高三一轮复习高考化学疑难问题《化学反应速率及影响因素》精讲

2027届高三一轮复习：化学反应速率及影响因素

知识点回顾：

化学反应速率

一、化学反应速率的定义

1. 定义：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。通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。

2. 适用范围：只适用于气体、溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。因为固体、纯液体的浓度视为常数，改变其用量，浓度不发生变化，无法计算反应速率。

3. 注意核心特点：化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率；速率数值始终为正值。

二、化学反应速率的表达式与单位

v＝ΔcΔt，单位为mol·L^－1·min^－1或mol·L^－1·s^－1。

三、同一反应中不同物质的速率关系（高频考点）

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，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。

如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d

【特别提醒】(1)一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。

(2)由v＝ΔcΔt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。

四、基础计算题型模板

化学反应速率计算的万能方法——三段式法

(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。

如对于反应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)ab00

转化/(mol·L^－1)xnxmpxmqxm

t₁/(mol·L^－1)a－xb－nxmpxmqxm

则：v(A)＝xt1 mol·L^－1·s^－1，v(B)＝nxmt1 mol·L^－1·s^－1，v(C)＝pxmt1 mol·L^－1·s^－1，v(D)＝qxmt1 mol·L^－1·s^－1。

五、常见易错点（基础易错）

误区1：认为固体可以计算反应速率。纠正：固体、纯液体浓度不变，无速率概念。

误区2：直接用不同物质的速率数值比较反应快慢。纠正：必须除以对应化学计量数后再比较。

误区3：将瞬时速率等同于平均速率。纠正：公式计算出的均为时间段内的平均速率。

化学反应速率的影响因素

一、内因（决定性因素）

反应物本身的性质是影响反应速率的根本原因。例如：活泼金属与酸反应速率远快于不活泼金属；常温下钠与水剧烈反应，而铁与水常温下几乎不反应。内因决定了反应能否发生以及反应的固有快慢。

二、外因（高考高频考查，可调控因素）

1. 浓度对反应速率的影响

（1）规律：其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率加快；减小反应物浓度，反应速率减慢。生成物浓度改变，只影响逆反应速率，不影响正反应速率。

（2）适用对象：气体、溶液中的电解质/溶质。

（3）微观本质：增大浓度→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞频率提高→反应速率加快。

（4）注意：增加固体、纯液体的用量，不改变浓度，反应速率不变。

2. 压强对反应速率的影响

（1）适用对象：仅适用于有气体参与的反应，无气体的反应，压强对速率无影响。

（2）核心规律：其他条件不变时，增大体系压强→气体体积缩小→气体浓度增大→反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。

（3）压强改变的四种情况（重难点）：

恒温恒容：充入反应气体→浓度增大→速率加快；充入惰性气体→反应物浓度不变→速率不变；

恒温恒压：充入惰性气体→容器体积增大→反应物浓度减小→速率减慢；

压缩/扩大容器体积：直接改变气体浓度，速率同步改变。

①恒温恒压

②恒温恒容

（4）本质总结：压强对速率的影响，本质是浓度的改变，若压强变化但浓度不变，速率不变。

3. 温度对反应速率的影响

（1）通用规律：所有化学反应，升高温度，反应速率一定加快；降低温度，反应速率一定减慢，无例外。

（2）变化幅度：温度每升高10℃，反应速率通常增大为原来的2~4倍。

（3）微观本质：升温→分子总能量升高，活化分子百分数大幅增大+分子运动速率加快→有效碰撞频率急剧提升→速率显著加快。

（4）特点：温度对正、逆反应速率均有影响，升温均加快，降温均减慢；对吸热、放热反应均适用。

4. 催化剂对反应速率的影响

（1）定义与分类：能改变反应速率，反应前后自身质量和化学性质不变；分为正催化剂（加快速率，常用）、负催化剂（减慢速率，极少考查）。

（2）微观本质：降低反应的活化能→大幅提高活化分子百分数→极大加快反应速率。

（3）核心特点（高频考点）：

催化剂只改变反应速率，不改变反应限度、不改变平衡转化率、不改变反应焓变；

同等程度改变正、逆反应速率；

具有专一性、选择性，不同反应对应不同催化剂。

5. 其他影响因素

固体表面积（粉碎固体、搅拌）、光照、超声波、溶剂性质等。增大固体表面积，增大固液、固气接触面积，加快反应速率。

三、活化分子与有效碰撞理论（微观核心）

1. 有效碰撞：能够发生化学反应的分子碰撞。

2. 活化分子：能够发生有效碰撞的、能量较高的分子。

3. 核心区分：

浓度、压强改变→只改变单位体积活化分子数，活化分子百分数不变；

温度、催化剂改变→改变活化分子百分数（核心提效原因）。

速率图像分析、题型总结与易错突破

一、化学反应速率常见图像题型

1. 浓度-时间图像（c-t图像）

（1）图像特征：横坐标为时间，纵坐标为物质浓度。反应物浓度随时间减小，生成物浓度随时间增大。

（2）核心应用：

图像斜率表示反应速率，斜率越大，速率越快；

浓度不再变化时，反应达到化学平衡状态；

浓度变化量之比等于化学计量数之比，可推导化学方程式。

2. 速率-时间图像（v-t图像，高考重中之重）

用于判断外界条件改变对可逆反应速率的影响，核心判断依据：v正、v逆的变化趋势、突变/渐变、相对大小。

以合成氨反应为例：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)ΔH<0。

二、反应速率快慢比较方法

1．定性比较

通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。

2．定量比较

同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法：

(1)归一法

①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。

②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。

③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。

(2)比值法

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。

如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若v（A）a＞v（B）b，则A表示的化学反应速率较大。

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。

三、高频题型与解题技巧

1. 速率计算类

万能解法：三段式法，严格按照“起始量-变化量-终态量”计算，注意体积统一、单位统一，避免时间、浓度单位出错。

2. 条件影响辨析类

解题口诀：浓度压强改数量，温度催化改百分；固液用量无影响，惰性气体看恒容；

升温催化速率快，所有反应都适配。

3. 图像分析类

三步解题法：①看拐点（判断条件改变时间）；②看突变/渐变（判断温度、压强、浓度、催化剂）；③看高低（判断v正、v逆相对大小，分析平衡移动）。

四、终极易错点汇总（高考避坑）

易错1：恒温恒容充入惰性气体，总压增大，但反应物浓度不变，速率不变；

易错2：催化剂加快反应速率，能缩短达到平衡的时间，但不能提高反应物转化率；

易错3：降温、减压，正逆速率均减小，只是减小幅度不同，平衡发生移动；

易错4：纯固体粉末状改变，接触面积增大，速率加快，不属于浓度影响；

易错5：反应速率为0不代表反应停止，平衡时正逆速率相等且不为0。

典型例题：

例1．一定温度下反应4A(s)+3B(g)⇌2C(g)+D(g)经2min B的浓度减少0.6mol•L^-1，对此反应速率的表示正确的是

A．用A表示的反应速率是0.4mol•L^-1•min^-1

B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是1：2：3

C．2min末的反应速率v(B)=0.3mol•L^-1•min^-1

D．在2min内用B和C表示的正反应速率的值都是逐渐减小的

【解析】A．A是固体，不能表示反应速率，故A错误；B．反应速率之比是相应的化学计量数之比，则分别用B、C、D表示的反应速率比值是3：2：1，故B错误；C．经2min，B的浓度减少0.6mol/L，所以2min内用B表示的平均反应速率是＝0.3 mol·(L·min)^-1，但2min末的反应速率是瞬时速率，故C错误；D．随反应进行反应物的浓度降低，反应速率减慢，生成物的浓度变化量逐渐减少，故2 min内用B和C表示的反应速率都是逐渐减小，故D正确；答案选D。

例2．为探究铁与稀硫酸的反应速率，向反应混合液中加入某些物质，下列关于v（H₂）变化判断正确的是

A．加入Na₂SO₄溶液，v（H₂）减小

B．加入NaHSO₄固体，v（H₂）不变

C．加入NaNO₃固体，v（H₂）不变

D．加入CuSO₄固体，v（H₂）减小

【解析】选A。加入Na₂SO₄溶液会稀释原溶液，氢离子浓度减小，故v（H₂）减小，故A正确；加入NaHSO₄固体，使溶液中的氢离子浓度增大，故v（H₂）增大，故B错误；加入NaNO₃固体会引入硝酸根，硝酸根的氧化性大于氢离子的氧化性，会先于氢离子与铁反应，故v（H₂）减小；加入CuSO₄固体，铁会置换出铜单质附着在铁表面形成原电池，加快反应速率，故v（H₂）增大，故D错误。

例3．以反应5H₂C₂O₄+2MnO－4+6H⁺＝10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，分别量取H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液，迅速混合并开始计时，通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。

下列说法不正确的是

A．实验①②③所加的H₂C₂O₄溶液均要过量

B．实验①测得KMnO₄溶液的褪色时间为40s，则这段时间内平均反应速率v（KMnO₄）＝2.5×10^－4mol·L^－1·s^－1

C．实验①和②是探究浓度对化学反应速率的影响，实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响

D．实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能是生成的Mn²⁺对反应起催化作用

【解析】选B。A项，要通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢，则实验①②③所加的H₂C₂O₄溶液均要过量，正确；C项，探究温度对化学反应速率的影响，必须满足除了温度不同，其他条件完全相同，满足此条件的实验编号是②和③，探究反应物浓度对化学反应速率的影响，除了浓度不同，其他条件完全相同，满足此条件的实验编号是①和②，正确；D项，实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能是生成的Mn²⁺对反应起催化作用，正确。

例4．室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。

下列说法正确的是

A．实验①中，0~2小时内平均反应速率

B．实验③中，反应的离子方程式为：

C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率

D．其他条件相同时，水样初始越小，的去除效果越好

【解析】A. 实验①中，0~2小时内平均反应速率，A不正确；

B. 实验③中水样初始=8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用配电荷守恒，B不正确；

C. 综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；

D. 综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始，的去除效果越好，但是当初始太小时，浓度太大，纳米铁与反应速率加快，会导致与反应的纳米铁减少，因此，当初始越小时的去除效果不一定越好，D不正确；

综上所述，本题选C。

例5．一定条件下，向一恒容密闭容器中通入适量的NO和O₂，发生反应：2NO+O₂=N₂O₄，经历两步反应：①2NO+O₂=2NO₂；②2NO₂=N₂O₄。反应体系中NO₂、NO、N₂O₄的浓度(c)随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是

A．曲线a是随时间的变化曲线

B．时，

C．时，的生成速率大于消耗速率

D．时，

【解析】A．NO₂是中间产物，其浓度先增大，后减小，曲线a代表，A项错误；B．根据图像可知，时、的浓度相等，B项错误；C．时，浓度在减小，说明生成速率小于消耗速率，C项错误；D．根据氮元素守恒，时，完全消耗，则，D项正确；故选D。

例6．NO与O₂混合后可发生反应①2NO(g)+ O₂ (g)=2NO₂ (g)和②2NO₂ (g)N₂O₄ (g) △H<0，现使一定量的NO与足量O₂在恒容密闭容器中充分反应，测得含氮的物质的量浓度c随时间t的变化曲线如图所示。已知t₄时刻某一外界条件发生改变。下列说法中错误的是

A．曲线b为c(NO₂)随t的变化曲线

B．时间段，反应①用NO表示的化学反应速率为mol·L^-l·min^-l

C．时刻NO、NO₂、N₂O₄的消耗速率大于生成速率

D．反应②的平衡常数

【详解】A．据分析，曲线b为c(NO₂)随t的变化曲线， A正确；

B．根据原子守恒知，任何时刻都有c( NO) +c(NO₂) +2c(N₂O₄)=2.0 mol/L，由于t₁时c(NO₂) =1. 1 mol/L，c(N₂O₄) =c(NO)=x mol/L，又2NO₂ (g)N₂O₄，则x+2x=2-1.1，故c(N₂O₄) =c(NO) =0.3 mol/L，所以时间内，反应①用NO表示的化学反应速率为(mol·L^-l·min^-l)， B正确；

C．由图可知，t₂时刻NO完全消耗，不再生成，c( NO₂ )仍在减小，其消耗速率大于生成速率，c(N₂O₄)在增加，其消耗速率小于生成速率， C错误；

D．t₄瞬间，c(N₂O₄)和c(NO₂)均不变，然后c(N₂O₄)增大，c(NO₂)减小，可知改变的条件为降温，降低温度，平衡正向移动，所以平衡常数增大，即K(t₅) >K(t₄)=K(t₁)， D正确；

答案选C。

系压强变化1.2×4kPa=4.8kPa，则500min时，体系压强=13.3kPa+4.8kPa=18.1kPa，故C正确；D．反应在催化剂表面反应，升高体系温度，催化剂活性减小时，反应速率减小，不一定能加快反应速率，故D正确；故选：B。