《化学反应速率和反应限度的图像分析》课件

《化学反应速率和反应限度的图像分析》化学反应速率与化学反应限度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、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。(1)“一看”——看图像①看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所示的是哪些量之间的关系。②看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。③看点：理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。④看辅助线：做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。(2)“二想”——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的影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。(3)“三判断”——利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。1.(2019·天津期中联考)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)12354跟踪训练√12354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均减少了0.79mol，Z增加了1.58mol，用X表示的反应速率为

＝0.0395mol·L－1·min－1，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

×100%＝79%，C正确。123542.(2019·湖北天门、仙桃、潜江高一期末)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√12354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。123543.(2020·黄冈浠水实验中学期中)鱼浮灵是一种化学增氧剂，主要成分为过氧碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，分别在等体积双氧水中加入少量Na2CO3、NaCl和NaOH固体探究鱼浮灵增氧原理，实验结果如图所示。下列说法不正确的是A.Na2CO3对H2O2的分解有促进作用B.加入NaCl后溶液溶解氧变化不明显C.H2O2分解随pH增大而持续加快D.鱼浮灵使用时应根据pH控制投放量√解析由图可知，加入Na2CO3后水中的溶解氧增多，故说明加入Na2CO3后促进了H2O2的分解，故A正确；在双氧水中加入氯化钠后，溶液中溶解氧不变，即加入氯化钠后对双氧水的分解无催化作用，故B正确；12354根据双氧水加NaOH固体图可知，随着溶液pH增大，溶解氧先增大后减小，故双氧水的分解并不是随pH的增大而持续加快，故C错误；根据双氧水加NaOH固体图可知，溶液pH对鱼浮灵中双氧水的分解速率有影响，故应根据溶液的pH来决定鱼浮灵的投放量，故D正确。12354123544.(2020·金华一中高一月考)氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：

＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。如图为用

在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应v－t图。下列说法中不正确的是A.图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内

的物质的量的减少量B.纵坐标为v(Cl－)的v－t曲线与图中曲线完全重合C.反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致D.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小√12354随着反应的进行，反应物的浓度减少，反应速率减小，所以后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小，故D正确。123545.(2019·哈尔滨高一期中)一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。(1)t1min时，正、逆反应速率的大小关系为v正___v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。＞解析因为t1min时化学反应没有达到平衡，反应仍然向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率，即v正＞v逆。12354(2)4min内，CO2的转化率为_______；CO的平均反应速率v(CO)＝__________________。71.4%解析根据图像分析4min内CO2的变化量为0.7mol·L－1－0.2mol·L－1＝0.5mol·L－1，转化率为

×100%≈71.4%；CO在4min内的变化量为0.5mol·L－1，则4min内的平均反应速率为v(CO)＝

＝0.125mol·L－1·min－1。0.125mol·L－1·min－1解析降低温度，化学反应速率降低，故①正确；因为铁粉是固体，减少铁粉的质量不影响化学反应速率，故②错误；保持压强不变，充入He使容器的体积增大，相当于减小反应物和生成物的浓度，化学反应速率减慢，故③正确；保持体积不变，充入He使体系压强增大，但不影响反应物和生成物的浓度，所以化学反应速率不变，故④错误。12354(3)下列条件的改变能减慢其反应速率的是_____(填序号，下同)。①降低温度

②减少铁粉的质量

③保持压强不变，充入He使容器的体积增大

④保持容积不变，充入He使体系压强增大①③12354(4)下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是_____。①v(CO2)＝v(CO)②单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO③容器中气体压强不随时间变化而变化④容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化②④解析当v正(CO2)＝v逆(CO)时，说明化学反应达到平衡状态，而v(CO2)＝v(CO)不代表正、逆反应速率的关系，不能由此确定化学反应是否达到平衡，故①错误；单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO说明化学反应的正、逆反应速率相等，故②正确；由反应Fe(s)＋CO2(g)

FeO(s)＋CO(g)知，该反应是反应前后气体体积相等的反应，压强始终不变，故③错误；因为气体的平均相对分子质量与气体的质量和气体的物质的量有关，该反应气体的物质的量不变，质量变化，当容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时，说明化学反应达到平衡状态，故④正确。12354任务一化学反应速率的计算方法与规律【问题探究】1.某一化学反应在第5s时的反应速率是0.2mol·L-1·s-1的说法正确吗?提示

不正确。化学反应速率是平均速率,不是某时刻的瞬时速率。2.已知反应4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g)在5L的密闭容器中进行。20s后,NO的物质的量增加了1.6mol。(1)此时用NO表示该反应的反应速率v(NO)是多少?(2)20s后,NH3、O2、H2O的物质的量分别变化了多少?用NH3、O2、H2O表示的化学反应速率v(NH3)、v(O2)、v(H2O)分别是多少?(3)同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值是否相同?用不同物质表示同一反应的反应速率其数值有什么规律?提示

(1)v(NO)=0.016

mol·L-1·s-1。(2)NH3的物质的量减少了1.6

mol,O2的物质的量减少了2

mol,H2O的物质的量增加了2.4

mol;v(NH3)=0.016

mol·L-1·s-1,v(O2)=0.02

mol·L-1·s-1,v(H2O)=0.024

mol·L-1·s-1。(3)同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,化学反应速率之比等于各物质化学计量数之比。【深化拓展】1.化学反应速率的正确理解2.化学反应速率的计算(1)定义式法利用公式

计算化学反应速率,也可利用该公式计算浓度变化量或反应时间。(2)关系式法化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。3.利用“三段式”法计算化学反应速率(v)和转化率(α)设amol·L-1、bmol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度,ts后,mxmol·L-1为反应物A的转化浓度,nxmol·L-1为反应物B的转化浓度,则:【素能应用】典例1将4molA和2molB在2L的密闭容器中混合,并在一定条件下发生反应:2A(s)+B(g)2C(g),反应2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1。下列说法正确的是(

)A.用物质A表示2s内的平均反应速率为0.3mol·L-1·s-1B.用物质B表示2s内的平均反应速率为0.6mol·L-1·s-1C.2s时v(C)=0.3mol·L-1·s-1D.2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1答案

D解析

不能用固体物质的浓度变化表示化学反应速率,A项错误;化学反应速率是平均速率不是瞬时速率,C项错误;据题目条件知v(C)=0.6

mol·L-1÷2

s=0.3

mol·L-1·s-1,则v(B)=0.3

mol·L-1·s-1÷2=0.15

mol·L-1·s-1,则2

s时物质B的浓度为

-0.15

mol·L-1·s-1×2

s=0.7

mol·L-1,B项错误,D项正确。【变式设问】反应开始至2s时,反应物B的转化率是多少?提示

30%解析

2

s时测得c(C)=0.6

mol·L-1,则生成n(C)=0.6

mol·L-1×2

L=1.2

mol,结合反应可知同时消耗0.6

mol

B(g),故B(g)的转化率为

×100%=30%。变式训练1在一定条件下,将3molA和1molB两种气体在容积固定的2L密闭容器中混合,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min末时生成0.8molD,并测得C的浓度为0.2mol·L-1。下列判断不正确的是(

)A.x=1B.2min内A的反应速率为0.3mol·L-1·min-1C.B的转化率为40%D.x无法求解答案

D任务二化学反应快慢的比较方法【问题探究】为研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定反应中生成CO2的体积(V)(已折算成标准状况)随反应时间(t)变化的情况,绘制曲线如下,稀盐酸的体积为100mL,忽略反应过程中溶液体积的变化。2.结合问题1的计算结果,比较OA、AB和BC段化学反应速率的大小。提示

AB段v(CaCl2)=0.1

mol·L-1·min-1,结合化学方程式中各物质化学计量数的关系,v(HCl)=2v(CaCl2)=0.2

mol·L-1·min-1,又知OA段v(HCl)=0.1

mol·L-1·min-1,BC段v(HCl)≈0.067

mol·L-1·min-1,故反应速率大小:AB段>OA段>BC段。【深化拓展】化学反应速率大小比较的两种方法(1)归一法。【素能应用】典例2反应:3A(g)+B(g)===2C(g)+2D(g),在不同条件下,用不同物质表示其反应速率,分别为:①v(A)=0.6mol·L-1·min