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第1讲化学反应速率【2020·备考】最新考纲：1.了解化学反应速率的概念和平均反应速率的表示方法。2.理解温度、浓度、压强和催化剂等对化学反应速率影响的一般规律。3.认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。4.认识化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。新课标要求：能进行化学反应速率的简单计算，能通过探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响，能用一定的理论模型说明外界条件对化学反应速率的影响。最新考情：化学反应速率的考查，一般考查形式如下：一是考查化学反应速率图像问题，如2017年T10、2016年T10B；二是考查化学反应速率的影响因素，如2018年T10D、2015年T13D、2014年T11D；三是在填空题中综合考查，如2016年T20。预测2020年高考延续这一命题特点，一是在选择题某一选项中出现，二是在填空题中考查有关化学反应速率与工农业生产的综合应用。考点一化学反应速率的概念及计算[知识梳理]1.化学反应速率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方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。名师助学：(1)由v＝Δc/Δt计算的反应速率是一段时间内的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2)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。(3)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，对于固体或纯液体反应物，其浓度视为常数，故一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。(4)化学反应速率越快不等于化学反应现象越明显，如某些中和反应。[题组诊断]化学反应速率的相关计算1.将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，现有下列几种说法：①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L－1·s－1③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1其中正确的是()A.①③B.①④C.②③D.③④解析A、B的起始浓度分别为2mol·L－1、1mol·L－1，由2s后C的浓度可得A、B的变化浓度分别为0.6mol·L－1、0.3mol·L－1，所以用A、B表示的反应的平均速率分别为0.3mol·L－1·s－1、0.15mol·L－1·s－1。2s时A、B的浓度分别为1.4mol·L－1、0.7mol·L－1。2s时物质A的转化率为30%。答案B2.在一定温度下，10mL0.40mol·L－1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.0～6min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1B.6～10min的平均反应速率：v(H2O2)3.3×10－2mol·L－1·min－1C.反应至6min时，c(H2O2)＝0.30mol·L－1D.反应至6min时，H2O2分解了50%解析6min时生成O2的物质的量为n(O2)＝22.4×10－3L22.4L·mol－1＝1×10－3mol，根据化学方程式2H2O2=====催化剂2H2O＋O2↑，可知，6min时H2O2消耗的物质的量为n(H2O2)＝2n(O2)＝2×10－3mol，则0～6min时H2O2的反应速率v(H2O2)＝2×10－3mol1×10－2L×6min≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，A项正确；6～10min内，生成O2的物质的量n(O2)＝（29.9－22.4）×10－3L22.4L·mol－1＝0.335×10－3mol，消耗n(H2O2)＝0.67×10－3mol，v(H2O2)＝0.67×10－3mol0.01L×4min≈1.68×10－2mol·L－1·min－13.3×10－2mol·L－1·min－1，B项正确；反应至6min时H2O2的浓度c(H2O2)＝0.40mol·L－1×1×10－2L－2×10－3mol1×10－2L＝0.2mol·L－1，C项错误；反应至6min时，H2O2分解率为2×10－3mol0.40mol·L－1×1×10－2L×100%＝50%，D项正确。答案C【方法技巧】计算化学反应速率的常用方法(1)定义式法：根据“v＝Δc/Δt”进行计算。(2)比例式法：根据“化学反应速率之比等于化学计量数之比”进行计算。(3)三段式法：具体步骤如下：①写出有关反应的化学方程式；②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；③根据已知条件列方程式计算。例如，反应mA＋nBpCt0（s）时刻/（mol/L）ab0转化/（mol/L）xnxmpxmt1（s）时刻/（mol/L）a－xb－nxmpxm则：v(A)＝xt1－t0mol·L－1·s－1、v(B)＝nxm（t1－t0）mol·L－1·s－1、v(C)＝pxm（t1－t0）mol·L－1·s－1。化学反应速率的大小比较3.已知反应4CO＋2NO2N2＋4CO2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.v(CO)＝1.5mol·L－1·min－1B.v(NO2)＝0.7mol·L－1·min－1C.v(N2)＝0.4mol·L－1·min－1D.v(CO2)＝1.1mol·L－1·min－1解析先看单位是否相同，若不同，先换算成同一单位，再换算成同一物质再比较，如以N2为标准，A、B、D项分别换算为0.375mol·L－1·min－1、0.35mol·L－1·min－1、0.275mol·L－1·min－1，C项正确。答案C4.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)＝0.45mol·L－1·s－1②v(B)＝0.6mol·L－1·s－1③v(C)＝0.4mol·L－1·s－1④v(D)＝0.45mol·L－1·s－1下列有关反应速率的比较中正确的是()A.④③＝②①B.①＞④＞②＝③C.①②③④D.④③②①解析可用比值法进行反应速率大小比较，v（A）1＝0.45mol·L－1·s－1；v（B）3＝0.63mol·L－1·s－1＝0.2mol·L－1·s－1；v（C）2＝0.42mol·L－1·s－1＝0.2mol·L－1·s－1；v（D）2＝0.452mol·L－1·s－1＝0.225mol·L－1·s－1，故①＞④＞②＝③，B项正确。答案B【方法技巧】化学反应速率的比较方法(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)转化同一物质法：将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。(3)比值法：用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再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vAm＞vBn，则反应速率A＞B。考点二影响化学反应速率的因素[知识梳理]1.内因反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为：v(Mg)v(Al)。2.外因(其他条件不变，只改变一个条件)提醒：①压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的，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，反应速率不一定发生变化。3.理论解释——有效碰撞理论(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。提醒：活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。[题组诊断]外界条件对化学反应速率的影响1.下列说法或者设计的实验方案错误的是()A.(2016·江苏化学，10B)如图表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化B.(2015·江苏化学，13D)探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O，向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象C.(2014·江苏化学，11D)对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH＜0)，加入少量浓硫酸并加热，该反应的反应速率和平衡常数均增大D.(2011·江苏化学，12D)对于反应2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率解析酶在一定温度下，催化效果好，但是如果温度过高，酶会失去活性，反应速率反而减小，A项正确；H2O2的浓度相同时，一支试管中加催化剂，另一支不加，通过观察生成气泡的快慢来探究加催化剂对H2O2分解速率的影响，B项正确；浓H2SO4是催化剂和吸水剂，加热和加入浓H2SO4都使反应速率增大，酯化反应为放热反应，所以升高温度，平衡常数减小，C项错误；MnO2起催化剂的作用，而升高温度，反应速率会加快，D项正确。答案C2.已知分解1molH2O2放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－―→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－快下列有关该反应的说法正确的是()A.反应速率与I－浓度有关B.IO－也是该反应的催化剂C.反应活化能等于98kJ·mol－1D.v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)解析A项，将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，该反应中I－作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率；B项，该反应中IO－是中间产物，不是该反应的催化剂；C项，反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1molH2O2放出98kJ热量，不能据此判断该反应的活化能；D项，由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)。答案A3.在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH0，下列说法正确的是()A.保持容器容积不变，向其中加入1molH2(g)，反应速率一定加快B.保持容器容积不变，向其中加入1molN2(N2不参加反应)，反应速率一定加快C.保持容器内气体压强不变，向其中加入1molN2(N2不参加反应)，反应速率一定加快D.保持容器内气体压强不变，向其中加入1molH2(g)和1molI2(g)，再次平衡时反应速率一定加快解析增加反应物的浓度，反应速率加快，A项正确；加入氮气，因为容器体积不变，反应体系中各气体的浓度不变，故反应速率不变，B项错误；保持压强不变，加入氮气，容器体积增大，反应体系中各气体的浓度减小，反应速率减小，C项错误；保持压强不变，再次充入1molH2(g)和1molI2(g)，则容器容积增大为原来的2倍，再次平衡反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D项错误。答案A【归纳总结】分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点1.对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但固体颗粒的大小决定反应物接触面积的大小，会影响化学反应速率。2.压强对速率的影响有以下几种情况：(1)恒温时：增大压强――→引起体积缩小――→引起浓度增大――→引起化学反应速率加快。(2)恒容时：①充入气体反应物――→引起压强增大――→引起浓度增大――→引起速率加快。②充入惰性气体――→引起总压强增大，但各气体物质的量浓度不变，