高考化学一轮复习-化学反应速率及其影响因素（知识清单）（全国通用）（原卷版）

这是一份高考化学一轮复习-化学反应速率及其影响因素（知识清单）（全国通用）（原卷版），共24页。

01 化学反应速率
1．化学反应速率及表示方法
(1)含义：
化学反应速率是衡量化学反应_______的物理量。
(2)表示方法：
①可以用单位时间内______________的减少或______________的增加来表示化学反应速率。
②数学表达式：v＝_______＝_______。
③常用单位：______________或______________。
(3)对化学反应速率的理解
①化学反应速率一般指_______速率而不是某一时刻的瞬时速率，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_______。
③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的_______变化计算化学反应速率。
2．化学反应速率与化学计量数的关系
同一化学反应中，用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率（v）之比_____物质的量浓度变化（Δc）之比_____物质的量变化（Δn）之比_____化学计量数之比。
对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，v(A)：v(B)：v(C)：v(D)= _____________________。
3．化学反应速率的计算方法
(1)用定义公式计算
利用公式v＝_______＝_______计算化学反应速率，也可以利用公式计算物质的量或物质的量浓度变化或时间等。
(2)关系式法：
同一反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量(Δc)之比＝物质的量变化量(Δn)之比＝化学计量数之比。
如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，v(A)：v(B)：v(C)：v(D)= ______________。或eq \f(v(A),a)＝eq \f(v(B),b)＝eq \f(v(C),c)＝eq \f(v(D),d)。
(3)“三段式”计算化学反应速率
①求解化学反应速率计算题的一般步骤：
a．写出有关反应的化学方程式；
b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比_______化学计量数之比；
c．根据已知条件列方程计算。
②应用举例
mA(g) + nB(g) pC(g)
起始浓度（ml/L） a b c
转化浓度（ml/L） mx nx px
某时刻浓度（ml/L） a-mx b-nx c+px
再利用化学反应速率的定义求算
v(A)＝_______ ml·L－1·s－1；v(B)＝_______ ml·L－1·s－1；v(C)＝_______ ml·L－1·s－1。
4．化学反应速率的测定
(1)测定原理
利用化学反应中任何一种与物质_______有关的可观测量进行测定。
(2)测定方法
①直接观察测定：如释放出气体的_______和体系的_______等。
②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，可利用颜色变化和浓度变化间的_______关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
a．对于有气体生成的反应，可测定相同_______内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗_______的多少。
b．对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体_______的多少。
c．对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中_______或_______的变化。
d．对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗_______的多少。
【跟踪训练】
1．在25 ℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸里放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：
(1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是_____________________。
(2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是_____________________。
(3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是______________。
2．某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析：
(1)该反应的化学方程式为____________________________。
(2)反应开始至2 min末， X的反应速率为_______________。
(3)该反应是由_________(填序号)开始的。
A．正反应 B．逆反应 C．正、逆反应同时
02 影响化学反应速率的因素
1．主要因素
反应物______________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_______。
2．外界条件对化学反应速率的影响规律
(1)浓度对化学反应速率的影响
当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以_______化学反应速率；减小反应物的浓度，可以_______化学反应速率。
(2) 压强对化学反应速率的影响
对于气体反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积_______，浓度_______，化学反应速率_______；减小压强，气体体积_______，浓度_______，化学反应速率_______。
对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解如下：
压强改变→ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(反应体系中组分浓度改变→反应速率改变,反应体系中组分浓度不变→反应速率不变))
(3) 温度对化学反应速率的影响
当其他条件不变时，升高温度，可以______化学反应速率；降低温度，可以______化学反应速率。
(4) 催化剂对化学反应速率的影响
当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率_______。
(5) 其他因素对化学反应速率的影响
①固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积_______，与其他反应物的接触面积_______，化学反应速率_______。
②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_______反应速率。
③形成原电池：可以_______氧化还原反应的反应速率。
④其它方法：光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨，均是行之有效的改变化学反应速率的方法(块状)。
3．有效碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响
(1)有效碰撞
能够发生____________的碰撞为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。有效碰撞必须具备两个条件：一是发生碰撞的分子具有______________，二是碰撞时要有______________。
(2)活化分子和活化能
①能够发生__________的分子。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活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量_______，叫做反应的活化能。
(3)反应物、生成物的能量与活化能的关系
E1：_______的活化能
E2：活化分子变成生成物分子_______的能量，也可认为是_______的活化能
E1-E2：反应热，即ΔH=______________
(4)浓度、压强、温度、催化剂与活化分子的关系
【跟踪训练】
1．下列措施可以增大化学反应速率的是________(填序号)。
①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉
②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸
③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强
④2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3 ΔHEa2，第1步反应是_____反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“_______步骤”或“_______步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。因此对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。
【跟踪训练】
1．如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是( )
A．a与b相比，b的活化能更高
B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高
D．a与b相比，a的反应速率更快
2．CO2和H2在Cu/ZnO催化下发生反应可合成清洁能源甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，该反应实际上分两步进行。
第一步：Cu/ZnO*＋H2===Cu/Zn*＋H2O
第二步：____________(写出化学方程式)。
01 化学反应速率及其计算
(1)化学反应速率的表示方法
①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，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)由图像确定化学方程式需要解决的问题
①确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。
②确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。
③反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。
【跟踪训练】
1．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )
A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 ml·L－1·s－1
B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 ml·L－1
C．反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 ml·L－1·s－1
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)
2．反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经a min后SO3的浓度变化情况如图所示，在0～a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 ml·L－1·min－1，则a等于( )
A．0.1 B．2.5 C．5 D．10
3．如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 ml·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是( )
A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10 s内该反应的速率为0.01 ml·L－1·s－1
B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10 s内该反应的速率为0.01 ml·L－1·s－1
C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1
D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 ml·s－1
4．一定温度下，在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O54NO2＋O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如表：
下列说法正确的是( )
A．600～1 200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10－4 ml·L－1·s－1
B．反应2 220 s时，放出的O2体积为11.8 L(标准状况)
C．反应达到平衡时，v正(N2O5)＝2v逆(NO2)
D．推测上表中的x为3 930
02 化学反应速率的比较
(1)定性比较
通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。
(2)定量比较
对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。
①归一法：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。
②比值法：可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。
如aA(g)＋bB(g)===cC(g)，即比较eq \f(v(A),a)与eq \f(v(B),b)，若eq \f(v(A),a)>eq \f(v(B),b)，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。
【跟踪训练】
1．在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是( )
A．v(H2)＝0.01 ml·L－1·s－1
B．v(N2)＝0.3 ml·L－1·min－1
C．v(NH3)＝0.15 ml·L－1·min－1
D．v(H2)＝0.3 ml·L－1·min－1
2．已知反应：4CO＋2NO2eq \(=======,\s\up7(催化剂))N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。
①v(CO)＝1.5 ml·L－1·min－1
②v(NO2)＝0.7 ml·L－1·min－1
③v(N2)＝0.4 ml·L－1·min－1
④v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1
⑤v(NO2)＝0.01 ml·L－1·s－1
请比较上述5种情况反应的快慢：__________________________(由大到小的顺序)。
03 影响化学反应速率的因素
(1)浓度对化学反应速率的影响的理解
①固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。
②浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。
(2)压强对反应速率的影响情况
压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。
①恒温时，压缩体积eq \(――→,\s\up7(引起))压强增大eq \(――→,\s\up7(引起))反应物浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率加快。
②恒温时，对于恒容密闭容器
a．充入气体反应物eq \(――→,\s\up7(引起))气体反应物浓度增大(压强也增大)eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率加快。
b．充入“惰性”气体eq \(――→,\s\up7(引起))总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。
③恒温恒压时
充入“惰性”气体eq \(――→,\s\up7(引起))体积增大eq \(――→,\s\up7(引起))气体反应物浓度减小eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率减小。
(3)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。
(4)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。
(5)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。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。
【跟踪训练】
1．温度为T时，在恒容密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋R(s) ΔH>0，下列有关叙述正确的是( A )
A．向容器中充入少量氦气，化学反应速率不变
B．加入少量R(s)，逆反应速率增大
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．压缩容器的容积，单位体积内活化分子的百分数增大，化学反应速率增大
2．碳酸钙与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示，下列结论错误的是( )
A．反应开始2 min内平均反应速率最大
B．反应速率先增大后减小
C．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
D．反应在2～4 min内以CO2的物质的量变化表示的反应速率为v(CO2)＝0.1 ml·min－1
3．不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测得的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是( )
A．Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大
B．由②和③可知，pH越大，Fe2＋氧化速率越快
C．由①和③可知，温度越高，Fe2＋氧化速率越快
D．氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
4．在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。如图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是( )
04 基元反应与化学反应历程
1．催化剂与化学反应
(1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。
(2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个，如模拟演练题1中图像所表示的)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。
(3)催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小
2．能垒与决速步骤
能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。
例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。
注意：
①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。
②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。
③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。
【跟踪训练】
1．对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，某科研人员提出如下反应过程：
第一步 N2O5NO3＋NO2(快速平衡)
第二步 NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2(慢反应)
第三步 NO＋NO3―→2NO2(快反应)
其中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡，下列表述正确的是( C )
A．v(第一步的逆反应)