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應(yīng)用課
第二章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第4課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)速率圖像
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率圖形圖像。
【學(xué)習(xí)活動】
學(xué)習(xí)任務(wù)
目標(biāo)：認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率圖形圖像。 任務(wù)：化學(xué)反應(yīng)速率圖像是將化學(xué)反應(yīng)速率變化的情況在直角坐標(biāo)系中以圖的形式表達(dá)的結(jié)果，是化學(xué)反應(yīng)速率變化規(guī)律的反映。在認(rèn)識和應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率圖像時(shí)，要立足于化學(xué)方程式，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率變化的規(guī)律，分析直角坐標(biāo)系及其圖像的含義。 此類問題主要包括反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度、氣體壓強(qiáng)、反應(yīng)溫度、催化劑等外界條件的關(guān)系以及反應(yīng)過程中的速率變化等定性關(guān)系。 1．定性圖像 (1)速率—時(shí)間圖： 如Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖1所示。 圖1 AB段：Zn與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，使溶液的溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸增大；BC段：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度逐漸減小，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小。 (2)速率—溫度圖： 其他條件一定，反應(yīng)速率隨著溫度的升高而增大；其他條件一定，反應(yīng)速率隨著溫度的降低而減小，如圖2 A所示。 A　　　　　　B 圖2 (3)速率—壓強(qiáng)圖： 其他條件一定，增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)(縮小容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的增大而增大；其他條件一定，減小氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)(增大容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的減小而減小，如圖2 B所示。 2．定量圖像 如圖3所示，定量圖像主要是指反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量(或物質(zhì)的量濃度)與反應(yīng)時(shí)間t的定量關(guān)系。 圖3 3.對于時(shí)間—速率圖像要注意的3點(diǎn) (1)看清起點(diǎn)、終點(diǎn)，分清反應(yīng)物和生成物。 (2)抓住變化趨勢，分清正、逆反應(yīng)，吸、放熱反應(yīng)，要特別注意分析漸變和突變的原因。 (3)增大反應(yīng)物濃度的瞬間，v正突變，v逆漸變。升高溫度，使用催化劑，v正、v逆均突變。 【針對訓(xùn)練1】CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)生成CO2的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。下列結(jié)論不正確的是 ( ) A.反應(yīng)在2～4 min內(nèi)平均反應(yīng)速率最大 B.反應(yīng)開始4 min內(nèi)溫度比濃度對反應(yīng)速率的影響大 C.4 min后,反應(yīng)速率減小的主要原因是c(H+)減小 D.反應(yīng)在2～4 min內(nèi)生成CO2的平均反應(yīng)速率為v(CO2)=0.1 mol·L-1·min-1 【針對訓(xùn)練2】將等質(zhì)量的兩份鋅粒a、b分別加入過量的稀硫酸中，同時(shí)向a中加少許膽礬晶體，下列各圖表示產(chǎn)生氫氣的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系正確的是( ) 【針對訓(xùn)練3】把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器里,產(chǎn)生氫氣的速率變化如圖所示。下列影響反應(yīng)速率的因素有(　　) ①鹽酸的濃度　②鎂條的表面積　 ③溶液的溫度　④Cl-的濃度 A.①④ B.③④ C.①②③ D.②③④ 【針對訓(xùn)練4】下列表格中的各種情況，可以用下面對應(yīng)選項(xiàng)中的圖像曲線表示的是(　　) 選項(xiàng)反應(yīng)甲乙A外形、大小相近的金屬和水反應(yīng)反應(yīng)速率NaKB4 mL 0.01 mol·L－1的KMnO4溶液，分別和不同濃度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反應(yīng)0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液0.2 mol·L－1的H2C2O4溶液C5 mL 0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1H2SO4溶液反應(yīng)熱水冷水D5 mL 4%的過氧化氫溶液分解放出O2無MnO2粉末加MnO2粉末
A　　　 　　　B C　　　 　　　D 【針對訓(xùn)練5】反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)經(jīng)a min后SO3的濃度變化情況如圖所示，在0～a min內(nèi)用O2表示的平均反應(yīng)速率為0.04 mol·L－1·min－1，則a等于(　　) A．0.1 B．2.5 C．5 D．10 【針對訓(xùn)練6】一定溫度下，向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，下列對該反應(yīng)的推斷合理的是( ) A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4D6A＋2C B．反應(yīng)進(jìn)行到1 s時(shí)，v(A)＝v(D) C．反應(yīng)進(jìn)行到6 s時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等 D．反應(yīng)進(jìn)行到6 s時(shí)，B的平均反應(yīng)速率為0.05 mol·L－1·s－1 【針對訓(xùn)練7】為了研究碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率,某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定碳酸鈣固體(塊狀)與足量稀鹽酸反應(yīng)生成CO2的體積(不考慮CO2的溶解)隨時(shí)間的變化情況,繪制出如圖所示的曲線甲。下列有關(guān)說法不正確的是( ) A.在0～t1、t1～t2、t2～t3時(shí)間段中,t1～t2生成的CO2氣體最多 B.t1～t2時(shí)間段曲線的變化可能是鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)放熱導(dǎo)致的 C.若用單位時(shí)間內(nèi)CO2的體積變化來表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率,則t2～t3 s內(nèi)的反應(yīng)速率為 mL·s-1 D.將碳酸鈣固體研成粉末,則曲線甲將變成曲線乙
2應(yīng)用課
第二章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第4課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)速率圖像
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率圖形圖像。
【學(xué)習(xí)活動】
學(xué)習(xí)任務(wù)
目標(biāo)：認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率圖形圖像。 任務(wù)：化學(xué)反應(yīng)速率圖像是將化學(xué)反應(yīng)速率變化的情況在直角坐標(biāo)系中以圖的形式表達(dá)的結(jié)果，是化學(xué)反應(yīng)速率變化規(guī)律的反映。在認(rèn)識和應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率圖像時(shí)，要立足于化學(xué)方程式，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率變化的規(guī)律，分析直角坐標(biāo)系及其圖像的含義。 此類問題主要包括反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度、氣體壓強(qiáng)、反應(yīng)溫度、催化劑等外界條件的關(guān)系以及反應(yīng)過程中的速率變化等定性關(guān)系。 1．定性圖像 (1)速率—時(shí)間圖： 如Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖1所示。 圖1 AB段：Zn與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，使溶液的溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸增大；BC段：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度逐漸減小，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小。 (2)速率—溫度圖： 其他條件一定，反應(yīng)速率隨著溫度的升高而增大；其他條件一定，反應(yīng)速率隨著溫度的降低而減小，如圖2 A所示。 A　　　　　　B 圖2 (3)速率—壓強(qiáng)圖： 其他條件一定，增大氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)(縮小容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的增大而增大；其他條件一定，減小氣態(tài)反應(yīng)物的壓強(qiáng)(增大容器的容積)，反應(yīng)速率隨著壓強(qiáng)的減小而減小，如圖2 B所示。 2．定量圖像 如圖3所示，定量圖像主要是指反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量(或物質(zhì)的量濃度)與反應(yīng)時(shí)間t的定量關(guān)系。 圖3 3.對于時(shí)間—速率圖像要注意的3點(diǎn) (1)看清起點(diǎn)、終點(diǎn)，分清反應(yīng)物和生成物。 (2)抓住變化趨勢，分清正、逆反應(yīng)，吸、放熱反應(yīng)，要特別注意分析漸變和突變的原因。 (3)增大反應(yīng)物濃度的瞬間，v正突變，v逆漸變。升高溫度，使用催化劑，v正、v逆均突變。 【針對訓(xùn)練1】CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)生成CO2的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。下列結(jié)論不正確的是 ( ) A.反應(yīng)在2～4 min內(nèi)平均反應(yīng)速率最大 B.反應(yīng)開始4 min內(nèi)溫度比濃度對反應(yīng)速率的影響大 C.4 min后,反應(yīng)速率減小的主要原因是c(H+)減小 D.反應(yīng)在2～4 min內(nèi)生成CO2的平均反應(yīng)速率為v(CO2)=0.1 mol·L-1·min-1 答案：D 解析：由題圖可知,反應(yīng)在2~4 min內(nèi)平均反應(yīng)速率最大,A正確;由題圖可知,反應(yīng)剛開始時(shí)反應(yīng)速率較小,然后逐漸增大,因該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,則開始4 min內(nèi)溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大,B正確;隨反應(yīng)進(jìn)行,氫離子濃度降低,反應(yīng)速率減小,由題圖可知,0~2 min內(nèi)反應(yīng)剛開始,溫度較低,此時(shí)反應(yīng)速率由氫離子濃度決定,2~4 min反應(yīng)速率最快,2~4 min內(nèi)溫度對反應(yīng)速率起主要作用,4 min后反應(yīng)速率又減小,氫離子濃度起主要作用,C正確;由題圖可知,2~4 min內(nèi),生成0.2 mol二氧化碳,但體積未知,不能計(jì)算CO2的平均反應(yīng)速率,D錯(cuò)誤。 【針對訓(xùn)練2】將等質(zhì)量的兩份鋅粒a、b分別加入過量的稀硫酸中，同時(shí)向a中加少許膽礬晶體，下列各圖表示產(chǎn)生氫氣的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系正確的是( ) 答案：A 解析：將等質(zhì)量的兩份鋅粒a、b分別加入過量的稀硫酸中，同時(shí)向a中加少許膽礬晶體，鋅粒會先與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅，鋅、銅與稀硫酸會形成原電池，反應(yīng)速率會加快，所以a中生成氫氣的速率比b中的快，但a中已經(jīng)有一部分鋅與銅反應(yīng)，所以產(chǎn)生的氫氣會比b中的少，A正確。 【針對訓(xùn)練3】把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器里,產(chǎn)生氫氣的速率變化如圖所示。下列影響反應(yīng)速率的因素有(　　) ①鹽酸的濃度　②鎂條的表面積　 ③溶液的溫度　④Cl-的濃度 A.①④ B.③④ C.①②③ D.②③④ 答案：C 　 解析：鎂條和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的離子方程式為Mg+2H+Mg2++H2↑,是鎂與H+間的置換反應(yīng),與Cl-無關(guān);在鎂條的表面有一層氧化膜,當(dāng)將鎂條投入鹽酸中時(shí),隨著氧化膜的不斷溶解,鎂與鹽酸接觸面積不斷增大,產(chǎn)生H2的速率會加快;溶液的溫度對該反應(yīng)也有影響,反應(yīng)放出熱量,使溫度升高,反應(yīng)速率也會加快;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,c(H+)不斷減小,反應(yīng)速率會逐漸減慢。 【針對訓(xùn)練4】下列表格中的各種情況，可以用下面對應(yīng)選項(xiàng)中的圖像曲線表示的是(　　) 選項(xiàng)反應(yīng)甲乙A外形、大小相近的金屬和水反應(yīng)反應(yīng)速率NaKB4 mL 0.01 mol·L－1的KMnO4溶液，分別和不同濃度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反應(yīng)0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液0.2 mol·L－1的H2C2O4溶液C5 mL 0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1H2SO4溶液反應(yīng)熱水冷水D5 mL 4%的過氧化氫溶液分解放出O2無MnO2粉末加MnO2粉末
A　　　 　　　B C　　　 　　　D 答案：C　 解析：反應(yīng)速率與物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)。由于K比Na活潑，故相同大小的K和Na，K的反應(yīng)速率快，又由于Na、K與H2O反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行，放出大量熱，反應(yīng)速率逐漸加快，A圖像錯(cuò)誤；由于起始時(shí)乙中H2C2O4濃度大，故其反應(yīng)速率比甲中快，B圖像錯(cuò)誤；由于甲反應(yīng)是在熱水中反應(yīng)，溫度高，故甲的反應(yīng)速率高于乙的。隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸減小，故甲、乙中反應(yīng)速率逐漸減小，C圖像正確；MnO2在H2O2分解過程中起催化作用，故乙中反應(yīng)速率應(yīng)大于甲中，D圖像錯(cuò)誤。 【針對訓(xùn)練5】反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)經(jīng)a min后SO3的濃度變化情況如圖所示，在0～a min內(nèi)用O2表示的平均反應(yīng)速率為0.04 mol·L－1·min－1，則a等于(　　) A．0.1 B．2.5 C．5 D．10 答案：C 解析：由題圖可知，0～a min內(nèi)Δc(SO3)＝0.4 mol·L－1，則有v(SO3)＝mol·L－1·min－1。根據(jù)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系可得，v(O2)＝v(SO3)＝mol·L－1·min－1，又知“0～a min內(nèi)用O2表示的平均反應(yīng)速率為0.04 mol·L－1·min－1”，則有mol·L－1·min－1＝0.04 mol·L－1·min－1，解得a＝5，C項(xiàng)正確。 【針對訓(xùn)練6】一定溫度下，向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，下列對該反應(yīng)的推斷合理的是( ) A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4D6A＋2C B．反應(yīng)進(jìn)行到1 s時(shí)，v(A)＝v(D) C．反應(yīng)進(jìn)行到6 s時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等 D．反應(yīng)進(jìn)行到6 s時(shí)，B的平均反應(yīng)速率為0.05 mol·L－1·s－1 答案：D 解析：Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0)mol∶(1.0－0.4)mol∶(1.0－0.2)mol∶(0.4－0)mol＝6∶3∶4∶2，所以化學(xué)方程式為3B＋4C6A＋2D，A錯(cuò)誤。不論在什么時(shí)刻，用各物質(zhì)表示的速率之比都等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，B、C錯(cuò)誤。反應(yīng)進(jìn)行到6 s時(shí)，v(B)＝ ＝0.05 mol·L－1·s－1，D項(xiàng)正確。 【針對訓(xùn)練7】為了研究碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率,某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定碳酸鈣固體(塊狀)與足量稀鹽酸反應(yīng)生成CO2的體積(不考慮CO2的溶解)隨時(shí)間的變化情況,繪制出如圖所示的曲線甲。下列有關(guān)說法不正確的是( ) A.在0～t1、t1～t2、t2～t3時(shí)間段中,t1～t2生成的CO2氣體最多 B.t1～t2時(shí)間段曲線的變化可能是鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)放熱導(dǎo)致的 C.若用單位時(shí)間內(nèi)CO2的體積變化來表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率,則t2～t3 s內(nèi)的反應(yīng)速率為 mL·s-1 D.將碳酸鈣固體研成粉末,則曲線甲將變成曲線乙 答案：D 解析：由題圖可知,t1~t2時(shí)間內(nèi)生成的CO2氣體最多,A正確;t1~t2時(shí)間段與0~t1時(shí)間段相比較,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的濃度是減小的,但反應(yīng)速率增大,因此t1~t2時(shí)間段曲線的變化可能是鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)放熱導(dǎo)致的,B正確;由題圖知,若用單位時(shí)間內(nèi)CO2的體積變化來表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率,則t2~t3 s內(nèi)的反應(yīng)速率== mL·s-1,C正確;將碳酸鈣固體研成粉末,反應(yīng)物的接觸面積增大,反應(yīng)速率加快,而曲線乙表示生成CO2的速率比曲線甲慢,D錯(cuò)誤。
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