化学反应速率图像

1一、一、“v v t”图象图象二、二、“v v T(或或P)”图象图象(每种图象均按不可逆反应和每种图象均按不可逆反应和可逆反应两种情况分析可逆反应两种情况分析)知识内容：知识内容：2一、一、“v v t”图图象象1.不可逆反应的不可逆反应的“v v t”图象图象(以锌与稀硫酸反应为例以锌与稀硫酸反应为例) 分析：分析：影响化学反应速率的外界因素主要有浓度、温度、压强和催化剂，还影响化学反应速率的外界因素主要有浓度、温度、压强和催化剂，还有反应物颗粒的大小、溶剂的性质、光、超声波、电磁波等。若只改变其中的一有反应物颗粒的大小、溶剂的性质、光、超声波、电磁波等。若只改变其中的一个外界条件，对反应速率的影响只是单向的，变化的趋势只有逐渐增大或减小。个外界条件，对反应速率的影响只是单向的，变化的趋势只有逐渐增大或减小。通常情况下，在锌与稀硫酸的反应中，至少存在浓度和温度两个因素的影响，且通常情况下，在锌与稀硫酸的反应中，至少存在浓度和温度两个因素的影响，且效果相反。在效果相反。在t0t1内，一种因素起主导作用；在内，一种因素起主导作用；在t1t2内，另一种因素起主导作用。内，另一种因素起主导作用。根据实验情景，气体根据实验情景，气体(生成的生成的H2)在常压下是不断排出的。在常压下是不断排出的。硫酸的起始浓度最大，硫酸的起始浓度最大，随着反应的进行随着反应的进行,因因c(H+)减小，故反应速率减小。然而活泼金属与减小，故反应速率减小。然而活泼金属与H+的反应是放的反应是放热的，体系温度升高使反应速率增大。在热的，体系温度升高使反应速率增大。在t0t1内，内，温度的影响温度的影响起主导作用；在起主导作用；在t1t2内，内，浓度的影响浓度的影响起主导作用。起主导作用。v vtt0t1t23 氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应，用氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应，用ClO3表示的反表示的反应速率如图曲线所示，已知应速率如图曲线所示，已知ClO3的氧化性随的氧化性随c(H+)的增大而增强，的增大而增强，有关方程式为：有关方程式为：ClO3+3HSO3 = Cl+3H+ +3SO42 （1）反应开始时反应速率加快的原因是）反应开始时反应速率加快的原因是_。 （2）反应后期反应速率下降的原因是）反应后期反应速率下降的原因是_。 （3）图中阴影部分的面积表示的意义是）图中阴影部分的面积表示的意义是_ 。练习练习反应有反应有H+生成，随着生成，随着c(H+)的增大，的增大， ClO3的氧化性增强的氧化性增强随着反应物的消耗，反应物的浓度减小随着反应物的消耗，反应物的浓度减小v vtt1t2从从t1到到t2这段时间内，这段时间内， ClO3的物质的量浓度的减小量的物质的量浓度的减小量4考点 4化学反应速率图像及其应用类型类型1物质的量物质的量(或浓度或浓度)时间图像及其应用时间图像及其应用例如：某温度时，在定容例如：某温度时，在定容(V L)容器中，容器中，X、Y、Z 三种物质三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图的物质的量随时间的变化曲线如图 所示。所示。图 31515根据图像可进行如下计算：根据图像可进行如下计算：(1)某物质的反应速率、转化率。某物质的反应速率、转化率。(2)确定化学方程式中的化学计量数之比，如确定化学方程式中的化学计量数之比，如 X、Y、Z 三种三种物质的化学计量数之比为物质的化学计量数之比为(n1n3) (n2n3) n2。6【典例 1】一定温度下，在一定温度下，在 2 L 的密闭容器中，的密闭容器中，X、Y、Z 三种三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图气体的物质的量随时间变化的曲线如图 所示：所示：（1）写出反应的化学方程式；）写出反应的化学方程式；（2）反应开始到反应开始到 10 s ，用，用 Z 表示的平均反应速率；表示的平均反应速率；（3）反应开始到）反应开始到 10 s 时，求时，求出出Y 的转化率为的转化率为。71浓度浓度(1)规律规律 增大反应物增大反应物(或生成物或生成物)的浓度，正反应的浓度，正反应(或逆反应或逆反应)速速率立即增大，逆反应率立即增大，逆反应(或正反应或正反应)速率瞬时不变，随后增大速率瞬时不变，随后增大 同理可得减小浓度的情况同理可得减小浓度的情况类型类型2速率速率时间图像及其应用时间图像及其应用(2)图象图象N2+3H2 2NH382温度温度(1)规律规律 升高温度，正、逆反应速率都增大，且吸热反应速率增加升高温度，正、逆反应速率都增大，且吸热反应速率增加的倍数大于放热反应速率增加的倍数的倍数大于放热反应速率增加的倍数 降低温度，正、逆反应速率都减小，且吸热反应速率减小降低温度，正、逆反应速率都减小，且吸热反应速率减小的倍数大于放热反应速率减小的倍数的倍数大于放热反应速率减小的倍数 总之，温度对吸热反应速率的影响大总之，温度对吸热反应速率的影响大(2)图象图象N2+3H2 2NH3 H0 93压强压强(1)规律规律增大压强，对于有气体参加的反应，正、逆反应速增大压强，对于有气体参加的反应，正、逆反应速率均增大，气体体积之和大的一侧增加的倍数大于气率均增大，气体体积之和大的一侧增加的倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数体体积之和小的一侧增加的倍数减小压强，对于有气体参加的反应，正、逆反应速减小压强，对于有气体参加的反应，正、逆反应速率均减小，气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气率均减小，气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气体体积之和小的一侧减小的倍数体体积之和小的一侧减小的倍数总之，压强对气体分子数较多一侧的影响更大总之，压强对气体分子数较多一侧的影响更大10114催化剂催化剂(1)规律规律当其他条件不变时，加入催化剂，可以同等程度地改当其他条件不变时，加入催化剂，可以同等程度地改变正、逆反应的速率，但不能改变化学平衡常数，不变正、逆反应的速率，但不能改变化学平衡常数，不能改变平衡转化率能改变平衡转化率(2)图象图象12 【典例【典例 2】某温度下，在密闭容器里某温度下，在密闭容器里2、2、3三种气态物三种气态物质建立化学平衡后，改变条件，对反应质建立化学平衡后，改变条件，对反应222 23（正反应放热）的正、逆反应速率的影响如图所示。（正反应放热）的正、逆反应速率的影响如图所示。 (图图A上逆下正、图上逆下正、图B上正下逆、图上正下逆、图D为跳跃型，上逆下正为跳跃型，上逆下正) 1、加催化剂对速率影响的图象是（、加催化剂对速率影响的图象是（ ）。）。 2、增大、增大2的浓度对速率影响的图象是（的浓度对速率影响的图象是（ ） 3、 减小反应容器体积对速率影响的图象是（减小反应容器体积对速率影响的图象是（ ）。）。 4、升温对速率影响的图象是（、升温对速率影响的图象是（ ）13例例：合成氨反应：合成氨反应：N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3 H c+d H0 B.开始时开始时充入充入C和和D：a+bc+d Hc+d H0 D.开始时开始时充入充入A和和B：a+bc+d H0正正正正v vt0T1T2（）正正正正v vt0P1P2（）B18逆逆正正逆逆v vt0P1P2 2.对于达到平衡状态的可逆反应：对于达到平衡状态的可逆反应：X+Y W+Z，增大压强，正、逆反应速率变化的情况如，增大压强，正、逆反应速率变化的情况如下图所示。则关于下图所示。则关于X、Y 、W、Z物质的集聚状态物质的集聚状态可能是（可能是（ ） A. W、Z均为气体，均为气体， X、Y 中有一种是气体中有一种是气体 B. W、Z中有一种是气体，中有一种是气体， X、Y均为非气体均为非气体 C. X、Y 、Z均为气体，均为气体， W为非气体为非气体 D. X、Y均为气体，均为气体， W、Z中有一种是气体中有一种是气体C D练习练习19 3. .下图是合成氨的反应下图是合成氨的反应( (N2+3H2 2NH3；H0Hp+qM+n”、“正正逆逆增大、增大、不变、减小不变、减小22 例例3.反应反应A(g)+B(g) C(g); H0 已达平衡，升高已达平衡，升高温度，平衡逆移，当反应一段时间后反应又达平衡，则速率温度，平衡逆移，当反应一段时间后反应又达平衡，则速率对时间的曲线为（）对时间的曲线为（） 解析：解析：首先要把握大方向，即升温使正、逆反应速率都首先要把握大方向，即升温使正、逆反应速率都变大，所以变大，所以B不是正确答案；再看起点和终点，由于原反应是不是正确答案；再看起点和终点，由于原反应是平衡的平衡的(V逆逆=V正正)，因而起点相同，又由于再次达到平衡，因而起点相同，又由于再次达到平衡(V正正V逆逆)，因而终点相同，故，因而终点相同，故A不是正确答案；由于正反应是放热不是正确答案；由于正反应是放热反应，所以升温使反应，所以升温使V正正和和V逆逆都增大，但逆反应增大得更多，故都增大，但逆反应增大得更多，故V逆逆更 大 ， 即更 大 ， 即 V逆逆曲 线 斜 率 的 大 ， 故 正 确 答 案 为曲 线 斜 率 的 大 ， 故 正 确 答 案 为 C 。正正逆逆v vTAv vT正正逆逆Bv vT正正逆逆Cv vT正正逆逆D 这是表示平衡移动中的速率。这是表示平衡移动中的速率。T1时的平衡，升温时的平衡，升温到到T2时建立新平衡，时建立新平衡，V V 吸吸 ，V V 放放 ，V V吸吸曲线始终在上方。曲线始终在上方。有学生认为靠近有学生认为靠近T2时，时，V V吸吸曲线的斜率变小了，不正确。曲线的斜率变小了，不正确。其实，温度从其实，温度从T1上升到上升到T2，V V吸吸 ，V V放放 ，这时速率的改，这时速率的改变要影响到反应物和生成物的浓度，由于变要影响到反应物和生成物的浓度，由于V V吸吸增加得多，增加得多，相应物质的浓度减少得多，将使其速率减缓；而相反方相应物质的浓度减少得多，将使其速率减缓；而相反方向的物质浓度增加得多，将使其速率增加，最终达到向的物质浓度增加得多，将使其速率增加，最终达到V V吸吸 V V放放， 建 立 新 的 平 衡 状 态 为 止 。， 建 立 新 的 平 衡 状 态 为 止 。231. .符合下列两个图象的反应是符合下列两个图象的反应是 (C表示反应物的物质的量表示反应物的物质的量分数，分数，n n表示速率表示速率 ，p表示压强，表示压强，t表示时间表示时间) （ ） A.2N.2N2 2O O3 3(g) 4NO(g)+O(g) 4NO(g)+O2 2(g)(g)；H=-83.68KJ/molH=-83.68KJ/molB.3NO.3NO2 2(g)+H(g)+H2 2O(l) 2HNOO(l) 2HNO3 3(l)+NO(g)(l)+NO(g)；H=-251.3KJ/molH=-251.3KJ/molC.4NH.4NH3 3(g)+5O(g)+5O2 2(g) 4NO(g)+6H(g) 4NO(g)+6H2 2O(g)O(g)；H=+893.7KJ/molH=+893.7KJ/molD.CO.CO2 2(g)+(g)+C(s) 2CO(g)CO(g)； H=-174KJ/molH=-174KJ/mol练习练习正正逆逆v vP0C C0t6000C4000CH0正反应气体体积数增大正反应气体体积数增大AD24