化學反應速率圖像

1、,化學反應速率圖象,一、“v – t”圖象二、“v – T(或P)”圖象(每種圖象均按不可逆反應和可逆反應兩種情況分析),知識內容：,一、“v – t”圖象,1.不可逆反應的“v – t”圖象(以鋅與稀硫酸反應為例),,,分析：影響化學反應速率的外界因素主要有濃度、溫度、壓強和催化劑，還有反應物顆粒的大小、溶劑的性質、光、超聲波、電磁波等。若只改變其中的一個外界條件，對反應速率的影響只是單向的，變化的趨勢只有逐漸增大或減小。通常情

2、況下，在鋅與稀硫酸的反應中，至少存在濃度和溫度兩個因素的影響，且效果相反。在t0~t1內，一種因素起主導作用；在t1~t2內，另一種因素起主導作用。根據實驗情景，氣體(生成的H2)在常壓下是不斷排出的。硫酸的起始濃度最大，隨著反應的進行,因c(H+)減小，故反應速率減小。然而活潑金屬與H+的反應是放熱的，體系溫度升高使反應速率增大。在t0~t1內，溫度的影響起主導作用；在t1~t2內，濃度的影響起主導作用。,,,氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧

3、化還原反應，用ClO3－表示的反應速率如圖曲線所示，已知ClO3－的氧化性隨c(H+)的增大而增強，有關方程式為：ClO3－+3HSO3－ == Cl－+3H+ +3SO42－ （1）反應開始時反應速率加快的原因是____________________________________________________________。 （2）反應后期反應速率下降的原因是____________________

4、__________________________________________。 （3）圖中陰影部分的面積表示的意義是____________________________________________________________ 。,練習,反應有H+生成，隨著c(H+)的增大， ClO3－的氧化性增強,隨著反應物的消耗，反應物的濃度減小,從t1到t2這段時間內， ClO3－的物質的量濃度的減小量,考點 4,

5、化學反應速率圖像及其應用,類型1．物質的量(或濃度)—時間圖像及其應用例如：某溫度時，在定容(V L)容器中，X、Y、Z 三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖 所示。圖 3－15－1,根據圖像可進行如下計算：(1)某物質的反應速率、轉化率。,(2)確定化學方程式中的化學計量數之比，如 X、Y、Z 三種物質的化學計量數之比為(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。

6、,【典例 1】一定溫度下，在 2 L 的密閉容器中，X、Y、Z 三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖 所示：,（1）寫出反應的化學方程式；（2）反應開始到 10 s ，用 Z 表示的平均反應速率；（3）反應開始到 10 s 時，求出Y 的轉化率為。,1．濃度(1)規(guī)律 ①增大反應物(或生成物)的濃度，正反應(或逆反應)速率立即增大，逆反應(或正反應)速率瞬時不變，隨后增大． ②同理可得減小濃度的情況．,類型2

7、．速率—時間圖像及其應用,(2)圖象,N2+3H2 2NH3,2．溫度(1)規(guī)律 ①升高溫度，正、逆反應速率都增大，且吸熱反應速率增加的倍數大于放熱反應速率增加的倍數． ②降低溫度，正、逆反應速率都減小，且吸熱反應速率減小的倍數大于放熱反應速率減小的倍數． 總之，溫度對吸熱反應速率的影響大．,(2)圖象,N2+3H2 2NH3 ΔH＜0,

8、3．壓強(1)規(guī)律①增大壓強，對于有氣體參加的反應，正、逆反應速率均增大，氣體體積之和大的一側增加的倍數大于氣體體積之和小的一側增加的倍數．②減小壓強，對于有氣體參加的反應，正、逆反應速率均減小，氣體體積之和大的一側減小的倍數大于氣體體積之和小的一側減小的倍數．總之，壓強對氣體分子數較多一側的影響更大．,4．催化劑(1)規(guī)律當其他條件不變時，加入催化劑，可以同等程度地改變正、逆反應的速率，但不能改變化學平衡常數，不能改變平衡

9、轉化率．(2)圖象,【典例 2】某溫度下，在密閉容器里ＳＯ2、Ｏ2、ＳＯ3三種氣態(tài)物質建立化學平衡后，改變條件，對反應2ＳＯ2＋Ｏ2 2ＳＯ3（正反應放熱）的正、逆反應速率的影響如圖所示。 (圖A上逆下正、圖B上正下逆、圖D為跳躍型，上逆下正) 1、加催化劑對速率影響的圖象是（　 ）。 2、增大Ｏ2的濃度對速率影響的圖象是（ ） 3、 減小

10、反應容器體積對速率影響的圖象是（ ）。 4、升溫對速率影響的圖象是（ ?。?例：合成氨反應：N2+3H2 2NH3 △H < 0 。如圖只改變某一條件（其他條件不變）時化學反應速率與時間的變化曲線。請指出:t1、t2、t3、t4時刻分別改變什么條件？,增大N2或H2的濃度,增大壓強,降低溫度,加催化劑,,,,ta,tb,tc,0,,,,t,【典例 3】 　可逆反應aX(g)＋bY(g)

11、 cZ(g)在一定溫度下的一密閉容器內達到平衡后，t0時改變某一外界條件，化學反應速率(v)—時間(t)圖象如圖，則下列說法中正確的是 (　　),A．若a＋b＝c，則t0時只能是增大了容器的壓強B．若a＋b＝c，則t0時只能是加入了催化劑C．若a＋b≠c，則t0時只能是增大了容器的壓強D．若a＋b≠c，則t0時只能是加入了催化劑,D,化學反應速率圖像的分析技巧,分析圖像問題時，應從以下幾個方面著手：,(1)看

12、起點，分清反應物和生成物，濃度減小的是反應物，,濃度增大的是生成物，生成物多數以原點為起點。,(2)看變化趨勢，分清正反應和逆反應，分清放熱反應和吸,熱反應。,(3)看終點，分清消耗濃度和增加濃度，反應物的消耗濃度和生成物的增加濃度(或物質的量)之比等于反應方程式中各物質化學計量數之比。,(4)時間—速率圖像，看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，分清,“漸變”和“突變”、“大變”和“小變”。,例1.在一密閉體系中發(fā)生下列反應：

13、 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反應放熱） 右圖是某一時間段中反應速率與反應進程的曲線關系圖，回答下列問題： (1)t1、t3、t4時刻體系中分別是什么條件發(fā)生了變化？  (2)下列各時間段時，氨的體積分數最高的是（ ） A.t0～t1 B.t2～t3C.t3～t4 D.t5～t6,答案：(1)t1

14、時刻是升高了溫度、 t3時刻是使用了催化劑、t4時刻是降低了壓強,若圖中只畫出部分正或逆反應速率曲線，你會做嗎？,練習一下！,(2)A,練習,1.在密閉容器中充入A、B或C、D進行可逆反應： aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g);△H下圖Ⅰ和Ⅱ分別表示反應達平衡后，改變溫度和壓強對反應速率及平衡的影響，則下列結論中正確的是（ ） A.開始時充入C和D：a+b

15、>c+d △H>0 B.開始時充入C和D：a+bc+d △H<0 D.開始時充入A和B：a+b<c+d △H<0,B,2.對于達到平衡狀態(tài)的可逆反應：X+Y W+Z，增大壓強，正、逆反應速率變化的情況如下圖所示。則關于X、Y 、W、Z物質的集聚狀態(tài)可能是（ ） A. W、Z均為氣體， X、Y 中有一種是氣體

16、 B. W、Z中有一種是氣體， X、Y均為非氣體 C. X、Y 、Z均為氣體， W為非氣體 D. X、Y均為氣體， W、Z中有一種是氣體,C D,練習,3.下圖是合成氨的反應(N2+3H2 2NH3；△H<0)速率隨時間的變化曲線 (1)t0時反應從哪個方向開始？向哪個方向進行？ (2) t1、 t2、 t3、 t4、 t5、 t6、 t7、

17、t8分別改變的條件及平衡移動方向怎樣？,練習,(2) t1增大壓強，平衡正向移動；t2減小氨的濃度，平衡正向移動； t3增大壓強，平衡正向移動； t4減小壓強，平衡逆向移動； t5升高溫度，平衡逆向移動； t6降低溫度，平衡正向移動； t7增大N2或H2的濃度，同時減小氨的濃度，平衡正向移動； t8使用了催化劑，平衡不移動。,(1)正、逆反應同時開始，向正反應方向進行。,二、“v – T(或P)”圖象,2.可逆反應的“v – T(或

18、P)”圖象（以反應 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)；△H 為例）,△H>0,△H<0,M+n>p+q,M+n<p+q,M+n=p+q,分析：改變溫度或改變氣體反應的壓強，對正、逆反應速率的影響是相同的，但影響的程度不同。升高(降低)溫度對吸熱(放熱)反應方向的速率的影響程度較大；增大(減小)壓強對氣體分子數減小(增大)反應方向的速率的影響程度較大。,方法規(guī)律：正、逆反應速率曲線的交

19、點往右，哪條曲線在上，溫度(或壓強)對該反應方向的速率的影響程度就較大，該反應就是吸熱反應(或氣體分子數減小的反應)。若沒有交點，可將曲線按其變化趨勢適當延長，也可作相同溫度(或壓強)點上兩曲線的切線，切線的斜率大者，溫度(或壓強)對該反應方向的速率的影響程度就較大。,例2.在密閉容器中發(fā)生反應：aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g);△H下圖所示該反應速率(v)隨溫度(T)、壓強(P)的變化情況，請回答下列問

20、題：,(1) △H 0, a+b c+d。(填“>”、“<”或“=”) (2)溫度T1和T3相比， T1對 反應有利， T3對 反應有利。 (填“正”或“逆”) (3)當溫度依次升高到T1、T2、T3時，在反應到達平衡的過程中，正反應速率的變化情況依次是

21、 。(填“增大”、“減小”或“不變”),>,<,正,逆,增大、不變、減小,例3.反應A(g)+B(g) C(g); △H<0 已達平衡，升高溫度，平衡逆移，當反應一段時間后反應又達平衡，則速率對時間的曲線為（　?。?解析：首先要把握大方向，即升溫使正、逆反應速率都變大，所以B不是正確答案；再看起點和終點，由于原反應是平衡的(V逆=V正)，因而起點相同，又由于再次達到平衡(V正

22、＝V逆)，因而終點相同，故A不是正確答案；由于正反應是放熱反應，所以升溫使V正和V逆都增大，但逆反應增大得更多，故V逆更大，即V逆曲線斜率的大，故正確答案為C。,這是表示平衡移動中的速率。T1時的平衡，升溫到T2時建立新平衡，V 吸?，V 放?，V吸曲線始終在上方。有學生認為靠近T2時，V吸曲線的斜率變小了，不正確。其實，溫度從T1上升到T2，V吸?，V放?，這時速率的改變要影響到反應物和生成物的濃度，由于V吸增加得多，相應物質的濃度減

23、少得多，將使其速率減緩；而相反方向的物質濃度增加得多，將使其速率增加，最終達到V吸＝V放，建立新的平衡狀態(tài)為止。,1.符合下列兩個圖象的反應是 (C表示反應物的物質的量分數，n表示速率 ，p表示壓強，t表示時間) （ ） A.2N2O3(g) 4NO(g)+O2(g)；△H=-83.68KJ/molB.3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(l)+NO(g)；△H=-251.3KJ/molC.4NH3(