第42講

化學反應(yīng)速率與圖像分析考情分析

分析近三年的高考試題，高考命題在本講有以下規(guī)律：圖像中蘊含著豐富的信息，具有簡明、直觀、形象的特點，命題形式靈活，難度不大，解題的關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)特點，明確反應(yīng)條件，認真分析圖像，充分挖掘蘊含的信息，緊扣化學原理，找準切入點解決問題。注意掌握從圖像中獲取有效信息，解答與化學反應(yīng)速率和化學平衡有關(guān)的問題，如反應(yīng)速率、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率，提高轉(zhuǎn)化率的措施等；從圖表或圖像中獲取信息，計算轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)等。化學反應(yīng)速率與化學平衡圖像化學平衡圖像化學反應(yīng)速率圖像物質(zhì)的量(或濃度)-時間圖像①若為溫度變化引起，溫度較高時，反應(yīng)達平衡所需時間短。②若為壓強變化引起，壓強較大時，反應(yīng)達平衡所需時間短。③若為是否使用催化劑，使用適宜催化劑時，反應(yīng)達平衡所需時間短。全程速率一時間圖像速率-時間圖像“漸變”類v-t圖像“斷點”類v-t圖像“平臺”類vt圖像速率-壓強(或溫度)圖像化學速率圖像分析化學反應(yīng)速率與化學平衡圖像化學平衡圖像化學反應(yīng)速率圖像反應(yīng)過程中組分含量或濃度與溫度的關(guān)系圖像反應(yīng)過程中組分含量或濃度與溫度的關(guān)系圖像化學平衡曲線外的非平衡點分析投料比與轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率相關(guān)圖像轉(zhuǎn)化率(或百分含量)一時間一溫度(或壓強)圖像

“先拐先平，數(shù)值大”恒溫線或恒壓線圖像化學平衡圖像分析“定一議二”

【回顧】

濃度-時間圖：ABCtc0.40.30.20.11)寫出化學反應(yīng)方程式：2)求反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率：5A3B+2CA的轉(zhuǎn)化率=62.5%1.何為反應(yīng)物、生成物2.反應(yīng)物、生成物計量數(shù)關(guān)系3.是否為可逆反應(yīng)濃度—時間圖像的關(guān)鍵:

t

O

t1增大反應(yīng)物濃度t

O

減小反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度t

O

增大生成物濃度t

O

減小生成物濃度“漸變”類圖像：單一改變濃度，v-t圖像一點連續(xù)，一點突躍。

t

O

t1

升溫降溫t

O

t1

t

O

t1加壓

減壓

t

O

t1

【結(jié)論】改變溫度，v正、v逆

同方向改變，吸熱方向受到的的影響程度更大。【吸熱大變，放熱小變?！?/p>

改變壓強，v正、v逆同方向改變，體積減小方向受到的的影響程度更大。圖像_________________________________________時刻所改變的條件溫度升高降低升高降低適合正反應(yīng)為______的反應(yīng)適合正反應(yīng)為______的反應(yīng)壓強增大減小增大減小適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量______的反應(yīng)適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量______的反應(yīng)

放熱吸熱增大減小t

O

t

O

t

O

t

O

圖像分析結(jié)論時均______增大且

___，平衡不移動時其他條件不變使用催化劑時其他條件不變增大反應(yīng)體系的壓強且反應(yīng)前后氣體體積無變化)時均______減小且

___，平衡不移動時其他條件不變，減小反應(yīng)體系的壓強且反應(yīng)前后氣體體積無變化)突然

突然

t

O

O

t

反應(yīng)放熱，溶液溫度逐漸升高，v增大

②重復教材實驗時,將稀硫酸酸化的高錳酸鉀溶液與草酸(即乙二酸--H2C2O4)混合反應(yīng)的數(shù)據(jù)處理后,繪制圖像如下圖所示。其反應(yīng)的離子方程式為_________

,在t1~t2時間段內(nèi)反應(yīng)的速率逐漸增大,其可能的原因________________(請嘗試從兩方面作答);而t2~t3時間段內(nèi)反應(yīng)的速率逐漸減慢,其可能的原因是_____________。反應(yīng)放熱;反應(yīng)產(chǎn)生的錳離子對反應(yīng)有催化作用反應(yīng)物漸減小，v減小歸納整理：ⅴ-t圖像的判斷方法：①無斷點，肯定是改變

。②有斷點，可能是改變

，也可能是改變

。tvv正v逆t1t2v逆t1t2tvv正v′逆t1

tvv′正=v′逆v′正=③若可能是使用

;氣體體積不變的反應(yīng),改變

。濃度壓強溫度催化劑壓強【例1】一密閉體系中發(fā)生反應(yīng)：N2+3H2

2NH3(△H＜0)。達到平衡后，只改變某一個條件時，反應(yīng)速率與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)處于平衡狀態(tài)的時間段是________(填字母，下同)。A.t0～t1

B.t1～t2C.t2～t3

D.t3～t4E.t4～t5 F.t5～t6ACDF(2)判斷t1、t3、t4時刻分別改變的一個條件。A.增大壓強 B.減小壓強C.升高溫度

D.降低溫度E.加催化劑 F.充入氮氣t1時刻___；t3時刻__；t4時刻___。CEBT升高催化劑減壓(3)依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時間段中，氨的百分含量最高的是___。

A(4)如果在t6時刻，從反應(yīng)體系中分離出部分氨，t7時刻反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，請在圖中畫出反應(yīng)速率的變化曲線。

【例2】（2024·遼寧撫順·模擬）向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應(yīng)SO2(g)＋NO2(g)

SO3(g)＋NO(g)達到平衡，正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是()DA.反應(yīng)在c點達到平衡狀態(tài)B.反應(yīng)物濃度：a點小于b點C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D.Δt1＝Δt2時，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段【例2】（2024·遼寧撫順·模擬）向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應(yīng)SO2(g)＋NO2(g)

SO3(g)＋NO(g)達到平衡，正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是()DA.反應(yīng)在c點達到平衡狀態(tài)B.反應(yīng)物濃度：a點小于b點C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D.Δt1＝Δt2時，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段v正=v逆，平衡時v需保持不變v正仍在變化a到b時v正增加，反應(yīng)物濃度隨時間不斷減小反應(yīng)物濃度：a點＞b點等體反應(yīng)，改變壓強，平衡不移動(同理得濃度不會影響平衡移動)升溫v正、v逆都增加，故a到c溫度上升v正增加，后面隨著溫度越高v正反而減少，說明是放熱反應(yīng)，溫度上升反應(yīng)逆向移動ΔH=E生成物-E反應(yīng)物v正：a～b段＞b～c段，消耗的二氧化硫：a～b段＞b～c段【例3】可逆反應(yīng)mA(g)?nB(g)+pC(s)；△H=Q，溫度和壓強的變化對正、逆反應(yīng)速率的影響分別符合如圖中的兩個圖象，以下敘述正確的是()A．m＞n，Q＜0 B．m＞n+p，Q＞0C．m＞n，Q＞0 D．m＜n+p，Q＜0T↑，v逆＞v正，平衡逆向移動，Q＜0p↑，v正＞v逆，平衡正向移動，p反應(yīng)物＞p生成物m＞nA已達平衡后，外界條件(如溫度、壓強等)對正、逆反應(yīng)速率影響的變化趨勢及變化幅度。類型二化學平衡圖像1.轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時間—溫度(或壓強)圖像t/minαAOT1T2t/minαAOp1p2t/minαAOab識圖：一般當轉(zhuǎn)化率達到一個定值，即轉(zhuǎn)化率或百分含量保持不變，該反應(yīng)達到化學平衡，我們可以借助圖像中曲線的數(shù)值大小，進一步結(jié)合影響平衡的一些外界因素，分析整合，得出相關(guān)結(jié)論。規(guī)律：“先拐先平，數(shù)值大”原則tT1T2A%C%tP1P2由圖推斷正反應(yīng)為

反應(yīng)T1

T2由圖推斷m+n

p+q的相對大小P1

P2>放熱>=高低某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-時間-溫度(或壓強)圖：對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)觀察下列各圖，可以得出什么結(jié)論？判斷方法：“先拐先平數(shù)值大”2恒溫線或恒壓線圖像即，平衡濃度(或轉(zhuǎn)化率)--壓強--溫度圖像C%T107Pa105Pa“定一議二”原則∴m+n

p+q(>=<)>該反應(yīng)△H<0對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)A的轉(zhuǎn)化率P400℃500℃

正反應(yīng)是

反應(yīng)(放熱、吸熱)m+n

p+q(>=<)放熱<3反應(yīng)過程中組分含量或濃度與溫度的關(guān)系圖像TA%OMTC%OM對于化學