽车尾气是造成雾霾天气的主要原因，研究其无害化处理具有现实意义。已知：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)∆H<0，下列措施能提高该反应速率和NO转化率的是
A．改用高效催化剂 B．缩小容器的体积
C．降低温度 D．增加NO的浓度
【答案】B
【解析】A项： 改用高效催化剂，只改变反应速率，故A不选；
B项： 缩小容器的体积，浓度增大，平衡向体积减小的方向即正向移动，能提高该反应速率和NO转化率，故B选；
C项： 降低温度反应速率降低，故C不选；
D项： 增加NO的浓度，反应速率增大，但NO转化率降低，故D不选；故选B。
【跟踪演练】
6.（2022·吉林松原市·高三模拟）氨的工业合成对工农业生产具有划时代意义。在容积固定的密闭容器中充入一定量的和，一定条件下发生反应。下列有关叙述正确的是
A．相同条件下，
B．温度不变时，向容器中充入氦气，反应速率加快
C．升高温度，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
D．增大的浓度，能提高的转化率
【答案】D
【解析】A项：相同条件下，用不同物质表示的速率之比等于方程式的化学计量数之比，所以v(H2):v(NH3)=3:2，故A错误；
B项：温度不变时，向容积恒定的容器中通入惰性气体，由于容器体积不变，所以各物质浓度不变，所以反应速率不变，故B错误；
C项：升高温度，正逆反应速率都加快，故C错误；
D项：增大氮气的浓度，平衡正向移动，所以氢气的转化率增大，故D正确；故选D。
必备知识点4速率对化学平衡的影响
化学平衡的移动的根本原因：正反应速率和逆反应速率的相对大小
速率－时间(v­t)图像
1.图像类型
由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1。
（1）“渐变”类v­t图像
图像
分析
结论

t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动
t1时其他条件不变，增大反应物的浓度

t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动
t1时其他条件不变，减小反应物的浓度

t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动
t1时其他条件不变，增大生成物的浓度

t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动
t1时其他条件不变，减小生成物的浓度
（2）“断点”类v­t图像
图像
分析
结论

t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行
t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应)
t1时其他条件不变，升高温度且Q＞0(吸热反应)

t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行
t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应)
t1时其他条件不变，升高温度且Q＜0(放热反应)

t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行
t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应)
t1时其他条件不变，降低温度且Q＜0(放热反应)

t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行
t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应)
t1时其他条件不变，降低温度且Q＞0(吸热反应)
（3）“平台”类v­t图像
图像
分析
结论

t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动
t1时其他条件不变使用催化剂
t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)

t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动
t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)
【知识理解提点】
1.常见v-t图像分析方法
(1)看图像中正、逆反应速率的变化趋势,看二者是同等程度的变化,还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化,可从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。
(2)对于反应速率变化程度不相等的反应,要注意观察改变某个条件瞬间,正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律,加以筛选、验证、排除。
(3)改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时,可以从平衡移动方向讨论,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆移,v(正) 2.当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率－时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况做出判断。如：t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。

3.常见含“断点”的速率变化图像分析

【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】利用“断点”突破化学反应速率图像(v­t图)
例5．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(0～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)(　　)
A．增加氧气的浓度 B．增大压强
C．升高温度 D．加入催化剂
【答案】C
【解析】A项： 分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化，增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，与图像相符，故A不符合题意；
B项：增大压强，v正、v逆都增大，v正增大的倍数大于v逆，与图像相符，故B不符合题意；
C项： 升高温度，v正、v逆都瞬间增大，条件与图像不相符，故C符合题意；
D项： 加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，与图像相符，故D不符合题意；答案选C。
【跟踪演练】
7.对于反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0的反应，某一时刻改变外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是(　　)

A．t1时刻，增大了X的浓度
B．t1时刻，升高了体系温度
C．t1时刻，降低了体系温度
D．t1时刻，使用了催化剂
【答案】D
【解析】由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率，正逆反应速率相等，平衡不移动。
A项：t1时刻，增大X的浓度，正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间不变，故A错误；
B项：升高体系温度不会同等程度地改变正、逆反应速率，该反应为放热反应，逆反应速率会大于正反应速率，故B错误；
C项：降低体系温度不会同等程度地改变正、逆反应速率，逆反应速率会小于正反应速率，故C错误；
D项：使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，正、逆反应速率都增大，正反应速率等于逆反应速率，平衡不移动，故D正确；答案选D。
必备知识点5速率常数和速率方程
一．基元反应
基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，又称为简单反应。
二．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＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：1.SO2Cl2SO2＋Cl2　　 v＝k1c(SO2Cl2)
2.2NO22NO＋O2 v＝k2c2(NO2)
3.2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO)
三．速率常数含义
1.速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·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。
2.化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，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。
四．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。
【知识理解提点】
速率常数与化学平衡常数之间的关系：
一定温度下， 可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，
v正＝k正 ca(A)·cb(B)，
v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，
由于平衡时 v正＝v逆，则k正ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，
所以＝＝K。
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】速率常数及其应用
例5．（2021·山东高三三模）化学反应速率与反应物浓度的关系式(称为速率方程)是通过实验测定的。以反应S2O+2I-=2SO+I2为例，可先假设该反应的速率方程为v=kcm(S2O)cn(I-)，然后通过实验测得的数据，算出k、m、n的值，再将k、m、n的值代入上式，即得速率方程。25℃时，测得反应在不同浓度时的反应速率如表：
实验
c(S2O)/mol·L-1
c(I-)/mol·L-1
v/mol·L-1·s-1
1
0.032
0.030
1.4×10-5
2
0.064
0.030
2.8×10-5
3
0.064
0.015
1.4×10-5
已知过二硫酸(H2S2O8)可以看成是H2O2中两个氢原子被二个磺基(—SO3H)取代的产物。下列说法正确的是
A．过二硫酸根离子(S2O)中含有2个过氧键
B．该反应的总级数为2
C．速率方程中k=6.14×10-3L·mol-1·s-1
D．化学反应速率与反应的路径无关，速率方程中浓度的方次要由实验确定
【答案】B
【解析】A项：过二硫酸(H2S2O8)可以看成是H2O2中两个氢原子被二个磺基(—SO3H)取代的产物，则过二硫酸根离子(S2O)中含有一个过氧键，故A项错误；
B项：根据表中数据代入v=kcm(S2O)cn(I-)，可知m=n=1，反应的总级数为2，故B项正确；
C项：把表格中任意一组数据带入速率方程中，都可以得到k=1.46×10-2L·mol-1·s-1，故C项错误；
D项：由速率方程可知，化学反应速率与反应的路径密切相关，故D项错误。本题答案B｡
【跟踪演练】
7.（2022·广东汕头市·高三二模）某反应的速率方程为,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:



0.25
0.050
1.4
0.50
0.050
2.8
1.00
0.050
5.6
0.50
0.100
2.8
下列说法正确的是
A．速率方程中的、
B．该反应的速率常数
C．增大反应物浓度,k增大导致反应的瞬时速率加快
D．在过量的B存在时,反应掉87.5%的A所需的时间是375min
【答案】D
【解析】A项：将第一组数据和第二组数据代入可得，则m=1，将第二组数据和第四组数据代入可得，则n=0，A错误；
B项：由A选项的分析可知，m=1，n=0，则，代入第一组数据可得，，B错误；
C项：增大反应物的浓度，增大了速率，并没有改变瞬时速率常数k(只受温度影响)，C错误；
D项：存在过量的B时，反应掉87.5%的A可以看作经历3个半衰期，即50%+25%+12.5%，因此所需的时间为，D正确；故选D。
【高考应用】
高频考点1化学反应速率计算
依据图像求反应速率
1.找浓度差，计算反应速率。
2.找分压差，计算反应速率。
【高考实例】
例1.（2019全国高考Ι）水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
（4）Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的PH2O和PCO相等、PCO2和PH2相等。

计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率(a)=___________kPa·min−1。467 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。489 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。
【答案】 （4）. 0.0047 . b . c . a . d
【解析】（4）由图可知，30~90 min内a曲线对应物质的分压变化量Δp=（4.08-3.80）kPa=0.28 kPa，故曲线a的反应在30~90 min内的平均速率(a)==0.0047 kPa·min−1；由（2）中分析得出H2的物质的量分数介于0.25~0.5，CO的物质的量分数介于0~0.25，即H2的分压始终高于CO的分压，据此可将图分成两部分：

由此可知，a、b表示的是H2的分压，c、d表示的是CO的分压，该反应为放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，CO分压增加，H2分压降低，故467 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是b、c；489 ℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是a、d。
【考点演练】
1.（2015·广东高考）在新型RuO2催化剂作用下，使HCl转化为Cl2的反应：2HCl（g）+O2（g）Cl2（g）+H2O（g）具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n（Cl2）的数据如下：
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n（Cl2）/10－3mol
0
1.8
3.7
5.4
7.2
计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率_______mol·min－1。
【答案】1.8×10－3
【解析】2.0～6.0min时间内，Δn（Cl2）＝5.4×10－3mol－1.8×10－3mol＝3.6×10－3mol，v（Cl2）＝＝9.0×10－4mol·min－1，v（HCl）＝2v（Cl2）＝2×9.0×10－4mol·min－1＝1.8×10－3mol·min－1。
2.（2022·湖北恩施州高三3月模拟）某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5（g）＝4NO2（g）+O2（g）（慢反应）△H＜0，2NO2（g）N2O4（g）（快反应）△H＜0，体系的总压强p总和pO2随时间的变化如图所示：

已知N2O5分解的反应速率v＝0.12pN2O5（kPa•h－1），t＝10h时，pN2O5＝________kPa，v＝__________kPa•h－1（结果保留两位小数，下同）。
【答案】28.2 3.38
【解析】图甲表示总压强p总，反应起始只有N2O5气体，则起始pN2O5＝53.8kPa，根据图可知，t＝10h时，pO2＝12.8kPa，根据反应2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g），有物质之间反应转化关系可知该时间段N2O5的压强减少△p（N2O5）＝12.8kPa×2＝25.6kPa，故t＝10h时，pN2O5＝53.8kPa－25.6kPa＝28.2kPa，v（N2O5）＝0.12pN2O5（kPa•h－1）＝0.12×28.2kPa＝3.38kPa•h－1。
高频考点2速率常数及其应用
找出速率常数与化学平衡常数之间的关系：＝K。计算平衡常数。
【高考实例】
例2.（2018年全国高考Ⅲ）三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：
（3）对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

③比较a、b处反应速率大小：υa________υb（填“大于”“小于”或“等于”）。反应速率υ=υ正−υ逆=−，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处=__________（保留1位小数）。
【答案】. ③大于 1.3
【解析】③a、b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以速率更快，即Va＞Vb。根据题目表述得到，，当反应达平衡时，＝，所以，实际就是平衡常数K值，所以0.02。a点时，转化率为20%，所以计算出：
2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4
起始： 1 0 0
反应： 0.2 0.1 0.1 （转化率为20%）
平衡： 0.8 0.1 0.1[来源:学。科。网Z。X。X。K]
所以=0.8；==0.1；所以
【考点演练】
2.（2022·贵州铜仁高三4月模拟）T℃时,向1L恒容反应器中充入2molCH4,仅发生反应2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g),反应过程中0~15min内容器中的压强随时间的变化如图3。

（1）0~10min内,用CH,表示的平均反应速率为______mol.L-1min-1
（2）实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2),其中k正、k逆为速率常数,仅与温度有关。
T1℃时k正与k逆的比值为______(填数值)
【答案】（1）0.16
（2）12.8
【解析】（1）
2 CH4(g) C2H4(g) + 2 H2(g) 压强
起始（mol） 2 0 0 P0
转化（mol） 2x x x
平衡（mol） 2-2x x 2x 1.4P0
= , x=0.8mol，所以,转化的CH4浓度为:0.8mol/L
CH,表示的平均反应速率==0.16mol/（L.Min）
(2)平衡浓度:C(CH4)=0.4mol/L C(C2H4)=0.8mol/L C(H2)=1.6mol/L