第17講-有關化學反應速率的圖象(人教版2019必修第二冊)-(原卷版)

第17第17講有關化學反應速率的圖象必備知識必備知識一、物質的量(物質的量濃度)——時間圖象1．如：某溫度時，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。(1)由圖像得出的信息①X、Y是反應物，Z是產物。②t3時反應達到平衡，X、Y沒有全部反應。(2)根據圖像可進行如下計算①某物質的平均反應速率、轉化率，如：v(X)＝eq\f(n1－n3,V·t3)mol·L－1·s－1；Y的轉化率＝eq\f(n2－n3,n2)×100%。②確定化學方程式中的化學計量數(shù)之比，如X、Y、Z三種物質的化學計量數(shù)之比為(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。二、速率——時間圖象2．如：Zn與足量鹽酸的反應，化學反應速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖所示情況。原因解釋：AB段(v增大)，因反應為放熱(填“放熱”或“吸熱”)反應，隨反應的進行，溫度逐漸升高，化學反應速率逐漸增大；BC段(v減小)，主要因為隨反應的進行，溶液中c(H＋)逐漸減小，化學反應速率減小。三、速率——外界條件圖象以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1為例。請?zhí)顚懽兓嫵鲎兓€。1．速率—濃度(c)圖像條件變化速率變化速率變化曲線增大反應物的濃度v正、v逆均增大，且v′正>v′逆減小反應物的濃度v正、v逆均減小，且v′逆>v′正增大生成物的濃度v正、v逆均增大，且v′逆>v′正減小生成物的濃度v正、v逆均減小，且v′正>v′逆2.速率—溫度(T)圖像條件變化速率變化速率變化曲線升高溫度v正、v逆均增大，且v′逆>v′正降低溫度v正、v逆均減小，且v′正>v′逆3.速率—壓強(p)圖像條件變化速率變化速率變化曲線增大壓強v正、v逆均增大，且v′正>v′逆減小壓強v正、v逆均減小，且v′逆>v′正4.速率—催化劑圖像條件變化速率變化速率變化曲線使用催化劑v正、v逆同等倍數(shù)增大5．速率—壓強(或溫度)圖像曲線的意義是外界條件(如溫度、壓強等)對、逆反應速率影響的變化趨勢及變化幅度。圖中交點M是平衡狀態(tài)，壓強繼續(xù)增大，正反應速率增大得快，平衡正向移動?！疽族e提醒】①外界條件(濃度、溫度、壓強等)增強，曲線在原圖像的上方；條件減弱，曲線在原圖像的下方。②濃度改變時，圖像中一條曲線連續(xù)，一條曲線不連續(xù)；其他條件改變，圖像中曲線不連續(xù)。③對于反應前后氣體的化學計量數(shù)之和相等的反應，改變壓強時，v正、v逆同等倍數(shù)增大或減小，速率變化曲線如圖：易混易錯點易混易錯點一、準確把握圖像變化分析影響因素對于速率圖像，關鍵要把握以下幾點：(1)看面：搞清縱、橫坐標所代表的意義，并與有關的原理相聯(lián)系。(2)看線：弄清線的走向、變化趨勢及線的陡與平所表示的含義。(3)看點：弄清曲線上點的含義，特別是一些特殊點，如起點、終點、交點、折點、最高點、最低點。例如在濃度—時間圖上，一定要看清反應至終點時反應物的消耗量、生成物的增加量，并結合有關原理進行推理判斷。(4)看變化趨勢：在速率—時間圖上，要注意看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，分清漸變和突變，大變和小變。例如，升高溫度，v吸大增，v放小增；增大反應物濃度，v正突增，v逆漸增。(5)綜合分析反應原理，如有的反應放熱造成溫度升高，反應速率加快；有的反應生成的金屬與原金屬形成原電池，反應速率加快；有的反應物濃度減小，反應速率減慢；有的反應生成物中有催化劑，反應速率加快。二、利用斷點分析外因對反應速率的影響1．當可逆反應達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率－時間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，根據出現(xiàn)“斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷。如：t1時刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(僅適用于反應前后氣體物質的量不變的反應)。2．常見含“斷點”的速率變化圖像分析圖像t1時刻所改變的條件溫度升高降低升高降低適合正反應為放熱的反應適合正反應為吸熱的反應壓強增大減小增大減小適合正反應為氣體物質的量增大的反應適合正反應為氣體物質的量減小的反應特別提醒：(1)濃度改變時反應速率圖象的變化中，v′正或v′逆是連續(xù)的，無跳躍性；溫度、壓強改變時其圖象中v′正或v′逆是不連續(xù)的，有跳躍性。(2)氣體反應體系充入惰性氣體(或無關氣體)時，對反應速率的影響：①恒容：充入“惰性氣體”eq\o(→,\s\up7(引起))總壓強增大→物質濃度不變(活化分子濃度不變)，反應速率不變。②恒壓：充入“惰性氣體”eq\o(→,\s\up7(引起))體積增大eq\o(→,\s\up7(引起))物質濃度減小(活化分子濃度減小)eq\o(→,\s\up7(引起))反應速率減慢。解答速率圖像題的基本思路(1)看面：搞清縱、橫坐標所代表的意義，并與有關的原理相聯(lián)系。(2)看線：弄清線的走向、變化趨勢及線的陡與平所表示的含義。(3)看點：弄清曲線上點的含義，特別是一些特殊點，如起點、終點、交點、折點、最高點、最低點。例如在濃度—時間圖上，一定要看清反應至終點時反應物的消耗量、生成物的增加量，并結合有關原理進行推理判斷。(4)看變化趨勢：在速率—時間圖上，要注意看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，分清漸變和突變，大變和小變。例如，升高溫度，v吸大增，v放小增；增大反應物濃度，v正突增，v逆漸增。細細剖精析·易混不混·易錯不錯1．物質的量(或濃度)—時間圖象及其應用例如：某溫度時，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據上述圖象可進行如下計算：(1)某物質的反應速率、轉化率，如：v(X)＝______________mol·L－1·s－1，Y的轉化率＝__________________。(2)確定化學方程式中的化學計量數(shù)之比如X、Y、Z三種物質的化學計量數(shù)之比為________________________________________________________________________。(3)判斷該反應是否是可逆反應？____。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【細剖精析】(1)eq\f(n1－n3,V·t3)eq\f(n2－n3,n2)×100%(2)(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2(3)是隨時間的延長，X、Y、Z的物質的量不再變化且都不為02．速率—時間(v－t)圖象及其應用根據下表中第一行的格式，完成待填內容并繪出②～⑧情況中t1后v′正和v′逆的變化趨勢。平衡體系條件變化速率變化平衡變化速率變化曲線任一平衡體系①增大反應物的濃度v正、v逆均增大，且v正>v逆正向移動②減小反應物的濃度③增大生成物的濃度④減小生成物的濃度正反應方向為氣體體積增大的放熱反應⑤增大壓強或升高溫度⑥減小壓強或降低溫度任意平衡或反應前后氣體化學計量數(shù)和相等的平衡⑦正催化劑或增大壓強⑧負催化劑或減小壓強v正、v逆同等倍數(shù)減小【細剖精析】②v正、v逆均減小，且v逆>v正逆向移動③v正、v逆均增大，且v逆>v正逆向移動④v正、v逆均減小，且v正>v逆正向移動⑤v正、v逆均增大，且v逆>v正逆向移動⑥v正、v逆均減小，且v正>v逆正向移動⑦v正、v逆同等倍數(shù)增大平衡不移動⑧平衡不移動對點訓練對點訓練1．H2O2分解速率受多種因素影響。實驗測得70℃時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法不正確的是A．圖甲表明，其他條件相同時，H2O2濃度越小，其分解速率越慢B．圖乙表明，其他條件相同時，溶液堿性越弱，H2O2分解速率越慢C．圖丙表明，少量Mn2+存在時，溶液堿性越強，H2O2分解速率越快D．圖丙和圖丁表明，堿性溶液中，c(Mn2+)對H2O2分解速率的影響大2．某同學在實驗室進行了如下實驗探究：甲：在試管1中加入100mL4mol?L-1鹽酸和20g顆粒狀石灰石。乙：在試管2中加入100mL4mol?L-1鹽酸和10g粉末狀石灰石。則同溫同壓下﹐實驗甲、乙生成的CO2的體積V(CO2)與反應時間()的關系曲線圖合理的是A． B．C． D．3．與的鹽酸反應(放熱反應)生成的物質的量與反應時間的關系如圖所示，下列結論錯誤的是A．反應開始內平均反應速率最大B．反應速率先增大后減小C．內溫度對反應速率的影響較大D．后反應物濃度是影響反應速度的主要因素4．一定溫度下，在2L的密閉容器中發(fā)生反應：，反應過程中B、C的物質的量隨時間變化的關系如圖甲所示；反應達到平衡后，在t1min、t2min、t3min、t4min分別只改變一種反應條件，逆反應速率隨時間變化的關系如圖乙所示。下列有關說法正確的是A．0～2min內，v(B)=0.1mol/(L·min)B．t1min時，改變的條件可能是升高溫度C．t3min時，改變的條件可能是增大壓強，此時c(B)不變D．t4min時，可能是使用了催化劑，此時c(B)不變5．容積固定的密閉容器中的可逆反應為A(g)＋2B(g)2C(g)。以B的濃度表示的反應速率與時間的關系如圖所示，已知速率的單位為mol·L-1·s-1，圖中陰影部分面積的數(shù)值等于A．A濃度的減少量 B．B物質的量的減少量C．C濃度的增加量 D．以上都不對6．在容積固定的2L密閉容器中，充入X、Y各2mol，發(fā)生如下可逆反應：X(g)+2Y(g)?2Z(g)并達平衡，以Y的濃度改變表示的反應速率v正、v逆與時間t的關系如圖所示。則下列Y的平衡濃度的表達式正確的是(S表示對應區(qū)域的面積)A．2-SaOb B．2-SbOd C．1-SaOb D．1-SbOd7．氯酸鉀和亞硫酸氫鉀溶液能發(fā)生氧化還原反應已知該反應的反應速率隨c(H+)的增大而增大。如圖所示為用在單位時間內物質的量濃度變化表示的該反應的v-t圖。下列說法不正確的是A．反應開始時速率增大可能是c(H+)增大所致B．縱坐標為v(H+)的v-t曲線與圖中曲線完全重合C．圖中陰影部分的面積表示t1~t2時間內的物質的量濃度的減少量D．后期反應速率下降的主要原因是反應物濃度減小8．將mg塊狀碳酸鈣與足量鹽酸反應固體反應物損失的質量隨時間的變化曲線如圖中的實線所示。在相同條件下，將ng(m>n)粉末狀碳酸鈣與同濃度的鹽酸反應，則相應的曲線(虛線所示)正確的是A． B．C． D．9．等質量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應，測定反應過程中產生氫氣體積V的數(shù)據，根據數(shù)據繪制得如圖，則曲線a、b、c、d所對應的實驗組別，有關說法錯誤的是實驗組別c(HCl)/mol·L-1溫度/℃形狀(Fe)Ⅰ2.030塊狀Ⅱ2.530塊狀Ⅲ2.550粉末狀Ⅳ2.550塊狀A．曲線a對應的實驗組別為ⅠB．對比實驗Ⅰ、Ⅱ說明濃度對化學反應速率的影響C．對比實驗Ⅱ、Ⅳ說明溫度對化學反應速率的影響D．曲線a、b、c、d對應的實驗組別分別為Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ10．在溶液中可進行反應A+B=C+D，其中A、B在一定條件下反應并測定反應中生成物C的濃度隨反應時間的變化情況，繪制出如圖所示的圖像(、、各段時間相同)。下列說法不正確的是A．該反應是放熱反應B．反應速率最大的時間段是t0-t1C．四個時間段內生成C的量最多的是t1-t2D．反應速率后來減慢主要是受反應物濃度變化的影響11．在一定溫度下，某容器內的某一反應中，X、Y的物質的量隨反應時間的變化曲線如圖所示，下列表述正確的是A．t1時，Y的濃度是X的濃度的2倍B．反應的化學方程式為X2YC．t2時，反應的正、逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)D．t3時，X、Y的量不再變化，化學反應停止了，正、逆反應速率為零12．在容積不變的密閉容器中，發(fā)生可逆反應A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)ΔH＜0，當其他條件不變時改變某一條件，對此反應的影響可用如圖像表示。下列說法錯誤的是A．圖Ⅰ表示t1時刻升高溫度對反應速率的影響B(tài)．圖Ⅰ不能表示t1時刻增大C物質的濃度對反應速率的影響C．圖Ⅱ一定表示的是在t1時刻使用了催化劑對反應速率的影響D．圖Ⅲ乙的溫度比甲的溫度高13．下列有關圖像，其中說法正確的是A．由圖Ⅰ知，反應在T1、T3處達到平衡B．由圖Ⅰ知，該反應的△H＜0C．由圖Ⅱ知，t3時采取降低反應溫度的措施D．由圖Ⅱ知，反應在t6時，NH3體積分數(shù)最大14．下列圖示與對應的敘述相符的是（）A．圖1表示反應在一定溫度下達到平衡時B的體積分數(shù)隨壓強變化的關系，x點反應速率比y點的小B．圖2表示可逆反應的速率一時間圖像，在t時刻改變的條件一定是加入催化劑C．圖3表示反應中A的體積分數(shù)隨溫度的變化情況D．圖4中的陰影部分面積的含義是(v正-v逆)提升訓練提升訓練1．在容積不變的密閉容器中，發(fā)生可逆反應A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)ΔH＜0，當其他條件不變時改變某一條件，對此反應的影響可用如圖像表示。下列說法錯誤的是A．圖Ⅰ表示t1時刻升高溫度對反應速率的影響B(tài)．圖Ⅰ不能表示t1時刻增大C物質的濃度對反應速率的影響C．圖Ⅱ一定表示的是在t1時刻使用了催化劑對反應速率的影響D．圖Ⅲ乙的溫度比甲的溫度高2．下列有關圖像，其中說法正確的是A．由圖Ⅰ知，反應在T1、T3處達到平衡B．由圖Ⅰ知，該反應的△H＜0C．由圖Ⅱ知，t3時采取降低反應溫度的措施D．由圖Ⅱ知，反應在t6時，NH3體積分數(shù)最大3．下列圖示與對應的敘述相符的是（）A．圖1表示反應在一定溫度下達到平衡時B的體積分數(shù)隨壓強變化的關系，x點反應速率比y點的小B．圖2表示可逆反應的速率一時間圖像，在t時刻改變的條件一定是加入催化劑C．圖3表示反應中A的體積分數(shù)隨溫度的變化情況D．圖4中的陰影部分面積的含義是(v正-v逆)4．環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應為可逆反應（假設用2AA2表示該反應）。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應時間的關系如圖所示，下列說法正確的是A．T1＞T2B．a點的反應速率小于c點的反應速率C．a點的正反應速率大于b點的逆反應速率D．b點時環(huán)戊二烯的濃度為0.45mol/L5．已知NO2和N2O4可以相互轉化：2NO2(g)N2O4(g)；ΔH＜0。在恒溫條件下將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入一容積為2L的密閉容器中，反應物濃度隨時間變化關系如下圖。下列說法正確的是A．a、b、c、d四個點中，只有b、d點的化學反應處與平衡狀態(tài)B．前10min內用v(NO2)表示的化學反應速率為0.06mol/(L?min)C．25min時，導致平衡移動的原因是將密閉容器的體積縮小為1LD．圖中的兩條曲線，X是表示N2O4濃度隨時間的變化曲線6．不同條件下，用O2氧化amol?L-1的FeCl2溶液過程中所測的實驗數(shù)據如圖所示，下列分析或推測不合理的是A．Fe2+的氧化率隨時間延長而逐漸增大B．pH越大，F(xiàn)e2+氧化速率越快C．60℃、pH=2.5時，4h內Fe2+的平均消耗速率大于0.15amol?L-1?h-1D．氧化過程的離子方程式為：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O7．合成氨反應：N2

(g)

+3H2

(g)2NH3

(g)

△H＜0。在反應過程中，逆反應速率的變化如圖所示，下列說法正確的是A．t1時一定是增加了生成物 B．t2時使用了催化劑C．t3時增大了壓強 D．t4時一

定是降低了溫度8．在密閉容器中進行反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反應放熱)，如圖是某次實驗的化學反應速率隨時間變化的圖像，推斷在t1時刻突然變化的條件可能是()A．降低體系溫度 B．減小生成物的濃度C．催化劑失效 D．增大容器的體積9．已知某可逆反應在密閉容器中進行：A(g)+2B(g)?3C(g)+D(s)正反放熱應，下圖中曲線b代表一定條件下該反應的進程。若使曲線b變?yōu)榍€a，可以采取的措施是①增大A的濃度②增大B的濃度③升高溫度④加入合適的催化劑A．③④ B．①③ C．④ D．①②10．可逆反應mA(g)?nB(g)+pC(s)；△H=Q，溫度和壓強的變化對正、逆反應速率的影響分別符合如圖中的兩個圖像，以下敘述正確的是：()A．m＞n，Q＜0 B．m＞n+p