化學反應(yīng)速率圖像

1、化學反應(yīng)速率圖象,一、“v t”圖象 二、“v T(或P)”圖象 (每種圖象均按不可逆反應(yīng)和 可逆反應(yīng)兩種情況分析,知識內(nèi)容,一、“v t”圖象,1.不可逆反應(yīng)的“v t”圖象(以鋅與稀硫酸反應(yīng)為例,分析：影響化學反應(yīng)速率的外界因素主要有濃度、溫度、壓強和催化劑，還有反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)、光、超聲波、電磁波等。若只改變其中的一個外界條件，對反應(yīng)速率的影響只是單向的，變化的趨勢只有逐漸增大或減小。通常情況下，在鋅與稀硫酸的反應(yīng)中，至少存在濃度和溫度兩個因素的影響，且效果相反。在t0t1內(nèi)，一種因素起主導作用；在t1t2內(nèi)，另一種因素起主導作用。根據(jù)實驗情景，氣體(生成的H2)在常壓下是不

2、斷排出的。硫酸的起始濃度最大，隨著反應(yīng)的進行,因c(H+)減小，故反應(yīng)速率減小。然而活潑金屬與H+的反應(yīng)是放熱的，體系溫度升高使反應(yīng)速率增大。在t0t1內(nèi)，溫度的影響起主導作用；在t1t2內(nèi)，濃度的影響起主導作用,氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，用ClO3表示的反應(yīng)速率如圖曲線所示，已知ClO3的氧化性隨c(H+)的增大而增強，有關(guān)方程式為：ClO3+3HSO3 = Cl+3H+ +3SO42 （1）反應(yīng)開始時反應(yīng)速率加快的原因是_ _。 （2）反應(yīng)后期反應(yīng)速率下降的原因是_ _。 （3）圖中陰影部分的面積表示的意義是_ _,練習,反應(yīng)有H+生成，隨著c(H+)的增大， ClO3的氧化性增

3、強,隨著反應(yīng)物的消耗，反應(yīng)物的濃度減小,從t1到t2這段時間內(nèi)， ClO3的物質(zhì)的量濃度的減小量,考點 4,化學反應(yīng)速率圖像及其應(yīng)用,類型1物質(zhì)的量(或濃度)時間圖像及其應(yīng)用 例如：某溫度時，在定容(V L)容器中，X、Y、Z 三種物質(zhì) 的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖 所示。 圖 3151,根據(jù)圖像可進行如下計算： (1)某物質(zhì)的反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率,2)確定化學方程式中的化學計量數(shù)之比，如 X、Y、Z 三種 物質(zhì)的化學計量數(shù)之比為(n1n3)(n2n3)n2,典例 1】一定溫度下，在 2 L 的密閉容器中，X、Y、Z 三種 氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖 所示,1）寫出反應(yīng)的化學方程式； （

4、2）反應(yīng)開始到 10 s ，用 Z 表示的平均反應(yīng)速率； （3）反應(yīng)開始到 10 s 時，求出Y 的轉(zhuǎn)化率為,1濃度 (1)規(guī)律 增大反應(yīng)物(或生成物)的濃度，正反應(yīng)(或逆反應(yīng))速率立即增大，逆反應(yīng)(或正反應(yīng))速率瞬時不變，隨后增大 同理可得減小濃度的情況,類型2速率時間圖像及其應(yīng)用,2)圖象,N2+3H2 2NH3,2溫度 (1)規(guī)律 升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，且吸熱反應(yīng)速率增加的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)速率增加的倍數(shù) 降低溫度，正、逆反應(yīng)速率都減小，且吸熱反應(yīng)速率減小的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)速率減小的倍數(shù) 總之，溫度對吸熱反應(yīng)速率的影響大,2)圖象,N2+3H2 2NH3 H0,3壓強 (1)規(guī)律

5、 增大壓強，對于有氣體參加的反應(yīng)，正、逆反應(yīng)速率均增大，氣體體積之和大的一側(cè)增加的倍數(shù)大于氣體體積之和小的一側(cè)增加的倍數(shù) 減小壓強，對于有氣體參加的反應(yīng)，正、逆反應(yīng)速率均減小，氣體體積之和大的一側(cè)減小的倍數(shù)大于氣體體積之和小的一側(cè)減小的倍數(shù) 總之，壓強對氣體分子數(shù)較多一側(cè)的影響更大,4催化劑 (1)規(guī)律 當其他條件不變時，加入催化劑，可以同等程度地改變正、逆反應(yīng)的速率，但不能改變化學平衡常數(shù)，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率 (2)圖象,典例 2】某溫度下，在密閉容器里2、2、3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學平衡后，改變條件，對反應(yīng)222 23（正反應(yīng)放熱）的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示。 (圖A上逆下正、圖B上正下

6、逆、圖D為跳躍型，上逆下正) 1、加催化劑對速率影響的圖象是（ ）。 2、增大2的濃度對速率影響的圖象是（ ） 3、 減小反應(yīng)容器體積對速率影響的圖象是（ ）。 4、升溫對速率影響的圖象是（,例：合成氨反應(yīng)：N2+3H2 2NH3 H 0 。如圖只改變某一條件（其他條件不變）時化學反應(yīng)速率與時間的變化曲線。 請指出:t1、t2、t3、t4時刻分別改變什么條件,增大N2或 H2的濃度,增大壓強,降低溫度,加催化劑,ta,tb,tc,0,t,典例 3】 可逆反應(yīng)aX(g)bY(g) cZ(g) 在一定溫度下的一密閉容器內(nèi)達到平衡后， t0時改變某一外界條件，化學反應(yīng)速率(v) 時間(t)圖象如圖，

7、則下列說法中正確的 是 (,A若abc，則t0時只能是增大了容器的壓強 B若abc，則t0時只能是加入了催化劑 C若abc，則t0時只能是增大了容器的壓強 D若abc，則t0時只能是加入了催化劑,D,化學反應(yīng)速率圖像的分析技巧,分析圖像問題時，應(yīng)從以下幾個方面著手,1)看起點，分清反應(yīng)物和生成物，濃度減小的是反應(yīng)物,濃度增大的是生成物，生成物多數(shù)以原點為起點,2)看變化趨勢，分清正反應(yīng)和逆反應(yīng)，分清放熱反應(yīng)和吸,熱反應(yīng),3)看終點，分清消耗濃度和增加濃度，反應(yīng)物的消耗濃度 和生成物的增加濃度(或物質(zhì)的量)之比等于反應(yīng)方程式中各物 質(zhì)化學計量數(shù)之比,4)時間速率圖像，看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，

8、分清,漸變”和“突變”、“大變”和“小變,例1.在一密閉體系中發(fā)生下列反應(yīng)： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反應(yīng)放熱） 右圖是某一時間段中反應(yīng)速率與反應(yīng)進程的曲線關(guān)系圖，回答下列問題： (1)t1、t3、t4時刻體系中分別是什么條件發(fā)生了變化？ (2)下列各時間段時，氨的體積分數(shù)最高的是（ ） A.t0t1 B.t2t3C.t3t4 D.t5t6,答案：(1)t1時刻是升高了溫度、 t3時刻是使用了催化劑、t4時刻是降低了壓強,若圖中只畫出部分正或逆反應(yīng)速率曲線，你會做嗎,練習一下,2)A,練習,1.在密閉容器中充入A、B或C、D進行可逆反應(yīng)： aA(g)+bB(g) cC(g)

9、+dD(g);H 下圖和分別表示反應(yīng)達平衡后，改變溫度和壓強對反應(yīng)速率及平衡的影響，則下列結(jié)論中正確的是（ ） A.開始時充入C和D：a+bc+d H0 B.開始時充入C和D：a+bc+d H0 D.開始時充入A和B：a+bc+d H0,B,2.對于達到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)：X+Y W+Z，增大壓強，正、逆反應(yīng)速率變化的情況如下圖所示。則關(guān)于X、Y 、W、Z物質(zhì)的集聚狀態(tài)可能是（ ） A. W、Z均為氣體， X、Y 中有一種是氣體 B. W、Z中有一種是氣體， X、Y均為非氣體 C. X、Y 、Z均為氣體， W為非氣體 D. X、Y均為氣體， W、Z中有一種是氣體,C D,練習,3.下圖是合成氨

10、的反應(yīng)(N2+3H2 2NH3；H0)速率隨時間的變化曲線 (1)t0時反應(yīng)從哪個方向開始？向哪個方向進行？ (2) t1、 t2、 t3、 t4、 t5、 t6、 t7、 t8分別改變的條件及平衡移動方向怎樣,練習,2) t1增大壓強，平衡正向移動；t2減小氨的濃度，平衡正向移動； t3增大壓強，平衡正向移動； t4減小壓強，平衡逆向移動； t5升高溫度，平衡逆向移動； t6降低溫度，平衡正向移動； t7增大N2或H2的濃度，同時減小氨的濃度，平衡正向移動； t8使用了催化劑，平衡不移動,1)正、逆反應(yīng)同時開始，向正反應(yīng)方向進行,二、“v T(或P)”圖象,H0,H0,M+np+q,M+np

11、+q,M+n=p+q,分析：改變溫度或改變氣體反應(yīng)的壓強，對正、逆反應(yīng)速率的影響是相同的，但影響的程度不同。升高(降低)溫度對吸熱(放熱)反應(yīng)方向的速率的影響程度較大；增大(減小)壓強對氣體分子數(shù)減小(增大)反應(yīng)方向的速率的影響程度較大,方法規(guī)律：正、逆反應(yīng)速率曲線的交點往右，哪條曲線在上，溫度(或壓強)對該反應(yīng)方向的速率的影響程度就較大，該反應(yīng)就是吸熱反應(yīng)(或氣體分子數(shù)減小的反應(yīng))。若沒有交點，可將曲線按其變化趨勢適當延長，也可作相同溫度(或壓強)點上兩曲線的切線，切線的斜率大者，溫度(或壓強)對該反應(yīng)方向的速率的影響程度就較大,例2.在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：aX(g)+bY(g) cZ(g)

12、+dW(g);H 下圖所示該反應(yīng)速率(v)隨溫度(T)、壓強(P)的變化情況，請回答下列問題,1) H 0, a+b c+d。(填“”、“”或“=”) (2)溫度T1和T3相比， T1對 反應(yīng)有利， T3對 反應(yīng)有利。 (填“正”或“逆”) (3)當溫度依次升高到T1、T2、T3時，在反應(yīng)到達平衡的過程中，正反應(yīng)速率的變化情況依次是 。(填“增大”、“減小”或“不變”,正,逆,增大、不變、減小,例3.反應(yīng)A(g)+B(g) C(g); H0 已達平衡，升高溫度，平衡逆移，當反應(yīng)一段時間后反應(yīng)又達平衡，則速率對時間的曲線為（,解析：首先要把握大方向，即升溫使正、逆反應(yīng)速率都變大，所以B不是正確答

13、案；再看起點和終點，由于原反應(yīng)是平衡的(V逆=V正)，因而起點相同，又由于再次達到平衡(V正V逆)，因而終點相同，故A不是正確答案；由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升溫使V正和V逆都增大，但逆反應(yīng)增大得更多，故V逆更大，即V逆曲線斜率的大，故正確答案為C,這是表示平衡移動中的速率。T1時的平衡，升溫到T2時建立新平衡，V 吸，V 放，V吸曲線始終在上方。有學生認為靠近T2時，V吸曲線的斜率變小了，不正確。其實，溫度從T1上升到T2，V吸，V放，這時速率的改變要影響到反應(yīng)物和生成物的濃度，由于V吸增加得多，相應(yīng)物質(zhì)的濃度減少得多，將使其速率減緩；而相反方向的物質(zhì)濃度增加得多，將使其速率增加，最終達到V吸V放，建立新的平衡狀態(tài)為止,1.符合下列兩個圖象的反應(yīng)是 (C表示反應(yīng)物的物質(zhì)的量分數(shù)，n表示速