新教材適用2024-2025學年高中化學第6章化學反應與能量微專題4解答化學反應速率圖像題的思路學案新人教版必修第二冊

微專題4解答化學反應速率圖像題的思路化學反應速率問題常以圖像題的形式出現(xiàn)，在相關(guān)圖像的平面直角坐標系中，可能出現(xiàn)的物理量有物質(zhì)的量、濃度、時間等。解題時，重點是理解圖像的意義和特點。1．關(guān)注圖像中的“點、線、面”(1)關(guān)注“面”——明確探討對象理解各坐標軸所代表量的意義及曲線所表示的是哪些量之間的關(guān)系。弄清晰是物質(zhì)的量，還是濃度隨時間的變更。(2)關(guān)注“線”①弄清曲線的走向，是增大還是減小，確定反應物和生成物，濃度減小的是反應物，濃度增大的是生成物。②分清突變和漸變；理解曲線“平”與“陡”即斜率大小的意義。(3)關(guān)注“點”解題時要特殊關(guān)注特殊點，如坐標軸的交點、幾條曲線的交叉點、極值點、轉(zhuǎn)折點等。深刻理解這些特殊點的意義。2．聯(lián)系規(guī)律如各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比與化學計量數(shù)之比的關(guān)系，各物質(zhì)的化學反應速率之比與化學計量數(shù)之比的關(guān)系，外界條件的變更對化學反應速率的影響規(guī)律等。3．正確推斷依據(jù)題干和題目要求，結(jié)合圖像信息，正確利用相關(guān)規(guī)律做出正確的推斷。跟|蹤|訓|練1.(2024·自貢高一檢測)肯定條件下，向某密閉容器中投入肯定量的X和Z，發(fā)生反應X(g)＋3Y(g)2Z(g)，反應過程中正、逆反應速率v隨時間t的變更狀況正確的是(C)解析：向密閉容器中投入肯定量的X和Z，由于沒有Y，所以起先時，v正＝0，v逆>0，v逆>v正，隨反應進行，v正漸漸變大，v逆漸漸減小，直至v正＝v逆時反應達平衡，且保持不變，故選C。2．(2024·徐州高一階段檢測)在2.0L恒溫恒容密閉容器中充入1.0molHCl和0.3molO2，加入催化劑發(fā)生反應：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)，HCl、O2的物質(zhì)的量隨時間的變更曲線如圖所示。下列說法正確的是(C)A．t2時，v正＝v逆B．t3時已處于平衡狀態(tài)，上升溫度平衡狀態(tài)不會發(fā)生變更C．t1時，容器內(nèi)氣體的總壓強比t2時的大D．t3時，容器中c(Cl2)＝c(H2O)＝0.4mol·L－1解析：t2時反應還沒有達到平衡，v正≠v逆，A項錯誤；t3時已經(jīng)達到平衡，上升溫度變更了原有條件，平衡狀態(tài)會發(fā)生變更，B項錯誤；該反應的反應物氣體分子數(shù)大于生成物，t1時，反應物較多，氣體總分子數(shù)較大，t2時，反應物較少，氣體總分子數(shù)較小，故恒溫恒容密閉容器內(nèi)，t1時氣體總壓強比t2時的大，C項正確；t3時，列三段式：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)起始/mol10.300轉(zhuǎn)化/mol0.80.20.40.4平衡/mol0.20.10.40.4容器中c(Cl2)＝c(H2O)＝eq\f(0.4mol,2L)＝0.2mol·L－1，D項錯誤。3．氯酸鉀和亞硫酸氫鉀溶液能發(fā)生氧化還原反應：ClOeq\o\al(－,3)＋3HSOeq\o\al(－,3)=3SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－＋3H＋。已知該反應的速率隨c(H＋)的增大而加快。如圖為用ClOeq\o\al(－,3)在單位時間內(nèi)物質(zhì)的量濃度變更表示的該反應v－t圖。下列說法不正確的是(A)A．圖中陰影部分的面積表示t1～t2時間內(nèi)ClOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量的削減量B．縱坐標為v(Cl－)的v－t曲線與圖中曲線完全重合C．反應起先時速率增大可能是c(H＋)所致D．后期反應速率下降的主要緣由是反應物濃度減小解析：圖像為ClOeq\o\al(－,3)在單位時間內(nèi)物質(zhì)的量濃度變更表示的該反應v－t圖，則陰影部分的面積表示t1～t2時間內(nèi)ClOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量濃度的削減量，故A錯誤；化學方程式為ClOeq\o\al(－,3)＋3HSOeq\o\al(－,3)=3SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－＋3H＋，v(ClOeq\o\al(－,3))∶v(Cl－)＝1∶1，縱坐標為v(Cl－)的v－t曲線與圖中曲線重合，故B正確；由化學方程式可知，反應起先時隨著反應的進行，c(H＋)不斷增大，反應的速率加快，由題目信息可知反應的速率隨c(H＋)的增大而加快，故C正確；隨著反應的進行，反應物的濃度減小，反應速率減小，所以后期反應速率下降的主要緣由是反應物濃度減小，故D正確。4．(2024·河北保定高一期中)恒溫下在2L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變更曲線如圖。(1)該反應的化學方程式為3X(g)＋Y(g)2Z(g)。(2)從起先至5min，Y表示的平均反應速率為_0.02_mol·L－1·min－1__；X的轉(zhuǎn)化率為60%。(3)反應達平衡時體系的壓強是起先時的eq\f(17,21)倍。(4)下列描述中能表明反應已達到平衡狀態(tài)的是_③④⑤⑧__(填序號)。①容器內(nèi)溫度不變②混合氣體的密度不變③混合氣體的壓強不變④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變⑤Z(g)的物質(zhì)的量濃度不變⑥容器內(nèi)X、Y、Z三種氣體的濃度之比為3∶1∶2⑦某時刻v(X)＝3v(Y)且不等于零⑧單位時間內(nèi)生成2nmolZ，同時生成3nmolX(5)在某一時刻實行下列措施能加快反應速率的是_AC__(填字母)。A．加催化劑B．降低溫度C．體積不變，充入XD．體積不變，從容器中分別出Y階段重點突破練(四)一、化學反應速率的計算與比較1．任何一個物理量的引入都有其現(xiàn)實意義和明確的衡量標準。下面四個物理量的單位屬于化學反應速率單位的是(C)A．mol B．mol·L－1C．mol·L－1·h－1 D．g2．(2024·呼和浩特高一檢測)在某一化學反應中，反應物Q的濃度在20s內(nèi)從1.8mol·L－1變?yōu)?.4mol·L－1，則在這20s內(nèi)Q表示的化學反應速率為(D)A．0.035mol·L－1 B．0.035mol·L－1·s－1C．0.07mol·L－1 D．0.07mol·L－1·s－1解析：依據(jù)化學反應速率的定義，v(Q)＝eq\f(1.8mol·L－1－0.4mol·L－1,20s)＝0.07mol·L－1·s－1，故選D。3．對于A2(g)＋3B2(g)2C(g)的反應來說，以下化學反應速率的表示中，反應速率最慢的是(D)A．v(B2)＝0.8mol·L－1·s－1B．v(A2)＝0.4mol·L－1·s－1C．v(C)＝0.6mol·L－1·s－1D．v(B2)＝4.2mol·L－1·min－1解析：換算為同一種物質(zhì)A表示的反應速率進行比較，A項中v(A2)＝eq\f(1,3)v(B2)＝eq\f(0.8,3)mol·L－1·s－1；B項中v(A2)＝0.4mol·L－1·s－1；C項中v(A2)＝eq\f(1,2)v(C)＝eq\f(0.6mol·L－1·s－1,2)＝0.3mol·L－1·s－1；D項中v(A2)＝eq\f(1,3)v(B2)＝eq\f(1,3)×4.2×eq\f(1,60)mol·L－1·s－1＝0.023mol·L－1·s－1，綜上所述，D反應速率最慢，故選D。4．在肯定條件下，在2L密閉容器中發(fā)生反應：3A(g)＋B(g)2C(g)。起先時加入4molA、6molB、2molC，在5min末測得C的物質(zhì)的量是4mol。下列說法不正確的是(A)A．用A的濃度變更表示反應的平均速率為0.1mol·L－1·min－1B．在5min末測得B的濃度為2.5mol·L－1C．若再充入1molB化學反應速率會增大D．若將容器的體積變?yōu)?L，化學反應速率降低解析：在5min末測得C的物質(zhì)的量是4mol，則C的物質(zhì)的量變更量為2mol，依據(jù)化學計量數(shù)與反應物質(zhì)的量變更量關(guān)系，A的物質(zhì)的量變更量為eq\f(3,2)×2mol＝3mol，用A的濃度變更表示反應的平均速率為eq\f(\f(3mol,2L),5min)＝0.3mol·L－1·min－1，故A錯誤；依據(jù)A項分析，依據(jù)化學計量數(shù)與反應物質(zhì)的量變更量關(guān)系，在5min末B物質(zhì)的量＝6mol－eq\f(1,2)×2mol＝5mol，則B的濃度為eq\f(5mol,2L)＝2.5mol·L－1，故B正確；若再充入1molB，B的濃度增大，體系壓強也增大，化學反應速率會增大，故C正確；若將容器的體積變?yōu)?L，反應體系各組分的濃度減小，化學反應速率降低，故D正確。5．(2024·無錫高一檢測)限制變量是科學探討的重要方法。相同質(zhì)量的鐵粉與足量稀硫酸分別在下列條件下發(fā)生反應，其中反應速率最快的是(D)選項ABCDt/℃10104040c(H2SO4)/mol·L－11313解析：溫度越高，速率越快，濃度越大，速率越快，故選D。二、化學反應速率的影響因素及試驗探究6．(2024·鄭州高一階段檢測)下列生產(chǎn)或試驗事實引出的結(jié)論錯誤的是(C)選項事實結(jié)論A其他條件相同，鐵片和稀硫酸反應，適當上升溶液的溫度，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氣泡增多當其他條件不變時，上升反應溫度，化學反應速率加快B工業(yè)制硫酸過程中，在SO3的汲取階段，汲取塔里要裝填瓷環(huán)增大氣液接觸面積，使SO3的汲取速率加快C在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應：N2O4(g)2NO2(g)，把容器的體積縮小一半反應速率減慢DA、B兩支試管中分別加入等體積5%的H2O2溶液，在B試管中加入2～3滴FeCl3溶液，B試管中產(chǎn)生氣泡快當其他條件不變時，催化劑可以改變更學反應速率解析：其他條件相同，鐵片和稀硫酸反應，適當上升溶液的溫度，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氣泡增多，則反應速率增大，因此得出結(jié)論：當其他條件不變時，上升反應溫度，化學反應速率加快，A項正確；與不裝瓷環(huán)相比，從塔頂噴淋下來的濃硫酸與從塔底進入的氣體在瓷環(huán)間隙充分接觸，能加快反應速率，因此得出結(jié)論：增大氣液接觸面積，使SO3的汲取速率加快，B項正確；在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應：N2O4(g)2NO2(g)，把容器的體積縮小一半，則氣體反應物濃度增大，反應速率也增大，C項不正確；A、B兩支試管中分別加入等體積5%的H2O2溶液，在B試管中加入2～3滴FeCl3溶液，B試管中產(chǎn)生氣泡快，則反應速率增大，該對比試驗中，變量為催化劑，因此得出結(jié)論：當其他條件不變時，催化劑可以改變更學反應速率，D項正確。7．化學反應限度的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保技術(shù)等方面得到了廣泛的應用，假如設法提高化學反應的限度，下面說法中錯誤的是(D)A．能夠節(jié)約原料和能源B．能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)量C．能夠提高經(jīng)濟效益D．能夠提高化學反應速率解析：提高化學反應的限度，可使更多的反應物轉(zhuǎn)化為生成物，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量，提高原料的利用率，但不肯定提高化學反應速率。8．相識到反應速率、反應限度的存在，可以限制反應條件，使它們朝著發(fā)展須要的方向進行。關(guān)于反應速率、反應限度的下列說法錯誤的是(C)A．其他條件不變時，上升溫度化學反應速率加快B．其他條件不變時，增大反應物濃度化學反應速率加快C．化學反應達到反應限度時，反應物的濃度與生成物的濃度相等D．化學反應達到反應限度時，正反應的速率與逆反應的速率相等解析：其他條件不變時，上升溫度或增大反應物濃度，化學反應速率加快，故A、B正確；達到平衡時，反應物和生成物濃度不肯定相等，但各物質(zhì)的濃度不變，故C錯誤；達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，故D正確。9．(2024·紹興高一檢測)下列事實或做法與化學反應速率無關(guān)的是(D)A．將食物存放在溫度低的地方B．用鐵作催化劑合成氨C．將煤塊粉碎后燃燒D．加熱金屬鈉制備過氧化鈉解析：降低溫度，減慢反應速率，所以溫度降低能減慢食物的腐敗速率，故A與化學反應速率有關(guān)；用鐵作催化劑合成氨，催化劑能增大反應速率，故B與化學反應速率有關(guān)；增大反應物接觸面積，能增大反應速率，將煤塊粉碎能增大反應物接觸面積，所以能加快反應速率，故C與化學反應速率有關(guān)；鈉在常溫下反應生成氧化鈉，在加熱的條件下生成過氧化鈉，反應條件不同，產(chǎn)物不同，故D與化學反應速率無關(guān)。三、化學平衡狀態(tài)的建立及判定10．(2024·贛州高一檢測)t℃時，在一個體積為2L的密閉容器中加入反應物A、B，發(fā)生如下反應：A(s)＋2B(g)3C(g)。反應過程中的部分數(shù)據(jù)如表所示，下列說法正確的是(B)物質(zhì)起始2min4min6minA2mol1.4molB6mol4.2molC0mol2.7molA.前2min內(nèi)，A表示的反應速率為0.15mol·L－1·min－1B．4min時，反應已達到平衡狀態(tài)C．上升溫度，正反應速率增大，逆反應速率減小D．該反應達到平衡后其限度無法變更解析：A為固體，濃度為常數(shù)不用A表示反應速率，A錯誤；4min時，Δn(B)＝6mol－4.2mol＝1.8mol，可知C的物質(zhì)的量為eq\f(1.8mol,2)×3＝2.7mol,6min時C的物質(zhì)的量為2.7mol，說明4min時已達平衡，B正確；升溫，正、逆反應速率同時增大，C錯誤；當條件變更，反應平衡狀態(tài)可以變更，D錯誤。11．(2024·天津紅橋區(qū)高一檢測)甲烷消退NO2的污染原理為CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)。在肯定溫度下，向恒容密閉容器中充入肯定量的CH4和NO2進行上述反應。下列表述能用來推斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的是(C)A．v正(CH4)＝2v逆(NO2)B．容器中混合氣體的密度不再變更C．容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變更D．單位時間內(nèi)，消耗1molCH4同時生成1molCO2解析：當2v正(CH4)＝v逆(NO2)才說明反應達到平衡狀態(tài)，A錯誤；依據(jù)質(zhì)量守恒，混合氣體質(zhì)量和容器體積均不變，則氣體密度不變，則混合氣體密度不再變更，不能用于推斷反應達平衡，B錯誤；據(jù)質(zhì)量守恒，混合氣體質(zhì)量不變，但氣體的物質(zhì)的量增加，隨反應進行，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量減小，當平均摩爾質(zhì)量不變時，反應已達平衡，C正確；單位時間內(nèi)，消耗1molCH4，同時生成1molCO2，只指明正反應速率，不能說明反應達平衡，D錯誤。12．將肯定量的氣體A和B充入2L的密閉容器中，發(fā)生反應A(g)＋3B(g)2C(g)，有關(guān)變更如圖所示，下列說法正確的是(C)A．圖中表示氣體B物質(zhì)的量隨時間變更的曲線是XB．2min內(nèi)用C表示的反應速率v(C)是0.1mol·L－1·min－1C．平衡時，氣體A的濃度是0.45mol·L－1D．平衡時，氣體B的轉(zhuǎn)化率是70%解析：由題圖可知，X、Y曲線的物質(zhì)的量漸漸減小，為反應物，Z曲線的物質(zhì)的量漸漸增大，為生成物，到達平衡時，X的變更量為1.0－0.9＝0.1(mol)，Y的變更量為1.0－0.7＝0.3(mol)，Z的變更量為0.2mol，則X∶Y∶Z＝1∶3∶2；已知A(g)＋3B(g)2C(g)，則X表示A，Y表示B，Z表示C；由以上分析可知，題圖中表示氣體B物質(zhì)的量隨時間變更的曲線是Y，故A錯誤；2min內(nèi)，C的物質(zhì)的量變更為0.2mol，則C的濃度變更為eq\f(0.2mol,2L)＝0.1mol·L－1，所以C表示的反應速率v(C)＝eq\f(Δc,Δt)＝0.1mol·L－1÷2min＝0.05mol·L－1·min－1，故B錯誤；題圖中表示氣體A物質(zhì)的量隨時間變更的曲線是X，則平衡時A的物質(zhì)的量為0.9mol，則平衡時其濃度為0.45mol·L－1，故C正確；題圖中表示氣體B物質(zhì)的量隨時間變更的曲線是Y，平衡時B的變更量為1.0－0.7＝0.3(mol)，則氣體B的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(n(轉(zhuǎn)化),n(起先))×100%＝eq\f(0.3mol,1mol)×100%＝30%，故D錯誤。13．可逆反應2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容積固定的密閉容器中達到平衡狀態(tài)的標記是(A)①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再變更的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再變更的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強不再變更的狀態(tài)⑦混合氣體的物質(zhì)的量不再變更的狀態(tài)A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦C．①③④⑤ D．全部解析：單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2，正逆反應速率相等，說明反應已達到平衡狀態(tài)，故①正確；無論該反應是否達到平衡狀態(tài)，單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO，不能據(jù)此推斷平衡狀態(tài)，故②錯誤；無論達到平衡與否，用各物質(zhì)表示的化學反應速率之比都等于化學計量數(shù)之比，故③錯誤；有色氣體的顏色不變，則表示物質(zhì)的濃度不再變更，說明反應已達到平衡狀態(tài)，故④正確；氣體體積固定、反應前后氣體質(zhì)量不變，混合氣體的密度始終不變，不能據(jù)此推斷平衡狀態(tài)，故⑤錯誤；由于該反應為氣體物質(zhì)的量增大的反應，混合氣體的壓強不變，意味著各物質(zhì)的含量不再變更，說明反應已達到平衡狀態(tài)，故⑥正確；由于該反應為氣體物質(zhì)的量增大的反應，混合氣體的物質(zhì)的量不變，說明反應已達到平衡狀態(tài)，故⑦正確。14．向容積為1.00L的密閉容器中通入肯定量的N2O4和NO2的混合氣體，發(fā)生反應：N2O4(g)2NO2(g)(反應吸熱)，體系中各物質(zhì)濃度隨時間變更如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(D)已知：NO2為紅棕色氣體，N2O4為無色氣體A．64s時，反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)B．到達化學平衡前，混合氣體的顏色漸漸變淺C．若該容器與外界無熱量傳遞，則反應達到平衡前容器內(nèi)氣體的溫度漸漸上升D．前100s內(nèi)，用NO2濃度的變更表示的化學反應速率是0.008mol·L－1·s－1解析：64s后，N2O4和NO2的濃度仍在發(fā)生變更，因此并沒有達到平衡，A錯誤；依據(jù)題圖，達到平衡前，NO2的濃度在不斷增大，因此混合氣體的顏色漸漸變深，B錯誤；若為絕熱儀器，依據(jù)題意及題圖所示，反應正向進行，反應吸熱，容器內(nèi)氣體的溫度漸漸降低，C錯誤；前100s，NO2的濃度從0.20mol·L－1變更為1.00mol·L－1，則v(NO2)＝eq\f(1.00mol·L－1－0.20mol·L－1,100s)＝0.008mol·L－1·s－1，D正確。15．(2024·泉州高一檢測)化學反應的速率和限度對人類生產(chǎn)生活有重要的意義。(1)已知Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。甲同學通過測定該反應發(fā)生時溶液變渾濁的時間，探討外界條件對