第17讲-有关化学反应速率的图象(人教版2019必修第二册)-(原卷版)

第17第17讲有关化学反应速率的图象必备知识必备知识一、物质的量(物质的量浓度)——时间图象1．如：某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)由图像得出的信息①X、Y是反应物，Z是产物。②t3时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。(2)根据图像可进行如下计算①某物质的平均反应速率、转化率，如：v(X)＝eq\f(n1－n3,V·t3)mol·L－1·s－1；Y的转化率＝eq\f(n2－n3,n2)×100%。②确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。二、速率——时间图象2．如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。原因解释：AB段(v增大)，因反应为放热(填“放热”或“吸热”)反应，随反应的进行，温度逐渐升高，化学反应速率逐渐增大；BC段(v减小)，主要因为随反应的进行，溶液中c(H＋)逐渐减小，化学反应速率减小。三、速率——外界条件图象以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1为例。请填写变化并画出变化曲线。1．速率—浓度(c)图像条件变化速率变化速率变化曲线增大反应物的浓度v正、v逆均增大，且v′正>v′逆减小反应物的浓度v正、v逆均减小，且v′逆>v′正增大生成物的浓度v正、v逆均增大，且v′逆>v′正减小生成物的浓度v正、v逆均减小，且v′正>v′逆2.速率—温度(T)图像条件变化速率变化速率变化曲线升高温度v正、v逆均增大，且v′逆>v′正降低温度v正、v逆均减小，且v′正>v′逆3.速率—压强(p)图像条件变化速率变化速率变化曲线增大压强v正、v逆均增大，且v′正>v′逆减小压强v正、v逆均减小，且v′逆>v′正4.速率—催化剂图像条件变化速率变化速率变化曲线使用催化剂v正、v逆同等倍数增大5．速率—压强(或温度)图像曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点M是平衡状态，压强继续增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。【易错提醒】①外界条件(浓度、温度、压强等)增强，曲线在原图像的上方；条件减弱，曲线在原图像的下方。②浓度改变时，图像中一条曲线连续，一条曲线不连续；其他条件改变，图像中曲线不连续。③对于反应前后气体的化学计量数之和相等的反应，改变压强时，v正、v逆同等倍数增大或减小，速率变化曲线如图：易混易错点易混易错点一、准确把握图像变化分析影响因素对于速率图像，关键要把握以下几点：(1)看面：搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。(2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平所表示的含义。(3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如在浓度—时间图上，一定要看清反应至终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。(4)看变化趋势：在速率—时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v吸大增，v放小增；增大反应物浓度，v正突增，v逆渐增。(5)综合分析反应原理，如有的反应放热造成温度升高，反应速率加快；有的反应生成的金属与原金属形成原电池，反应速率加快；有的反应物浓度减小，反应速率减慢；有的反应生成物中有催化剂，反应速率加快。二、利用断点分析外因对反应速率的影响1．当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率－时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如：t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。2．常见含“断点”的速率变化图像分析图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低适合正反应为放热的反应适合正反应为吸热的反应压强增大减小增大减小适合正反应为气体物质的量增大的反应适合正反应为气体物质的量减小的反应特别提醒：(1)浓度改变时反应速率图象的变化中，v′正或v′逆是连续的，无跳跃性；温度、压强改变时其图象中v′正或v′逆是不连续的，有跳跃性。(2)气体反应体系充入惰性气体(或无关气体)时，对反应速率的影响：①恒容：充入“惰性气体”eq\o(→,\s\up7(引起))总压强增大→物质浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。②恒压：充入“惰性气体”eq\o(→,\s\up7(引起))体积增大eq\o(→,\s\up7(引起))物质浓度减小(活化分子浓度减小)eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率减慢。解答速率图像题的基本思路(1)看面：搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。(2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平所表示的含义。(3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如在浓度—时间图上，一定要看清反应至终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。(4)看变化趋势：在速率—时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v吸大增，v放小增；增大反应物浓度，v正突增，v逆渐增。细细剖精析·易混不混·易错不错1．物质的量(或浓度)—时间图象及其应用例如：某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据上述图象可进行如下计算：(1)某物质的反应速率、转化率，如：v(X)＝______________mol·L－1·s－1，Y的转化率＝__________________。(2)确定化学方程式中的化学计量数之比如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为________________________________________________________________________。(3)判断该反应是否是可逆反应？____。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【细剖精析】(1)eq\f(n1－n3,V·t3)eq\f(n2－n3,n2)×100%(2)(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2(3)是随时间的延长，X、Y、Z的物质的量不再变化且都不为02．速率—时间(v－t)图象及其应用根据下表中第一行的格式，完成待填内容并绘出②～⑧情况中t1后v′正和v′逆的变化趋势。平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任一平衡体系①增大反应物的浓度v正、v逆均增大，且v正>v逆正向移动②减小反应物的浓度③增大生成物的浓度④减小生成物的浓度正反应方向为气体体积增大的放热反应⑤增大压强或升高温度⑥减小压强或降低温度任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡⑦正催化剂或增大压强⑧负催化剂或减小压强v正、v逆同等倍数减小【细剖精析】②v正、v逆均减小，且v逆>v正逆向移动③v正、v逆均增大，且v逆>v正逆向移动④v正、v逆均减小，且v正>v逆正向移动⑤v正、v逆均增大，且v逆>v正逆向移动⑥v正、v逆均减小，且v正>v逆正向移动⑦v正、v逆同等倍数增大平衡不移动⑧平衡不移动对点训练对点训练1．H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越慢B．图乙表明，其他条件相同时，溶液碱性越弱，H2O2分解速率越慢C．图丙表明，少量Mn2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，c(Mn2+)对H2O2分解速率的影响大2．某同学在实验室进行了如下实验探究：甲：在试管1中加入100mL4mol•L-1盐酸和20g颗粒状石灰石。乙：在试管2中加入100mL4mol•L-1盐酸和10g粉末状石灰石。则同温同压下﹐实验甲、乙生成的CO2的体积V(CO2)与反应时间()的关系曲线图合理的是A． B．C． D．3．与的盐酸反应(放热反应)生成的物质的量与反应时间的关系如图所示，下列结论错误的是A．反应开始内平均反应速率最大B．反应速率先增大后减小C．内温度对反应速率的影响较大D．后反应物浓度是影响反应速度的主要因素4．一定温度下，在2L的密闭容器中发生反应：，反应过程中B、C的物质的量随时间变化的关系如图甲所示；反应达到平衡后，在t1min、t2min、t3min、t4min分别只改变一种反应条件，逆反应速率随时间变化的关系如图乙所示。下列有关说法正确的是A．0～2min内，v(B)=0.1mol/(L·min)B．t1min时，改变的条件可能是升高温度C．t3min时，改变的条件可能是增大压强，此时c(B)不变D．t4min时，可能是使用了催化剂，此时c(B)不变5．容积固定的密闭容器中的可逆反应为A(g)＋2B(g)2C(g)。以B的浓度表示的反应速率与时间的关系如图所示，已知速率的单位为mol·L-1·s-1，图中阴影部分面积的数值等于A．A浓度的减少量 B．B物质的量的减少量C．C浓度的增加量 D．以上都不对6．在容积固定的2L密闭容器中，充入X、Y各2mol，发生如下可逆反应：X(g)+2Y(g)⇌2Z(g)并达平衡，以Y的浓度改变表示的反应速率v正、v逆与时间t的关系如图所示。则下列Y的平衡浓度的表达式正确的是(S表示对应区域的面积)A．2-SaOb B．2-SbOd C．1-SaOb D．1-SbOd7．氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应已知该反应的反应速率随c(H+)的增大而增大。如图所示为用在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v-t图。下列说法不正确的是A．反应开始时速率增大可能是c(H+)增大所致B．纵坐标为v(H+)的v-t曲线与图中曲线完全重合C．图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内的物质的量浓度的减少量D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小8．将mg块状碳酸钙与足量盐酸反应固体反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中的实线所示。在相同条件下，将ng(m>n)粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应，则相应的曲线(虚线所示)正确的是A． B．C． D．9．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定反应过程中产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得如图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别，有关说法错误的是实验组别c(HCl)/mol·L-1温度/℃形状(Fe)Ⅰ2.030块状Ⅱ2.530块状Ⅲ2.550粉末状Ⅳ2.550块状A．曲线a对应的实验组别为ⅠB．对比实验Ⅰ、Ⅱ说明浓度对化学反应速率的影响C．对比实验Ⅱ、Ⅳ说明温度对化学反应速率的影响D．曲线a、b、c、d对应的实验组别分别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ10．在溶液中可进行反应A+B=C+D，其中A、B在一定条件下反应并测定反应中生成物C的浓度随反应时间的变化情况，绘制出如图所示的图像(、、各段时间相同)。下列说法不正确的是A．该反应是放热反应B．反应速率最大的时间段是t0-t1C．四个时间段内生成C的量最多的是t1-t2D．反应速率后来减慢主要是受反应物浓度变化的影响11．在一定温度下，某容器内的某一反应中，X、Y的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列表述正确的是A．t1时，Y的浓度是X的浓度的2倍B．反应的化学方程式为X2YC．t2时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态D．t3时，X、Y的量不再变化，化学反应停止了，正、逆反应速率为零12．在容积不变的密闭容器中，发生可逆反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)ΔH＜0，当其他条件不变时改变某一条件，对此反应的影响可用如图像表示。下列说法错误的是A．图Ⅰ表示t1时刻升高温度对反应速率的影响B．图Ⅰ不能表示t1时刻增大C物质的浓度对反应速率的影响C．图Ⅱ一定表示的是在t1时刻使用了催化剂对反应速率的影响D．图Ⅲ乙的温度比甲的温度高13．下列有关图像，其中说法正确的是A．由图Ⅰ知，反应在T1、T3处达到平衡B．由图Ⅰ知，该反应的△H＜0C．由图Ⅱ知，t3时采取降低反应温度的措施D．由图Ⅱ知，反应在t6时，NH3体积分数最大14．下列图示与对应的叙述相符的是（）A．图1表示反应在一定温度下达到平衡时B的体积分数随压强变化的关系，x点反应速率比y点的小B．图2表示可逆反应的速率一时间图像，在t时刻改变的条件一定是加入催化剂C．图3表示反应中A的体积分数随温度的变化情况D．图4中的阴影部分面积的含义是(v正-v逆)提升训练提升训练1．在容积不变的密闭容器中，发生可逆反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)ΔH＜0，当其他条件不变时改变某一条件，对此反应的影响可用如图像表示。下列说法错误的是A．图Ⅰ表示t1时刻升高温度对反应速率的影响B．图Ⅰ不能表示t1时刻增大C物质的浓度对反应速率的影响C．图Ⅱ一定表示的是在t1时刻使用了催化剂对反应速率的影响D．图Ⅲ乙的温度比甲的温度高2．下列有关图像，其中说法正确的是A．由图Ⅰ知，反应在T1、T3处达到平衡B．由图Ⅰ知，该反应的△H＜0C．由图Ⅱ知，t3时采取降低反应温度的措施D．由图Ⅱ知，反应在t6时，NH3体积分数最大3．下列图示与对应的叙述相符的是（）A．图1表示反应在一定温度下达到平衡时B的体积分数随压强变化的关系，x点反应速率比y点的小B．图2表示可逆反应的速率一时间图像，在t时刻改变的条件一定是加入催化剂C．图3表示反应中A的体积分数随温度的变化情况D．图4中的阴影部分面积的含义是(v正-v逆)4．环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应（假设用2AA2表示该反应）。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是A．T1＞T2B．a点的反应速率小于c点的反应速率C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D．b点时环戊二烯的浓度为0.45mol/L5．已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)；ΔH＜0。在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图。下列说法正确的是A．a、b、c、d四个点中，只有b、d点的化学反应处与平衡状态B．前10min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.06mol/(L•min)C．25min时，导致平衡移动的原因是将密闭容器的体积缩小为1LD．图中的两条曲线，X是表示N2O4浓度随时间的变化曲线6．不同条件下，用O2氧化amol•L-1的FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示，下列分析或推测不合理的是A．Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大B．pH越大，Fe2+氧化速率越快C．60℃、pH=2.5时，4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15amol•L-1•h-1D．氧化过程的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O7．合成氨反应：N2

(g)

+3H2

(g)2NH3

(g)

△H＜0。在反应过程中，逆反应速率的变化如图所示，下列说法正确的是A．t1时一定是增加了生成物 B．t2时使用了催化剂C．t3时增大了压强 D．t4时一

定是降低了温度8．在密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像，推断在t1时刻突然变化的条件可能是()A．降低体系温度 B．减小生成物的浓度C．催化剂失效 D．增大容器的体积9．已知某可逆反应在密闭容器中进行：A(g)+2B(g)⇌3C(g)+D(s)正反放热应，下图中曲线b代表一定条件下该反应的进程。若使曲线b变为曲线a，可以采取的措施是①增大A的浓度②增大B的浓度③升高温度④加入合适的催化剂A．③④ B．①③ C．④ D．①②10．可逆反应mA(g)⇌nB(g)+pC(s)；△H=Q，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合如图中的两个图像，以下叙述正确的是：()A．m＞n，Q＜0 B．m＞n+p