化学反应速率图像专题

1、制作、设计：河南省社旗县第一高级中学 张其中一、一、“v v t”图象图象二、二、“v v T(或或P)”图象图象(每种图象均按不可逆反应和每种图象均按不可逆反应和可逆反应两种情况分析可逆反应两种情况分析)知识内容：知识内容：一、一、“v v t”图象图象1.不可逆反应的不可逆反应的“v v t”图象图象(以锌与稀硫酸反应为例以锌与稀硫酸反应为例) 分析：分析：影响化学反应速率的外界因素主要有浓度、温度、压强和催化剂，还影响化学反应速率的外界因素主要有浓度、温度、压强和催化剂，还有反应物颗粒的大小、溶剂的性质、光、超声波、电磁波等。若只改变其中的一有反应物颗粒的大小、溶剂的性质、光、超声波、电

2、磁波等。若只改变其中的一个外界条件，对反应速率的影响只是单向的，变化的趋势只有逐渐增大或减小。个外界条件，对反应速率的影响只是单向的，变化的趋势只有逐渐增大或减小。通常情况下，在锌与稀硫酸的反应中，至少存在浓度和温度两个因素的影响，且通常情况下，在锌与稀硫酸的反应中，至少存在浓度和温度两个因素的影响，且效果相反。在效果相反。在t0t1内，一种因素起主导作用；在内，一种因素起主导作用；在t1t2内，另一种因素起主导作用。内，另一种因素起主导作用。根据实验情景，气体根据实验情景，气体(生成的生成的H2)在常压下是不断排出的。在常压下是不断排出的。硫酸的起始浓度最大，硫酸的起始浓度最大，随着反应的进

3、行随着反应的进行,因因c(H+)减小，故反应速率减小。然而活泼金属与减小，故反应速率减小。然而活泼金属与H+的反应是放的反应是放热的，体系温度升高使反应速率增大。在热的，体系温度升高使反应速率增大。在t0t1内，内，温度的影响温度的影响起主导作用；在起主导作用；在t1t2内，内，浓度的影响浓度的影响起主导作用。起主导作用。v vtt0t1t2 氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应，用氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应，用ClO3表示的反表示的反应速率如图曲线所示，已知应速率如图曲线所示，已知ClO3的氧化性随的氧化性随c(H+)的增大而增强，的增大而增强，有关方程式为：有关方程式为：ClO3+3

4、HSO3 = Cl+3H+ +3SO42 （1）反应开始时反应速率加快的原因是）反应开始时反应速率加快的原因是_。 （2）反应后期反应速率下降的原因是）反应后期反应速率下降的原因是_。 （3）图中阴影部分的面积表示的意义是）图中阴影部分的面积表示的意义是_ 。练习练习反应有反应有H+生成，随着生成，随着c(H+)的增大，的增大， ClO3的氧化性增强的氧化性增强随着反应物的消耗，反应物的浓度减小随着反应物的消耗，反应物的浓度减小v vtt1t2从从t1到到t2这段时间内，这段时间内， ClO3的物质的量浓度的减小量的物质的量浓度的减小量2.可逆反应的可逆反应的“v vt ”图象图象 以反应以反

5、应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)；H 为例为例正正逆逆(1)一定条件下会达到化学平衡状态一定条件下会达到化学平衡状态 分析：分析：当反应开始时，反应物的浓度最大，因而当反应开始时，反应物的浓度最大，因而正反应速率最大；而生成物的起始浓度为零，因而逆正反应速率最大；而生成物的起始浓度为零，因而逆反应速率也为零。以后，随着反应的进行，反应物的反应速率也为零。以后，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，正反应速率就逐渐减小；生成物的浓浓度逐渐减小，正反应速率就逐渐减小；生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率就逐渐增大。如果外界条件度逐渐增大，逆反应速率就逐渐增大。如果外界条件不发生变化，

6、化学反应进行到一定程度的时候，正反不发生变化，化学反应进行到一定程度的时候，正反应速率和逆反应速率相等，此时，化学反应进行到最应速率和逆反应速率相等，此时，化学反应进行到最大限度，也就达到了化学平衡状态。大限度，也就达到了化学平衡状态。v vt正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0

7、正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0增大增大c(反应物反应物)平衡正向移动平衡正向移动增大增大c(生成物生成物)平衡逆向移动平衡逆向移动减小减小c(反应物反应物)平衡逆向移动平衡逆向移动减小减小c(生成物生成物)平衡正向移动平衡正向移动增大增大c(反应物反应物)减小减小c(生成物生成物)平衡正向移动平衡正向移动增大增大c(生成物生成物)减小减小c(反应物反应物)平衡逆向移动平衡逆向移动2.可逆反应的可逆反应的“v vt ”图象图象 以反应以反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)；H 为例为例升高温度升高温度 H0 平衡正向移动平衡正向移动

8、升高温度升高温度 H0 平衡逆向移动平衡逆向移动降低温度降低温度 H0 平衡逆向移动平衡逆向移动 增大压强增大压强 m+nm+np+q平衡正向移动平衡正向移动 增大压强增大压强 m+nm+np+q平衡逆向移动平衡逆向移动 减小压强减小压强 m+nm+np+q平衡逆向移动平衡逆向移动 增大压强增大压强 m+nm+n=p+q或使用催化剂或使用催化剂 平衡不移动平衡不移动 减小压强减小压强 m+nm+n=p+q平衡不移动平衡不移动 方法规律：方法规律：若有一条曲线是连续的，则必为改变浓度；若曲线均突增若有一条曲线是连续的，则必为改变浓度；若曲线均突增(减减)，则必为改，则必为改变温度或压强；若仍为一

9、条水平线，则为等体积反应改变压强或使用了催化剂。凡正变温度或压强；若仍为一条水平线，则为等体积反应改变压强或使用了催化剂。凡正(逆逆)速率线在上者，反应必向正速率线在上者，反应必向正(逆逆)反应方向移动。即上方速率决定平衡移动的方向。反应方向移动。即上方速率决定平衡移动的方向。 (2)改变外界条件，化学平衡可能会发生移动改变外界条件，化学平衡可能会发生移动正正逆逆改变浓度改变浓度改变温度改变温度改变压强改变压强改变浓度改变浓度改变温度改变温度改变压强改变压强正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆如果连续改变如果连续改变外界条件呢？外界条

10、件呢？正正逆逆正正逆逆举个例子！举个例子！正正逆逆 例例1.在一密闭体系中发生下列反应：在一密闭体系中发生下列反应： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反应放热）正反应放热） 右图是某一时间段中反应速率与反应进右图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图，回答下列问题：程的曲线关系图，回答下列问题： (1)t1、t3、t4时刻体系中分别是什么条时刻体系中分别是什么条件发生了变化？件发生了变化？ (2)下列各时间段时，氨的体积分数最下列各时间段时，氨的体积分数最高的是（高的是（ ） A.t0t1 B.t2t3C.t3t4 D.t5t6v vtt0t1t2t3t4t5t6逆逆正正逆逆

11、正正答案：答案：(1)t1时刻是升高了温度、时刻是升高了温度、 t3时刻是使用了催化剂、时刻是使用了催化剂、t4时刻是降低了压强时刻是降低了压强 若图中只画出部分正或逆反应速率曲若图中只画出部分正或逆反应速率曲线，你会做吗？线，你会做吗？练习一下！练习一下！(2)A练习练习 1. .在密闭容器中充入在密闭容器中充入A、B或或C、D进行可逆反应：进行可逆反应： aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g);H下图下图和和分别表示分别表示反应达平衡后，改变温度和压强对反应反应达平衡后，改变温度和压强对反应速率及平衡的影响，则下列结论中正确的是（速率及平衡的影响，则下列结论中正确的是（ ） A.开

12、始时开始时充入充入C和和D：a+bc+d H0 B.开始时开始时充入充入C和和D：a+bc+d Hc+d H0 D.开始时开始时充入充入A和和B：a+bc+d H0正正正正v vt0T1T2（）正正正正v vt0P1P2（）B逆逆正正逆逆v vt0P1P2 2.对于达到平衡状态的可逆反应：对于达到平衡状态的可逆反应：X+Y W+Z，增大压强，正、逆反应速率变化的情况如，增大压强，正、逆反应速率变化的情况如下图所示。则关于下图所示。则关于X、Y 、W、Z物质的集聚状态物质的集聚状态可能是（可能是（ ） A. W、Z均为气体，均为气体， X、Y 中有一种是气体中有一种是气体 B. W、Z中有一种是

13、气体，中有一种是气体， X、Y均为非气体均为非气体 C. X、Y 、Z均为气体，均为气体， W为非气体为非气体 D. X、Y均为气体，均为气体， W、Z中有一种是气体中有一种是气体C D练习练习 3. .下图是合成氨的反应下图是合成氨的反应( (N2+3H2 2NH3；H0Hp+qM+n”、“正正逆逆增大、增大、不变、减小不变、减小 例例3.反应反应A(g)+B(g) C(g); H0 已达平衡，升高已达平衡，升高温度，平衡逆移，当反应一段时间后反应又达平衡，则速率温度，平衡逆移，当反应一段时间后反应又达平衡，则速率对时间的曲线为（）对时间的曲线为（） 解析：解析：首先要把握大方向，即升温使正

14、、逆反应速率都首先要把握大方向，即升温使正、逆反应速率都变大，所以变大，所以B不是正确答案；再看起点和终点，由于原反应是不是正确答案；再看起点和终点，由于原反应是平衡的平衡的(V逆逆=V正正)，因而起点相同，又由于再次达到平衡，因而起点相同，又由于再次达到平衡(V正正V逆逆)，因而终点相同，故，因而终点相同，故A不是正确答案；由于正反应是放热不是正确答案；由于正反应是放热反应，所以升温使反应，所以升温使V正正和和V逆逆都增大，但逆反应增大得更多，故都增大，但逆反应增大得更多，故V逆逆更 大 ， 即更 大 ， 即 V逆逆曲 线 斜 率 的 大 ， 故 正 确 答 案 为曲 线 斜 率 的 大 ，

15、 故 正 确 答 案 为 C 。正正逆逆v vTAv vT正正逆逆Bv vT正正逆逆Cv vT正正逆逆D 这是表示平衡移动中的速率。这是表示平衡移动中的速率。T1时的平衡，升温时的平衡，升温到到T2时建立新平衡，时建立新平衡，V V 吸吸 ，V V 放放 ，V V吸吸曲线始终在上方。曲线始终在上方。有学生认为靠近有学生认为靠近T2时，时，V V吸吸曲线的斜率变小了，不正确。曲线的斜率变小了，不正确。其实，温度从其实，温度从T1上升到上升到T2，V V吸吸 ，V V放放 ，这时速率的改，这时速率的改变要影响到反应物和生成物的浓度，由于变要影响到反应物和生成物的浓度，由于V V吸吸增加得多，增加得

16、多，相应物质的浓度减少得多，将使其速率减缓；而相反方相应物质的浓度减少得多，将使其速率减缓；而相反方向的物质浓度增加得多，将使其速率增加，最终达到向的物质浓度增加得多，将使其速率增加，最终达到V V吸吸 V V放放， 建 立 新 的 平 衡 状 态 为 止 。， 建 立 新 的 平 衡 状 态 为 止 。1. .符合下列两个图象的反应是符合下列两个图象的反应是 (C表示反应物的物质的量表示反应物的物质的量分数，分数，n n表示速率表示速率 ，p表示压强，表示压强，t表示时间表示时间) （ ） A.2N.2N2 2O O3 3(g) 4NO(g)+O(g) 4NO(g)+O2 2(g)(g)；H

17、=-83.68KJ/molH=-83.68KJ/molB.3NO.3NO2 2(g)+H(g)+H2 2O(l) 2HNOO(l) 2HNO3 3(l)+NO(g)(l)+NO(g)；H=-251.3KJ/molH=-251.3KJ/molC.4NH.4NH3 3(g)+5O(g)+5O2 2(g) 4NO(g)+6H(g) 4NO(g)+6H2 2O(g)O(g)；H=+893.7KJ/molH=+893.7KJ/molD.CO.CO2 2(g)+(g)+C(s) 2CO(g)CO(g)； H=-174KJ/molH=-174KJ/mol练习练习正正逆逆v vP0C C0t6000C4000

18、CH0正反应气体体积数增大正反应气体体积数增大AD 2.在物理和化学中，有些原理、定律具有相似性。如物理中有机械守恒在物理和化学中，有些原理、定律具有相似性。如物理中有机械守恒定律，化学中有质量守恒定律。比较它们有助于我们的学习。定律，化学中有质量守恒定律。比较它们有助于我们的学习。 (1)1834年，物理学家楞次（年，物理学家楞次（18041865）概括了各种实验结果，得到如）概括了各种实验结果，得到如下结论：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起电流下结论：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起电流的磁通量的变化。这就是楞次定律。的磁通量的变化。这就是楞次定律。请写出与楞次定律相似的化学原理或定律：请写出与楞次定律相似的化学原理或定律：。该原理该原理在在_等工业生产中有重要应用。等工业生产中有重要应用。 (2)在物理学的匀变速直线运动中常用图来分析速度、时间和位移的关系在物理学的匀变速直线运动中常用图来分析速度、时间和位移的关系。时间。时间t1时质点的位移