内容正文:
微专题3 化学反应速率的图像
优化探究
第二章 化学反应速率与化学平衡
1.化学反应速率图像的基本类型
图像类型 图像及其解读
速率⁃时间图像
如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化如图所示。AB段:Zn与盐酸的反应是放热反应,使溶液的温度升高,化学反应速率逐渐增大;BC段:随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,化学反应速率逐渐减小
图像类型 图像及其解读
速率⁃温度图像
其他条件一定,反应速率随着温度的升高而增大;其他条件一定,反应速率随着温度的降低而减小
图像类型 图像及其解读
速率⁃浓度图像
其他条件一定,增大反应物X的浓度,反应速率随着浓度的增大而增大;其他条件一定,减小反应物X的浓度,反应速率随着浓度的减小而减小
图像类型 图像及其解读
速率⁃压强图像
其他条件一定,增大气态反应物的压强(缩小容器的容积),反应速率随着压强的增大而增大;其他条件一定,减小气态反应物的压强(增大容器的容积),反应速率随着压强的减小而减小
图像类型 图像及其解读
定量图像
定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量n(或物质的量浓度c)与反应时间t的定量关系
2.解题方法
(1)认清坐标系,明白纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理联系。
(2)看清起点,分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。
(3)抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。升高温度时,Δv(吸)
>Δv(放),在速率⁃时间图像上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,还要分清渐变和突变,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)突变,v(逆)渐变。
(4)注意终点。例如在浓度⁃时间图像上,一定要看清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。
1.如图所示为反应N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的反应速率v(N2)变化的图像,则横轴不可能是( )
A.反应时间 B.温度
C.压强 D.N2的浓度
A
条件不变,随着时间的推移,反应后期反应物浓度减小,氮气的反应速率会逐渐降低,直至不变达到平衡,A项符合题意。
2.氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应Cl+3HS===3S+Cl-+3H+。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Cl在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v⁃t图。
下列说法中错误的是( )
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(Cl-)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Cl的物质的量的减少量
D.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
C
A项,随着反应的进行,氢离子浓度逐渐增大,所以反应速率逐渐增大,正确;B项,根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,v(Cl-)=v(Cl),则纵坐标为v(Cl-)的v⁃t曲线与图中曲线完全重合,正确;C项,图中阴影部分的面积应为t1~t2时间内Cl的物质的量浓度的减少量,错误;D项,在反应的后期由于反应物浓度减小,反应速率开始降低,正确。
3.在实验Ⅰ和实验Ⅱ中,用一定体积、一定浓度的盐酸与足量的石灰石反应,并在一定的时间内测量反应放出CO2的体积。实验Ⅰ用的是块状的石灰石,实验Ⅱ用的是粉末状的石灰石。图中能正确反映这两种实验结果的图像是( )
B
石灰石足量,实验Ⅰ和实验Ⅱ中盐酸的物质的量相同,则产生的CO2的体积相等,A、C不符合题意;固体反应物参与反应,增大反应物间接触面积,可加快反应速率,粉末状固体比块状固体的表面积大,则实验Ⅱ中反应速率比实验Ⅰ中的反应速率快,则实验Ⅱ的斜率大于实验Ⅰ,B符合题意,D不符合题意。
4.下列表格中的各种情况,可以用对应图像表示的是( )
答案:C
选项 反应 甲 乙
A 外形、大小相同的金属与水反应 Na K
B 不同浓度的H2C2O4溶液各2 mL分别与4 mL 0.01 mol·L-1的KMnO4溶液反应 0.1 mol·L-1的H2C2O4溶液 0.2 mol·L-1的H2C2O4溶液
C 5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液与5 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液反应 热水 冷水
D 5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2 无MnO2粉末 加MnO2粉末
5.(双选)(2024·河南濮阳高二上学期开学考试)反应X===2Z经历两步:①X―→Y;②Y―→2Z。反应体系中三种气体X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.Y是该反应的催化剂
B.随着c(X)的减小,反应①、②的速率均降低
C.t2时,Y的消耗速率大于生成速率
D.t3后,c(Z)=2c0-2c(Y)
AB
由题中信息可知,反应X 2Z经历两步:①X―→Y;②Y―→2Z。因此,图中呈不断减小趋势的a线为X的浓度c(X)随时间t的变化曲线,呈不断增大趋势的线为Z的浓度c(Z)随时间t的变化曲线,先增大后减小的线为Y的浓度c(Y)随时间t的变化曲线。Y是过渡产物,不是催化剂,故A错误;由题干图像曲线可知,随着c(X)的减小,则反应①反应速率降低,而c(Y)先增大后减小,故反应②速率先增大后降低,故B错误;t2时,由图中曲线可知,Y的浓度逐渐减小,说明t2时Y的消耗速率大于生成速率,故C正确;由图可知,t3时刻反应①完成,X完全转化为Y,若无反应②发生,则c(Y)=c0,由于有反应②Y ―→ 2Z发生,则t3时刻Y浓度的变化量为c0-c(Y),变化量之比等于化学计量数之比,所以Z的浓度的变化量为2[c0⁃c(Y)],这种关系在t3后仍成立,故D正确。
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