微专题1 化学反应速率和化学平衡图像(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

[对应学生用书P10] 1．读图 弄清图像含义，通过观察弄清横坐标、纵坐标的含义及单位；搞清特殊点的意义，如坐标轴的“O”点，曲线的起点、终点、交叉点、极值点、转折点等；分析曲线的变化趋势，如斜率大小、升降等的确定；看定量图像中有关量的多少。 2．识图 进行信息提取，挖掘隐含信息，排除干扰信息。 3．用图 联想影响化学反应速率的因素解答具体问题。 (1)体积—时间图像 如碳酸钙与稀盐酸反应实验过程中生成的CO2气体体积随时间变化的情况如图所示： 由图可见在t1～t2时段内反应速率最大，在t1～t2时段内由于反应放热，体系温度升高，化学反应速率加快；t2～t3时段内化学反应速率减小，是因为HCl的浓度减小，所以化学反应速率减慢。 (2)物质的量—时间图像 如某温度时，在定容(V L)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： 由图像得出的信息是：X、Y是反应物，Z是生成物；且X、Y没有全部反应(即反应是可逆反应，t3后达平衡)。 根据图像可进行如下计算：Ⅰ.某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝ mol·L－1·s－1；Y的转化率＝×100%。 Ⅱ.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。 (3)化学反应速率—时间图像 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。 1．反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经a min后SO3的浓度变化情况如图所示，在O～a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1，则a等于(　　) A．0.1　　　　　　　 B．2.5 C．5 D．10 解析　由题图可知，O～a min内Δc(SO3)＝0.4 mol·L－1，则有v(SO3)＝ mol·L－1·min－1。根据反应速率与化学计量数的关系可得，v(O2)＝v(SO3)＝ mol·L－1·min－1，则有 mol·L－1·min－1＝0.04 mol·L－1·min－1，解得a＝5，C项正确。 答案　C 2．CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是(　　) A．反应开始2 min内温度对反应速率的影响比浓度大 B．一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)减小 C．反应在2～4 min内平均反应速率最大 D．反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06 mol·L－1·s－1 解析　由图像可知，开始生成的二氧化碳的反应速率增大，说明反应为放热反应，即反应开始2 min内温度对反应速率的影响比浓度大，A正确；随反应的进行氢离子浓度减小，反应速率降低，故B正确；由图可知0～2 min、2～4 min、4～6 min时间内，生成的CO2物质的量分别是0.1 mol、0.3 mol－0.1 mol＝0.2 mol、0.35 mol－0.3 mol＝0.05 mol，所以反应在2～4 min内平均反应速率最大，C正确；反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝，没有给出体积数据，无法求反应速率，D错误。 答案　D 3．将形状相同、表面洁净的铝箔与铁片分别置于同温下2 mol·L－1的盐酸中，c(HCl)随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a为铝箔，前10 min铝箔反应生成H2的物质的量为0.75 mol B．b为铁片，前40 min铁片反应生成H2的物质的量为0.5 mol C．前10 min铝箔与盐酸反应速率为v(HCl)＝1.5 mol·L－1·min－1 D．前40 min铁片与盐酸反应速率为v(HCl)＝0.025 mol·L－1·min－1 解析　铝的活泼性大于铁，铝与盐酸反应的速率大于铁，a为铝箔，前10 min铝箔与盐酸反应使盐酸浓度降低0.5 mol·L－1，由于盐酸体积未知，不能计算H2的物质的量，故A错误；铝的活泼性大于铁，铝与盐酸反应的速率大于铁，b为铁片，前40 min铁片与盐酸反应使盐酸浓度降低1 mol·L－1，由于盐酸体积未知，不能计算H2的物质的量，故B错误；前10 min铝箔与盐酸反应速率为v(HCl)＝＝0.05 mol·L－1·min－1，故C错误；前40 min铁片与盐酸反应速率为v(HCl)＝＝0.025 mol·L－1·min－1，故D正确。 答案　D 4．一定温度下，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： (1)写出该反应的化学方程式__________________________。 (2)计算反应开始到10 s，用X表示的反应速率是________________，Y的转化率为________________。 (3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是____________。 A．当X与Y的反应速率之比为1∶1 B．在混合气体中X的质量百分数保持不变 C．混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化 D．混合气体的密度不随时间的变化而变化 E．X、Y、Z的浓度之比为1∶1∶2 (4)当反应达到平衡时，用Y表示的正反应速率v(正)与用Z表示的逆反应速率v(逆)的关系是____________________。 (5)为使该反应的反应速率增大，可采取的措施是________________________。 a．恒容时充入Ne b．适当升高温度 c．缩小容器的体积 d．选择高效催化剂 解析　(1)由图像可以看出X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比，则有Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝(1.20 mol－0.41 mol)∶(1.0 mol－0.21 mol)∶1.58 mol＝1∶1∶2，则反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)2Z(g)。 (2)反应开始到10 s，用X表示的反应速率为：v(X)＝＝0.039 5 mol·L－1·s－1；反应开始到10 s时，Y的转化率为：×100%＝79%。 (3)发生反应为：X(g)＋Y(g)2Z(g)，当X与Y的反应速率之比为1∶1，无法判断正逆反应速率是否相等，则无法判断是否达到平衡状态，A错误；在混合气体中X的质量百分数保持不变，说明各组分的浓度不再变化，则该反应达到平衡状态，B正确；混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化，不能判定是否达到平衡状态，C错误；该反应前后气体的总质量始终不变，而容器容积不变，则混合气体的密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，D错误；X、Y、Z的浓度之比为1∶1∶2，无法判断各组分的浓度是否发生变化，则无法判断是否达到平衡状态，故E错误。 (4)当反应达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等，Y、Z的化学计量数之比＝1∶2，则用Y表示正反应速率v(正)与用Z表示的逆反应速率v(逆)的关系为：2v正(Y)＝v逆(Z)。 (5)a.恒容时充入Ne，各组分的浓度不变，则反应速率不变，故a错误；b.适当升高温度，可以增大反应速率，故b正确；c.缩小容器的体积，增大了压强，反应速率加快，故c正确；d.选择高效催化剂，可以加快反应速率，故d正确。 答案　(1)X(g)＋Y(g)2Z(g) (2)0.039 5 mol·L－1·s－1　79% (3)B　(4)2v正(Y)＝v逆(Z) (5)bcd 学科网（北京）股份有限公司 $$