文档内容
第 24 讲 化学反应速率
目录
考情分析 【夯基·必备基础知识梳理】
网络构建 知识点1 影响化学反应速率的因素
知识点2 有效碰撞理论
考点一 化学反应速率的概念及计算
知识点3 速率常数和速率方程
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点4 速率－时间(vt)图像
知识点1 化学反应速率
【提升·必考题型归纳】
知识点2 化学反应速率的计算
考向1 考查影响化学反应速率的因素
知识点3 化学反应速率的大小比较
考向2 考查催化剂、活化能与转化效率的关
知识点4 化学反应速率的测定
系
【提升·必考题型归纳】
考向3 考查“控制变量”探究影响化学反应
考向1 考查化学反应速率概念的理解
速率的因素
考向2 考查化学反应速率的计算
考向4 考查速率常数及其应用
考向3 考查化学反应速率比较
考向5 考查速率图像分析
考向4 考查化学反应速率的测定
考点二 影响化学反应速率的因素 真题感悟
考点要求 考题统计 考情分析
分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：
化学反 1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈
2022浙江6月卷20题，2
现，考查内容主要有以下两个方面：
应速率 分
(1)考查一段时间内化学反应速率的计算、反应速率快慢判断、
的概念 2021河北卷13题，3分
影响化学反应的因素等。
及计算
(2)结合化学平衡，考查对反应速率方程、速率常数的理解及计
影响化
算。
2023广东卷15题，4分
学反应 2．从命题思路上看，侧重以化工生产或新信息为背景，与反
2022海南卷8题，2分
速率的 应热或化学平衡相结合，考查反应速率的计算、比较及影响因
2021湖南卷11题，4分
素。
因素(1)选择题
结合化学平衡图像、图表考查化学反应速率的简单计算、外界
条件对化学反应速率的影响、化学反应速率与化学平衡的综合
应用，结合反应历程，考查决速步、活化能等相关知识。
(2)非选择题
常常与基本理论、工业生产相联系，通过图像或表格提供信息
进行命题，主要考查化学反应速率的表示方法、速率的影响因
素、速率方程等。
3.根据高考命题特点和规律，复习时要注意以下几个方面：
(1)反应速率的定量计算；
(2)反应速率的影响因素的理论解释；
(3)提高图像类信息的分析能力，关注化学反应速率的调控在生
活、生产和科学研究领域中的应用。
考点一 化学反应速率的概念及计算
知识点1 化学反应速率
1.表示方法
通常用单位时间内__________________________________________________来表示。
2.数学表达式及单位v＝，单位为____________________或____________________。
3.化学反应速率与化学计量数的关系
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__________，但反应速率的数值之比等于这些
物质在化学方程式中的____________________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＝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。
知识点2 化学反应速率的计算
1．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＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于
反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝____________________。
【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物
质的反应速率。
(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。
2．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ts时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下：
1
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始/(mol·L－1) a b 0 0
转化/(mol·L－1) x
t/(mol·L－1) a－x b－
1
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。
3．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。知识点3 化学反应速率的大小比较
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＞，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__________，则对应的反应速率越__________。
知识点4 化学反应速率的测定
1.定性描述:（根据实验现象）
①观察产生气泡的快、慢；
②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；
③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低
2.定量描述：（根据实验测量，单位时间内：）
①测定气体的体积;
②测定物质的物质的量的变化;
③测定物质或离子的浓度变化;
④测定体系的温度或测定反应的热量变化。
3.测量化学反应速率的常见方法
（1）量气法
（2）比色法
（3）电导法
（4）激光技术法
4.化学反应速率的测量——实验
（1）反应原理：Zn＋HSO ＝ZnSO＋H↑
2 4 4 2
（2）实验装置（3）测量数据
①单位时间内收集氢气的体积；
②收集相同体积氢气所需要的时间
③有pH计测相同时间内pH变化，即△c(H＋)。
④用传感器测△c(Zn2＋)变化。
⑤测相同时间内△m(Zn)。
⑥相同时间内恒容压强变化；
⑦相同时间内绝热容器中温度变化。
考向1 考查化学反应速率概念的理解
例1．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）一定条件下，向一恒容密闭容器中通入适量的NO和
O ，发生反应：2NO+O =N O ，经历两步反应：①2NO+O =2NO ；②2NO =N O 。反应体系中NO 、
2 2 2 4 2 2 2 2 4 2
NO、NO 的浓度(c)随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
2 4
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，
【变式训练】（2023·全国·高三专题练习）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-1D．在2min内用B和C表示的正反应速率的值都是逐渐减小的
考向2 考查化学反应速率的计算
例2．（2023·北京东城·北京五十五中校考模拟预测）五氯化磷(PCl )是有机合成中重要的氯化剂，可由如
5
下反应制得：PCl (g)＋Cl(g) PCl (g) ΔH=-93.0 kJ/mol。某温度下，在2.0 L的恒容密闭容器中充入2.0 mol
3 2 5
PCl 和1.0 mol Cl ，实验数据记录如下。
3 2 ⇌
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl )/mol 0 0.24 0.36 0.40 0.40
5
下列说法正确的是
A．0～150 s内的υ (PCl ) = 2.4×10-3mol·L-1s-1
3 ·
B．该温度下，反应的化学平衡常数K =
C．升高温度，PCl 的平衡转化率大于20%
3
D．增大压强，活化分子百分数增大，反应速率加快
【变式训练】（2023·山东泰安·统考三模）已知 的速率方程为 (k
为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得， 在催化剂X表面反应的变化数据如下：
t/min 0 10 20 30 40 50 60 70
0.100 0.080 0.040 0.020 0
下列说法正确的是
A． ，
B． min时，
C．相同条件下，增大 的浓度或催化剂X的表面积，都能加快反应速率
D．保持其他条件不变，若 起始浓度为0.200 mol·L ，当浓度减至一半时共耗时50 min
考向3 考查化学反应速率的大小比较
例3．（2023·全国·高三专题练习）MTP是一类重要的药物中间体，可以由TOME经环化后合成。其反应
式如下所示：
为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。TOME的转化率随反应时间的
变化如图所示。设TOME的初始浓度为a mol/L，反应过程中的液体体积变化忽略不计，发生的其他副反
应忽略不计。已知：转化率= ，也可以用百分数表示。下列说法错误的是
A．X、Y两点消耗反应物TOME的速率v (X)＜v (Y)
正 正
B．X、Z两点该化学反应的瞬时速率大小为v(X)＞v(Z)
C．210℃时，0~150 min之间用MTP表示该化学反应的速率为
D．若Z点处于化学平衡，则平衡时溶液体系中甲醇的百分含量为
【变式训练】（2023春·天津南开·高三南开中学校考阶段练习）利用传感技术可以探究压强对2NO (g)
2
NO(g)化学 平衡移动的影响。在室温、100kPa条件下，往针中筒充入一定体积的NO 气体后密封并保持
2 4 2
活塞位置不变。分别在t、 t 时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。
1 2
下列说法正确的是
A．B点处NO 的转化率为3%
2
B．E点到H点的过程中，NO 的物质的量先增大后减小
2
C．E、H两点对应的正反应速率大小为v =v
H E
D．B、H两点气体的平均相对分子质量大小为M =M
B H
考向4 考查化学反应速率的测定
例4．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）某反应 的速率方程为，其半衰期(当剩余的反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为 。当其他条件不变，
改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示：
0.25 0.50 1.00 0.50 1.00
0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 0.200
下列说法正确的是
A．该反应的速率方程中的
B．该反应的速率常数
C．表格中的 ， ，
D．在过量的B存在时，反应掉 的 所需的时间是
【变式训练】（2022春·广东广州·高三校考期中）某小组利用硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应：
，探究反应条件对速率的影响，下列有关说法正确的是
溶液 稀
选
反应温度/℃
项
① 25 10 0.1 10 0.1 0
② 25 5 0.1 10 0.1 x
③ 50 10 0.1 5 0.2 5
④ 50 10 0.1 10 0.1 0
A．可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢
B．①④探究温度对速率的影响，实验时将溶液混合后置于相应温度的水浴中
C．①③两组实验可探究硫酸浓度对反应速率的影响
D． ，②③两组实验可探究 浓度对反应速率的影响
考点二 影响化学反应速率的因素
知识点1 影响化学反应速率的因素
1.内因：反应物本身的性质是主要因素。反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如在相
同条件下卤素单质与H 反应的速率大小关系为____________________；镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速
2
率大小关系为____________________。
【名师点睛】内因包括组成、结构、性质等物质自身因素。2.外因(其他条件不变，只改变一个条件)
【特别提醒】(1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，
其表面积增大将导致反应速率增大。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)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
知识点2 有效碰撞理论
1.基元反应：一个化学反应往往经过多个步骤才能实现，每一步反应都称为基元反应。
2.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：E 为____________________，使用催化剂时的活化能为__________，反应热为__________。(注：E
1 2
为逆反应的活化能)
③有效碰撞：基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞，即活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
3.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
4.利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
微观因素变化
化学反应速
条件变化
率变化
活化分子百分数 单位体积内活化分子数目 有效碰撞
浓度 增大 不变 增加 增加 加快
压强 增大 不变 增加 增加 加快
温度 升高 增加 增加 增加 加快
催化剂 使用 增加 增加 增加 加快
知识点3 速率常数和速率方程
1．基元反应
（1）定义：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。
（2）基元反应过渡状态理论
基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到生成物的变化过程中要经历一个中间状态，这个
状态称为过渡态。
AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC
反应物 过渡态 生成物
过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活
化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为
CHBr＋OH－―→[Br…CH…OH]―→Br－＋CHOH
3 3 3（3）活化能与反应机理
使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反
应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示：
E 为总反应的活化能，E、E 为使用催化剂反应机理中各步的活化能。
1 2 3
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＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：①SO Cl SO ＋Cl v＝kc(SO Cl)
2 2 2 2 1 2 2
②2NO 2NO＋O v＝kc2(NO )
2 2 2 2
③2H＋2NO N＋2HO v＝kc2(H )·c2(NO)
2 2 2 3 2
3．速率常数含义
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。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。
4．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。
5．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 ＝k ca(A)·cb(B)，v ＝k
正 正 逆
·cg(G)·ch(H)，由于平衡时 v ＝v ，则k ca(A)·cb(B)＝k ·cg(G)·ch(H)，所以＝＝K。
逆 正 逆 正 逆
知识点4 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t 时v′ 突然增大，v′ 逐渐增大；v′ t 时其他条件不变，增
1 正 逆 1
＞v′ ，平衡向正反应方向移动 大反应物的浓度
正 逆
t 时v′ 突然减小，v′ 逐渐减小；v′ t 时其他条件不变，减
1 正 逆 1
＞v′ ，平衡向逆反应方向移动 小反应物的浓度
逆 正
t 时v′ 突然增大，v′ 逐渐增大；v′ t 时其他条件不变，增
1 逆 正 1
＞v′ ，平衡向逆反应方向移动 大生成物的浓度
逆 正
t 时v′ 突然减小，v′ 逐渐减小；v′ t 时其他条件不变，减
1 逆 正 1
＞v′ ，平衡向正反应方向移动 小生成物的浓度
正 逆
（2）“断点”类vt图像
图像 分析 结论
t 时其他条件不变，增大反应体
1
t 时v′ 、v′ 均突然增大，且 系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体
1 正 逆
v′ ＞v′ ；平衡向正反应方向进 积减小的反应)
正 逆
行 t 时其他条件不变，升高温度且
1
Q＞0(吸热反应)
t 时其他条件不变，增大反应体
1
t 时v′ 、v′ 均突然增大，且 系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体
1 正 逆
v′ ＞v′ ；平衡向逆反应方向进 积增大的反应)
逆 正
行 t 时其他条件不变，升高温度且
1
Q＜0(放热反应)
t 时其他条件不变，减小反应体
1
t 时v′ 、v′ 均突然减小，且 系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体
1 正 逆
v′ ＞v′ ；平衡向正反应方向进 积增大的反应)
正 逆
行 t 时其他条件不变，降低温度且
1
Q＜0(放热反应)
t 时其他条件不变，减小反应体
1
t 时v′ 、v′ 均突然减小，且 系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体
1 逆 正
v′ ＞v′ ；平衡向逆反应方向进 积减小的反应)
逆 正
行 t 时其他条件不变，降低温度且
1
Q＞0(吸热反应)
（3）“平台”类vt图像
图像 分析 结论
t 1 时v′ 正 、v′ 逆 均突然增大且v′ 正 t 1 时其他条件不变使用催化剂t 时其他条件不变增大反应体
1
＝v′ ，平衡不移动 系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后
逆
气体体积无变化)
t 时其他条件不变，减小反应
1
t 时v′ 、v′ 均突然减小且v′
1 正 逆 正
体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前
＝v′ ，平衡不移动
逆
后气体体积无变化)
2.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)反应Ⅱ
B．反应活化能：反应I<反应Ⅱ
C．增加 浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例
D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
2．（2023·广东·统考高考真题）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应 。反应历程(下图)中，M为中间
产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行
B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
3．（2023·辽宁·统考高考真题）一定条件下，酸性 溶液与 发生反应， (Ⅱ)起催化作用，
过程中不同价态含 粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A． (Ⅲ)不能氧化B．随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小
C．该条件下， (Ⅱ)和 (Ⅶ)不能大量共存
D．总反应为：
4．（2022·辽宁·统考高考真题）某温度下，在 恒容密闭容器中 发生反应 ，
有关数据如下：
时间段/ 产物Z的平均生成速率/
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
下列说法错误的是
A． 时，Z的浓度大于
B． 时，加入 ，此时
C． 时，Y的体积分数约为33.3%
D． 时，X的物质的量为
