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章末综合提升
素养培优(一) 化学反应速率和限度的图像分析
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“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。
(2022·南通市海安高级中学下学期月考)在不同条件下,用O2氧化一定浓度FeCl2溶液的过程中所测得的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是( )
A.0~8 h内,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.由曲线②和③可知,pH越大,Fe2+的氧化速率越快
C.由曲线①和③可知,温度越高,Fe2+的氧化速率越快
D.氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O
B [A.由题图中曲线可知,0~8 h内,随着时间的延长,Fe2+的氧化率逐渐增大,A项正确,不符合题意;B.由曲线②和③可知,当温度相同时,pH越小,Fe2+的氧化率越大,相同时间内Fe2+的氧化速率越快,B项错误,符合题意;C.由曲线①和③可知,温度越高,Fe2+的氧化速率越快,C项正确,不符合题意;D.氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,D项正确,不符合题意。故选B。]
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针对练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
C [A.图甲中溶液的pH相同,但浓度不同,浓度越大,相同时间内浓度的变化量越大,由此得出相同pH条件下,双氧水浓度越小,双氧水分解速率越慢,故A正确;B.图乙中H2O2浓度相同,但加入NaOH浓度不同,说明溶液的pH不同,NaOH浓度越大,相同时间内双氧水浓度变化量越大,由此得出双氧水浓度相同时,pH越小双氧水分解速率越慢,故B正确;C.图丙中少量Mn2+存在时,相同时间内双氧水浓度变化量0.1 mol/L NaOH溶液>1.0 mol/L NaOH溶液>0 mol/L NaOH溶液,由此得出锰离子作催化剂时受溶液pH的影响,但与溶液的pH值不成正比,故C错误;D.图丁中pH相同,锰离子浓度越大,相同时间内双氧水浓度变化量越大,图丙中说明催化剂的催化效率受溶液的pH值影响,由此得出,碱性溶液中,c(Mn2+)对H2O2分解速率的影响大,故D正确;答案为C。]
针对练2.(2022·淄博市下学期部分学校期末)“理解与辨析能力”和“分析与推测能力”,都是化学四大关键能力之一、读图看表识数据,对关键能力的要求很高。一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示(6 s时反应达到平衡状态),对该反应的推断正确的是( )
A.进行到1s时,v=v
B.方程式为3B+4C6A+2D
C.进行到6 s时,B的平均反应速率为0.1 mol/(L·s)
D.进行到6 s时,B和D的物质的量浓度均为0.4 mol·L-1
B [反应系数之比等于物质的变化量之比,等于反应速率之比,根据图像,6 s到达平衡时,A增加了1.2 mol ,B减少了0.6 mol ,C减少了0.8 mol ,D增加了0.4 mol ,故各物质的物质的量之比为A∶B∶C∶D=1.2∶0.6∶0.8∶0.4=6∶3∶4∶2,即该反应的化学方程式为3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g)。A.反应到1 s时,v(A)═=0.6 mol÷2 L÷1 s=0.3 mol /(L·s),v(C)═=0.2 mol ÷2 L÷1 s=0.1 mol /(L·s),所以v(A)≠v(C),A错误;B.由上述分析知,B正确;C.反应进行到6 s时,v(B)==0.05 mol·L-1·s-1,C错误;D.反应进行到6 s时,n(B)=n(D)=0.4 mol ,c(B)=c(D)===0.2 mol ·L-1,D错误。]
素养培优(二) 新型化学电源电极反应式的书写