内容正文:
第六章 化学反应与能量
整理与提升
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化学反应速率与平衡图像题分析方法
“三步法”学会化学反应速率与平衡图像题
第一步:看图像
①看面,弄清楚横、纵坐标所表示的含义;
②看线,弄清楚线的走向和变化趋势;
③看点,弄清楚曲线上点的含义,特别是曲线上的折点、交点、最高点、最低点等;
④看辅助线,作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等);
⑤看量的变化,弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化,还是转化率的变化。
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第二步:想规律
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以及反应达到平衡时,外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。
第三步:作判断
利用有关规律,结合图像,通过对比分析,作出正确判断。
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解析 化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变,其实质是正反应速率等于逆反应速率,且保持不变,c点对应的正反应速率还在改变,故一定未达到平衡,A错误;a到b时正反应速率增加,反应物浓度不断减小,B错误;随着反应的进行,反应物浓度减小,但正反应速率增大,说明体系温度升高,正反应是放热反应,即反应物
的总能量高于生成物的总能量,C错误;因为反应一直正向进行,且a~c段正反应速率一直在增大,故SO2的转化率:a~b段小于b~c段,D正确。
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4.用块状碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,请回答:
(1)实验过程如图所示,分析判断:_____ (填“OE”“EF”或“FG”,下同)段化学反应速率最大,______段收集的二氧化碳气体最多。
EF
EF
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(2)a g块状碳酸钙与足量盐酸反应,碳酸钙消耗的质量随时间的变化曲线用实线表示,在相同的条件下,将b g(a>b)粉末状碳酸钙与足量的相同浓度的盐酸反应,碳酸钙消耗的质量随时间的变化曲线用虚线表示。则下图中最符合实际情况的图像是____(填字母,下同)。
C
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(3)为了减缓题述反应的速率,下列措施中,你认为可行的是_____。
A.加入蒸馏水
B.加入氯化钠固体
C.加入硝酸钾溶液
D.加入浓盐酸
E.降温
F.加入MnO2粉末
ACE
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解析 (2)反应物的接触面积越大,反应速率越快,即题图中的斜率越大,又因为a大于b,所以最终消耗碳酸钙的质量:虚线小于实线,即C正确。
(3)降低反应物的浓度可以减缓反应速率,硝酸钾溶液虽然不参与反应,但相当于增大溶液的体积,反应速率降低;降低温度会降低反应速率。
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(2)反应开始至10 min,v(NO)=________mol·L-1·min-1。
5.汽车尾气中含有CO、NO等有害气体,某新型催化剂能促使NO、CO转化为2种无毒气体。T ℃时,将0.8 mol NO和0.8 mol CO充入容积为2 L的密闭容器中,模拟尾气转化,容器中NO的物质的量的变化如图所示。
(1)NO、CO转化为2种无毒气体的化学方程式是________________________。
0.02
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(3)下列说法正确的是_____(填字母)。
a.新型催化剂可以加快NO、CO的转化
b.该反应进行到10 min时达到化学平衡状态
c.平衡时CO的浓度是0.4 mol·L-1
ab
解析 (3)催化剂可以加快反应速率,所以使用新型催化剂可以加快NO、CO的转化,a正确;根据题图可知,该反应进行到10 min后,NO的物质的量不再发生变化,说明反应达到化学平衡状态,b正确;平衡时,CO的物质的量是0.4 mol,由于容器的容积为2 L,所以CO的浓度是0.2 mol·L-1,c错误。
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R
[题组训练]
1.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.加入催化剂反应速率不变
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 t2时,反应物的量还在减少,反应还在正向进行,v(正)>v(逆),A错误;加入催化剂可改变化学反应速率,B错误;反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)是气体体积减小的反应,随着反应的进行,气体的总物质的量减小,恒容容器内压强减小,故t1时容器内气体的总压强比t2时的大,C正确;t3时,O2的物质的量为0.1 mol,减少了0.2 mol,故生成Cl2、H2O的物质的量均为0.4 mol,容器中c(Cl2)=c(H2O)=0.2 mol·L-1,D错误。
2.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)在一定条件下达到平衡,正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图可得出的正确结论是( )
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:a点小于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段
3.T1 ℃时,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入
SO2和O2发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),容器中
各组分的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确
的是( )
A.a、b两点反应速率:va<vb
B.0~t2时间段,反应速率v(SO3)=eq \f(0.4,t2) mol·L-1·min-1
C.t2时刻,反应体系中各组分的物质的量不再改变,说明化学反应的正、逆反应速率为零
D.若反应在T2 ℃进行(T2<T1),反应进行t1 min后,n(SO2)<0.8 mol
解析 a、b两点,随反应的进行反应物的浓度减小,则反应速率va>vb,A错误;0~t2时间段,反应速率v(SO3)=eq \f(0.8,2×t2) mol·L-1·min-1=eq \f(0.4,t2) mol·L-1·min-1,B正确;t2时刻,反应达到平衡状态,v正=v逆≠0,C错误;若反应在T2 ℃进行(T2<T1),温度低,则反应速率小,则反应进行t1分钟后,n(SO2)>0.8 mol,D错误。
2CO+2NON2+2CO2
$$