内容正文:
化学反应速率问题常以图像题的形式出现,在相关图像的平面直角坐标系中,可能出现的物理量有物质的量、浓度、时间等。解题时,重点是理解图像的意义和特点。
1.关注图像中的“点、线、面”
(1)关注“面”——明确研究对象
理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所示的是哪些量之间的关系。弄清楚是物质的量,还是浓度随时间的变化。
(2)关注“线”
①弄清曲线的走向,是增大还是减小,确定反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物。
②分清突变和渐变;理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义。
(3)关注“点”
解题时要特别关注特殊点,如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。深刻理解这些特殊点的意义。
2.联系规律
如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系,各物质表示的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系,外界条件的改变对化学反应速率的影响规律等。
3.正确判断
根据题干和题目要求,结合图像信息,正确利用相关规律做出正确的判断。
(双选)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )
A.t min时该反应达到化学平衡状态
B.反应开始到10 min,用X表示的反应速率为0.0395 mol·L-1·min-1
C.反应开始到10 min时,Y的转化率为79%
D.反应的化学方程式为X(g)+2Y(g)3Z(g)
[思维路径]
解析:BC 10 min时该反应达到化学平衡状态,A错误;反应进行到10 min时,X、Y均减少了0.79 mol,Z增加了1.58 mol,用X表示的反应速率为=0.0395 mol·L-1·min-1,反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),B正确、D错误;反应开始到10 min时Y的转化率为×100%=79%,C正确。
[强化训练]
1.在溶液中可进行反应A+BC+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,绘制出如图所示的曲线(0~t1、t1~t2、t2~t3各时间段相同)。下列说法不正确的是( )
A.该反应是吸热反应
B.平均反应速率最大的时间段是在t1~t2
C.四个时间段内生成C的量最多的是t1~t2
D.反应速率后来减慢主要是受反应物浓度变化的影响
解析:A 根据图像无法判断反应是放热反应还是吸热反应,A错误;由图可知,平均反应速率最大的时间段是在t1~t2,B正确;根据纵坐标数据可知四个时间段内生成C的量最多的是t1~t2,C正确;随着反应的进行,反应物浓度减小,故反应速率后来减慢主要是受反应物浓度变化的影响,D正确。
2.在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入1.0 mol HCl和0.3 mol O2,加入催化剂发生反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),HCl、O2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.t2时,v正=v逆
B.t3时该反应没有达到平衡状态
C.t1时,容器内气体的总压强比t2时的大
D.t3时,容器中c(Cl2)=c(H2O)=0.4 mol·L-1
解析:C t2时反应还没有达到平衡,v正≠v逆,A项错误;t3时HCl和O2的物质的量不再发生变化,反应已经达到平衡,B项错误;该反应反应物气体分子数大于生成物,t1时,反应物较多,气体总分子数较大,t2时,反应物较少,气体总分子数较小,故在恒温恒容密闭容器内,t1时气体的总压强比t2时的大,C项正确;t3时,列三段式:
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)
起始/mol 1 0.3 0 0
转化/mol 0.8 0.2 0.4 0.4
平衡/mol 0.2 0.1 0.4 0.4
容器中c(Cl2)=c(H2O)==0.2 mol·L-1,D项错误。
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