2024年高中化学新教材同步必修第二册 第6章 微专题四　解答化学反应速率图像题的思路

微专题四解答化学反应速率图像题的思路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．关注图像中的“点、线、面”(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表示的是哪些量之间的关系。弄清楚是物质的量，还是物质的量浓度随时间的变化。(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。2．联系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等。3．正确判断根据题干和题目要求，结合图像信息，正确利用相关规律做出正确的判断。1．(2023·杭州高一检测)在2.0L恒温恒容密闭容器中充入1.0molHCl和0.3molO2，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．t3时已处于平衡状态，升高温度平衡状态不会发生改变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)＝0.4mol·L－1答案C解析t2时反应还没有达到平衡，v正≠v逆，A项错误；t3时HCl和O2的物质的量不再发生变化，反应已经达到平衡，但升高温度改变了原有条件，旧平衡会被破坏，一段时间后达到新的平衡，故升温平衡状态会发生改变，B项错误；该反应反应物气体分子数大于生成物，t1时，反应物较多，气体总分子数较大，t2时，反应物较少，气体总分子数较小，故在恒温恒容密闭容器内，t1时气体的总压强比t2时的大，C项正确；t3时，列三段式：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)起始/mol10.300转化/mol0.80.20.40.4平衡/mol0.20.10.40.4容器中c(Cl2)＝c(H2O)＝eq\f(0.4mol,2.0L)＝0.2mol·L－1，D项错误。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段答案D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显然还在改变，故一定未达平衡，A错误；a点到b点正反应速率增加，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。3．一定温度下，在2L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。下列描述正确的是()A．tmin时该反应达到化学平衡状态B．反应开始到10min，用X表示的反应速率为0.079mol·L－1·min－1C．反应开始到10min时，Y的转化率为79%D．反应的化学方程式为X(g)＋2Y(g)3Z(g)答案C解析到10min时该反应达到化学平衡状态，A错误；反应进行到10min时，X、Y均减少反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，B、D错误；反应开始到10min时Y的转化率为eq\f(0.79mol,1.00mol)×100%＝79%，C正确。4．(2022·河北邯郸高一期中)某学生用纯净的Cu与50mL过量浓HNO3反应制取NO2(不考回答下列问题：(1)由图像可知0～A、A～B、B～C段的反应速率最大的是__________。1min后A～B段反应速率逐渐加快，除产物可能有催化作用外，其主要原因还有：____________________。2min后B～C段反应速率又逐渐变慢的原因是______________________。(2)计算在1～3min内的反应速率：v(H＋)＝____________mol·L－1·min－1。(3)若开始向反应溶液中加入固体KNO3，则1min时测得V(NO2)________(填“大于”“小于”“等于”或“不确定”)84mL。(4)下列措施不能加快v(NO2)的是__________(填字母)。A．使用Cu粉代替Cu块B．使用含有石墨的粗铜代替纯铜C．使用稀硝酸代替浓硝酸D．在硝酸中加入少量浓硫酸答案(1)A～B该反应是放热反应，1min后溶液温度明显升高，反应速率加快2min后反应物硝酸浓度的减小成为影响反应速率的主要原因，反应物浓度逐渐减小，反应速率逐渐变慢(2)0.225(3)大于(4)C解析(1)相同时间内，A～B段产生的气体最多，故A～B段反应速率最快；反应速率还与浓度、温度有关，1min后A～B段反应速率逐渐加快，除产物可能有催化作用外，还可能因为反应放热，体系温度升高，2min后反应物硝酸浓度的减小成为影响反应速率的主要原因，反应物浓度逐渐减小，反应速率逐渐变慢。(2)1～3min内生成的V(NO2)＝252mL，n(NO2)＝0.01125mol，由离子方程式可知n(H＋)＝2n(NO2)＝0.0225mol，v(H＋)＝eq\f(0.0225mol,0.05L×2min)＝0.225mol·L－1·min－1。(3)向反应溶液中加入固体KNO3，硝酸根离子浓度增大，反应速率加快，1min时测得V(NO2)大于84mL。(4)使用Cu粉代替Cu块，接触面积增大，反应速率加快，A不符合题意；使用含有石墨的粗铜代替纯铜，构成原电池，反应速率加快，B不符合题意；使用稀硝酸代替浓硝酸，反应产生NO，不产生NO2，C符合题意；在硝酸中加入少量浓硫酸，H＋的浓度增大，反应速率加快，D不符合题意。5．(2023·山东烟台高一期中)恒温下在2L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。(1)该反应的化学方程式为_________________________________________________。(2)从开始至5min，Y的平均反应速率为____________；X的转化率为____________。(3)反应达平衡时体系的压强是开始时的_________倍。(4)下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是____________(填序号)。①容器内温度不变②混合气体的密度不变③混合气体的压强不变④混合气体的平均相对分子质量不变⑤Z(g)的物质的量浓度不变⑥容器内X、Y、Z三种气体的浓度之比为3∶1∶2⑦某时刻v(X)＝3v(Y)且不等于零⑧单位时间内生成2nmolZ，同时生成3nmolX(5)在某一时刻采取下列措施能加快反应速率的是________(填字母)。A．加催化剂B．降低温度C．体积不变，充入XD．体积不变，从容器中分离出Y答案(1)3X(g)＋Y(g)2Z(g)(2)0.02mol·L－1·min－160%(3)eq\f(17,21)(4)③④⑤⑧(5)AC解析(1)根据图像可知，5min内X的物质的量减少0.6mol、Y的物质的量减少0.2mol、Z的物质的量增加0.4mol，X、Y是反应物、Z是生成物，物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，5min后物质的量不再改变，说明该反应可逆，反应的化学方程式为3X(g)＋Y(g)2Z(g)。(2)从反应开始至5min，Y的物质的量减少0.2mol，Y的平均反应速率为eq\f(0.2mol,2L×5min)＝0.02mol·L－1·min－1；5min内X的物质的量减少0.6mol，X的转化率为eq\f(0.6mol,1.0mol)×100%＝60%。(3)同温、同体积下，压强之比等于物质的量之比，反应达平衡时体系的压强是开始时的eq\f(0.8＋0.5＋0.4,1＋1＋0.1)＝eq\f(17,21)倍。(4)恒温容器，温度是恒量，容器内温度不变，反应不一定达到平衡状态，故不选①；反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度不变，反应不一定达到平衡状态，故不选②；反应前后气体分子数之和不同，容器体积不变，压强是变量，混合气体的压强不变，反应一定达到平衡状态，故选③；反应前后气体总质量不变，反应前后气体分子数之和不同，混合气体的平均相对分子质量是变量，混合气体的平均相对分子质量不变，反应一定达到平衡状态，故选④；反应达到平衡状态，各物质浓度不再改变，Z(g)的物质的量浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选⑤；容器内X、Y、Z三种气体的浓度之比为3∶1∶2，不能判断浓度是否改变，反应不一定达