反应机理变量控制与图像分析课件上学期高二化学人教版选择性必修1

反应机理、变量控制与图像分析1.利用变量控制思维设计实验，基于图像分析反应速率及其影响因素。2.从微观角度认识反应历程中能量变化与反应速率的关系。学习目标1.18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：

＋OH－

＋CH3O－能量变化如图所示。已知

为快速平衡，下列说法正确的是A.反应Ⅱ、Ⅲ为决速步B.反应结束后，溶液中存在18OH－C.反应结束后，溶液中存在CH318OHD.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于

图示总反应的焓变√2.铁的配合物离子(用[L-Fe-H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：下列说法错误的是A.该过程的总反应为HCOOHCO2↑＋H2↑＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低C.该催化循环中Fe元素的化合价未发生变化D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定√1.某兴趣小组将下表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，以研究硫酸铜的浓度对稀硫酸与锌反应生成氢气速率的影响。

ABCDEF4mol·L－1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100下列判断不正确的是A.V1＝30，V6＝10，V7＝20B.本实验利用了控制变量思想，变量为Cu2＋浓度C.反应一段时间后，实验A中的金属呈灰黑色，实验F的金属呈红色D.该小组的实验结论是硫酸铜对稀硫酸与锌反应生成氢气有催化作用

ABCDEF4mol·L－1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100√2.某实验小组利用0.1mol·L－1Na2S2O3溶液与0.2mol·L－1H2SO4溶液反应研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验如下：(已知Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O)实验编号温度/℃V(Na2S2O3)/mLV(H2SO4)/mLV(H2O)/mL出现浑浊时间/s①205.010.00t1②205.05.05.0t2③505.010.00t3下列说法正确的是A.t1＞t2＞t3B.实验①②③均应将Na2S2O3溶液逐滴滴入H2SO4溶液中C.实验②中加入5.0mLH2O的作用是控制变量，保持c(Na2S2O3)与实验

①一致D.实验②③可探究温度对化学反应速率的影响√3.目前，汽车厂商常利用催化技术将汽车尾气中的CO和NO转化成CO2和N2，反应的化学方程式为2NO＋2CO2CO2＋N2。为研究如何提高该转化过程的反应速率，降低NO、CO的污染，某课题组进行了以下实验探究。[资料查阅]

①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；②使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。[实验设计]该课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，设计了以下对比实验。(1)完成下列实验设计：实验编号实验目的T/℃NO初始浓度/(mol·L－1)CO初始浓度/(mol·L－1)同种催化剂的比表面积/(m2·g－1)Ⅰ为以下实验作参照2806.50×10－34.00×10－380Ⅱ①_____________________________________________②____③__________④__________120Ⅲ探究温度对尾气转化速率的影响360⑤___________⑥__________80

探究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响280×10－3×10－3×10－3×10－3

[图像分析与结论]利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线，如图所示。(2)由曲线Ⅲ可知，0～

min内，用NO表示的反应速率为_________________________。×10－3mol·L－1·min－1(3)由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂的比表面积，汽车尾气转化速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。增大返回1.反应速率图像分析化学反应速率与浓度、压强、温度、催化剂等外界因素有关。(1)溶液中的反应速率图像分析(如：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑)v－c(H＋)图像v－T(温度)图像v－t(时间)图像

说明：开始时，反应放热、温度升高，反应速率增大，后来c(H＋)逐渐减小，化学反应速率减小v－p(压强)图像v－V(容积)图像v－t(时间)图像v－p、T(T1<T2)图像

提醒分析图像时特别关注图像中坐标轴、起点、终点、拐点、图像变化趋势等。2.反应速率相关量的图像分析化学反应速率与反应中单位时间内各物质的物质的量浓度变化、质量的变化符合化学方程式中化学计量关系，根据图像中相关量的变化可以间接分析反应速率。如：(1)物质的量与时间关系图像特别关注：①反应物和生成物的判断；②反应是否可逆；③依据各物质的变化量计算化学反应速率或确定化学方程式。(2)浓度与时间关系图像特别关注：①起点、终点——计算反应速率；②斜率——曲线斜率代表反应速率。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

2的浓度√2.下列表格中的各种情况，可以用对应图像表示的是选项反应甲乙A外形、大小相同的金属与水反应NaKB不同浓度的H2C2O4溶液各2mL分别与4mL0.01mol·L－1的KMnO4溶液反应0.1mol·L－1的H2C2O4溶液0.2mol·L－1的H2C2O4溶液C5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液与5mL

0.1mol·L－1H2SO4溶液反应热水冷水D5mL4%的过氧化氢溶液分解放出O2无MnO2粉末加MnO2粉末√3.为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如图。下列说法不正确的是A.25℃时，在10～30min内，R的平均分解速

率为0.030mol·L－1·min－1B.对比30℃和10℃曲线，在50min时，R的分

解百分率相等C.对比30℃和25℃曲线，在0～50min内，能

说明R的平均分解速率随温度升高而增大D.对比30℃和10℃曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度升高而

增大√4.研究反应2X(g)

Y(g)＋Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(mol·L－1)随反应时间(min)