新教材高中化學(xué)專題6化學(xué)反應(yīng)與能量變化第1單元微專題1化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度圖像題分析教案蘇教版必修2

微專題1化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度圖像題分析化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題是化學(xué)試題中的一種特殊題型，其特點(diǎn)是圖像是題目的主要組成部分，把所要考查的化學(xué)知識(shí)寓于圖中曲線上，具有簡(jiǎn)明、直觀、形象的特點(diǎn)?；瘜W(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題目分析方法如下：(1)看圖像①看面，弄清楚橫、縱坐標(biāo)所表示的含義；②看線，弄清楚線的走向和變化趨勢(shì)；③看點(diǎn)，弄清楚曲線上點(diǎn)的含義，特別是曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交點(diǎn)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)等；④看輔助線，作橫軸或縱軸的垂直線(如等溫線、等壓線、平衡線等)；⑤看量的變化，弄清楚是物質(zhì)的量的變化、濃度的變化，還是轉(zhuǎn)化率的變化。(2)想規(guī)律如各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系，各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系，外界條件的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律以及反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，外界條件的改變對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響規(guī)律等。(3)做判斷利用有關(guān)規(guī)律，結(jié)合圖像，通過(guò)對(duì)比分析，做出正確判斷。[典例]在溫度和容積不變的密閉容器中，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體。反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物與生成物的濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，則下列敘述正確的是()A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為A(g)＋3B(g)2C(g)B．到達(dá)t1s時(shí)刻該反應(yīng)停止C．(t1＋10)s時(shí)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率加快D．若該反應(yīng)在絕熱容器中進(jìn)行，也在t1時(shí)刻達(dá)到平衡C[A項(xiàng)，從開始到t1s，A的濃度減小了(0.8－0.2)mol·L－1＝0.6mol·L－1，B的濃度減小了(0.5－0.3)mol·L－1＝0.2mol·L－1，C的濃度增大了(0.4－0)mol·L－1＝0.4mol·L－1，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)＋B(g)2C(g)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在t1s時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但是反應(yīng)仍在進(jìn)行，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，正確；D項(xiàng)，若該反應(yīng)在絕熱容器中進(jìn)行，隨反應(yīng)的進(jìn)行溫度會(huì)發(fā)生變化，反應(yīng)速率也會(huì)發(fā)生變化，不會(huì)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡，錯(cuò)誤。]1．甲：在試管中加入1g粉末狀大理石，加入4mol·L－1鹽酸20mL(過(guò)量)；乙：在試管中加入2g顆粒狀大理石，加入4mol·L－1鹽酸20mL(過(guò)量)；下列CO2生成體積(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)V(CO2)同反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系曲線圖合理的是()ABCDD[甲、乙試管中大理石的狀態(tài)和質(zhì)量不同，甲中為1g粉末狀的大理石，乙中為2g顆粒狀的大理石，產(chǎn)生氣體的速率甲比乙快，產(chǎn)生氣體的量乙是甲的2倍，因此甲曲線比乙曲線斜率大，乙曲線比甲曲線氣體體積大，甲比乙先反應(yīng)完，分析比較可知D項(xiàng)正確。]2．在某容積為2L的密閉容器中，A、B、C、D四種氣體物質(zhì)發(fā)生可逆反應(yīng)，其物質(zhì)的量n(mol)隨時(shí)間t(min)的變化曲線如圖所示：下列說(shuō)法正確的是()A．前2min內(nèi)，v(A)＝0．2mol·L－1·min－1B．在2min時(shí)，圖像發(fā)生改變的原因只可能是增加壓強(qiáng)C．其他條件不變，4min時(shí)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化D．增加氣體D的濃度，A的反應(yīng)速率隨之降低C[從前2min看，A、B、C、D改變的物質(zhì)的量分別為0.4mol、0.5mol、0.6mol、0.4mol，且A、B的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物；C、D的物質(zhì)的量增加，應(yīng)為生成物。故反應(yīng)方程式為4A＋5B6C＋4D。選項(xiàng)A，前2min內(nèi)，v(A)＝eq\f(0.4mol,2L×2min)＝0.1mol·L－1·min－1；選項(xiàng)B，從圖像看，2～3min時(shí)的圖像斜率變大，說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)速率變快，增大壓強(qiáng)、升高溫度、加入催化劑等均可；選項(xiàng)C，4min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，體系壓強(qiáng)不再改變；選項(xiàng)D，增加生成物D的濃度，A的濃度隨之增大，故A的反應(yīng)速率加快。]3．在溶液中可進(jìn)行反應(yīng)A＋BC＋D，其中A、B在一定條件下反應(yīng)，并測(cè)定反應(yīng)中生成物C的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化情況，繪制出如圖所示的圖線。(0～t1、t1～t2、t2～t3各時(shí)間段相同)下列說(shuō)法不正確的是()A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是在t1～t2C．四個(gè)時(shí)間段內(nèi)生成C的量最多的是t1～t2D．反應(yīng)速率后來(lái)減慢主要是受反應(yīng)物濃度變化的影響A[根據(jù)圖像無(wú)法判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；斜率越大，反應(yīng)速率越快，因此反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是在t1～t2，B項(xiàng)正確；根據(jù)縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)可知四個(gè)時(shí)間段內(nèi)生成C的量最多的是t1～t2，C項(xiàng)正確；反應(yīng)后階段，反應(yīng)物濃度減小，因此反應(yīng)速率后來(lái)減慢主要是受反應(yīng)物濃度變化的影響，D項(xiàng)正確。]4．某溫度下，在2L恒容密閉容器中3種物質(zhì)間進(jìn)行反應(yīng)，X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示，反應(yīng)在t1min時(shí)達(dá)到平衡。(1)請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________________。(2)若上述反應(yīng)中X、Y、Z分別為NH3、H2、N2，且已知1mol氨氣分解成氮?dú)夂蜌錃庖?6kJ的熱量，則至t1min時(shí)，該反應(yīng)吸收的熱量為________；在0～t1min時(shí)間內(nèi)，用H2表示該反應(yīng)的平均速率v(H2)為________。下列敘述能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(填字母)。A．容器內(nèi)各氣體組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生改變B．正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等C．容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生改變D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生改變[解析](1)由圖像可以看出，X的物質(zhì)的量逐漸減小，則X為反應(yīng)物，Y、Z的物質(zhì)的量逐漸增多，則Y、Z為生成物，當(dāng)反應(yīng)到達(dá)t1min時(shí)，Δn(X)＝0.8mol，Δn(Y)＝1.2mol，Δn(Z)＝0.4mol，化學(xué)反應(yīng)中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化值與化學(xué)計(jì)量數(shù)呈正比，則Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝2∶3∶1，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X3Y＋Z。(2)由于1mol氨氣分解成氮?dú)夂蜌錃庖?6kJ的熱量，而反應(yīng)中Δn(X)＝0.8mol，熱效應(yīng)為0.8mol×46kJ·mol－1＝36.8kJ。在0～t1min時(shí)間內(nèi)生成的氫氣是1.2mol，濃度是0.6mol·L－1，則用H2表示該反應(yīng)的平均速率v(H2)為eq\f(0.6,t1)mol·L－1·min－1。容器內(nèi)各氣體組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生改變說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確；由于反應(yīng)在體積不變的密閉容器中進(jìn)行，反應(yīng)過(guò)程中氣體的體積不變，質(zhì)量不變，則混合氣體的密度不變，不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量是混合氣體的總質(zhì)量和混合氣體的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量是變化的，所以混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生改變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確。[答案](1)2X3Y＋Z(2)36.8kJeq\f(0.6,t1)mol·L－1·min－1ABD5．298K時(shí)，將20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsOeq\o\al(3－,3)(aq)＋I(xiàn)2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq\o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsOeq\o\al(3－,4))與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。(1)下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是________(填字母)。a．溶液的pH不再變化b．v(I－)＝2v(AsOeq\o\al(3－,3))c．c(AsOeq\o\al(3－,4))/c(AsOeq\o\al(3－,3))不再變化d．c(I－)＝y(tǒng)mol·L－1(2)tm時(shí)，v正________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。(3)tm時(shí)v逆________(填“大于”“小于”或“等于”)tn時(shí)v逆，理由是_________________________________。[解析](1)a項(xiàng)，隨反應(yīng)進(jìn)行，溶液的pH不斷降低，當(dāng)pH不再變化時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡；b項(xiàng)，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，該結(jié)論在任何時(shí)刻都成立，故無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡；c項(xiàng)，隨反應(yīng)進(jìn)行，c(AsOeq\o\al(3－,4))不斷增大，c(AsOeq\o\al(3－,3))不斷減小，當(dāng)二者比值不變時(shí)，說(shuō)明二者濃度不再改變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；d項(xiàng)，由圖像并結(jié)合方程式可知，平衡時(shí)c(I－)＝