化學(xué)反應(yīng)速率圖像

1、,化學(xué)反應(yīng)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(yīng)和可逆反應(yīng)兩種情況分析),知識內(nèi)容：,一、“v – t”圖象,1.不可逆反應(yīng)的“v – t”圖象(以鋅與稀硫酸反應(yīng)為例),,,分析：影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素主要有濃度、溫度、壓強和催化劑，還有反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)、光、超聲波、電磁波等。若只改變其中的一個外界條件，對反應(yīng)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(yīng)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(nèi)，一種因素起主導(dǎo)作用；在t1~t2內(nèi)，另一種因素起主導(dǎo)作用。根據(jù)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(yīng)的進行,因c(H+)減小，故反應(yīng)速率減小。然而活潑金屬與H+的反應(yīng)是放熱的，體系溫度升高使反應(yīng)速率增大。在t0~t1內(nèi)，溫度的影響起主導(dǎo)作用；在t1~t2內(nèi)，濃度的影響起主導(dǎo)作用。,,,氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧

3、化還原反應(yīng)，用ClO3－表示的反應(yīng)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(guān)方程式為：ClO3－+3HSO3－ == Cl－+3H+ +3SO42－ （1）反應(yīng)開始時反應(yīng)速率加快的原因是____________________________________________________________。 （2）反應(yīng)后期反應(yīng)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(xí),反應(yīng)有H+生成，隨著c(H+)的增大， ClO3－的氧化性增強,隨著反應(yīng)物的消耗，反應(yīng)物的濃度減小,從t1到t2這段時間內(nèi)， ClO3－的物質(zhì)的量濃度的減小量,考點 4,

5、化學(xué)反應(yīng)速率圖像及其應(yīng)用,類型1．物質(zhì)的量(或濃度)—時間圖像及其應(yīng)用例如：某溫度時，在定容(V L)容器中，X、Y、Z 三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖 所示。圖 3－15－1,根據(jù)圖像可進行如下計算：(1)某物質(zhì)的反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率。,(2)確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比，如 X、Y、Z 三種物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)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(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖 所示：,（1）寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；（2）反應(yīng)開始到 10 s ，用 Z 表示的平均反應(yīng)速率；（3）反應(yīng)開始到 10 s 時，求出Y 的轉(zhuǎn)化率為。,1．濃度(1)規(guī)律 ①增大反應(yīng)物(或生成物)的濃度，正反應(yīng)(或逆反應(yīng))速率立即增大，逆反應(yīng)(或正反應(yīng))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(yīng)用,(2)圖象,N2+3H2 2NH3,2．溫度(1)規(guī)律 ①升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，且吸熱反應(yīng)速率增加的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)速率增加的倍數(shù)． ②降低溫度，正、逆反應(yīng)速率都減小，且吸熱反應(yīng)速率減小的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)速率減小的倍數(shù)． 總之，溫度對吸熱反應(yīng)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(yīng)，正、逆反應(yīng)速率均增大，氣體體積之和大的一側(cè)增加的倍數(shù)大于氣體體積之和小的一側(cè)增加的倍數(shù)．②減小壓強，對于有氣體參加的反應(yīng)，正、逆反應(yīng)速率均減小，氣體體積之和大的一側(cè)減小的倍數(shù)大于氣體體積之和小的一側(cè)減小的倍數(shù)．總之，壓強對氣體分子數(shù)較多一側(cè)的影響更大．,4．催化劑(1)規(guī)律當(dāng)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(yīng)的速率，但不能改變化學(xué)平衡常數(shù)，不能改變平衡

9、轉(zhuǎn)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(zhì)建立化學(xué)平衡后，改變條件，對反應(yīng)2ＳＯ2＋Ｏ2 2ＳＯ3（正反應(yīng)放熱）的正、逆反應(yīng)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(yīng)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(yīng)：N2+3H2 2NH3 △H < 0 。如圖只改變某一條件（其他條件不變）時化學(xué)反應(yīng)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(yīng)aX(g)＋bY(g)

11、 cZ(g)在一定溫度下的一密閉容器內(nèi)達到平衡后，t0時改變某一外界條件，化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率圖像的分析技巧,分析圖像問題時，應(yīng)從以下幾個方面著手：,(1)看

12、起點，分清反應(yīng)物和生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，,濃度增大的是生成物，生成物多數(shù)以原點為起點。,(2)看變化趨勢，分清正反應(yīng)和逆反應(yīng)，分清放熱反應(yīng)和吸,熱反應(yīng)。,(3)看終點，分清消耗濃度和增加濃度，反應(yīng)物的消耗濃度和生成物的增加濃度(或物質(zhì)的量)之比等于反應(yīng)方程式中各物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)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(yīng)：

13、 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反應(yīng)放熱） 右圖是某一時間段中反應(yīng)速率與反應(yīng)進程的曲線關(guān)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?jǐn)?shù)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(yīng)速率曲線，你會做嗎？,練習(xí)一下！,(2)A,練習(xí),1.在密閉容器中充入A、B或C、D進行可逆反應(yīng)： aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g);△H下圖Ⅰ和Ⅱ分別表示反應(yīng)達平衡后，改變溫度和壓強對反應(yīng)速率及平衡的影響，則下列結(jié)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(yīng)：X+Y W+Z，增大壓強，正、逆反應(yīng)速率變化的情況如下圖所示。則關(guān)于X、Y 、W、Z物質(zhì)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(xí),3.下圖是合成氨的反應(yīng)(N2+3H2 2NH3；△H<0)速率隨時間的變化曲線 (1)t0時反應(yīng)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(xí),(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(yīng)同時開始，向正反應(yīng)方向進行。,二、“v – T(或P)”圖象,2.可逆反應(yīng)的“v – T(或

18、P)”圖象（以反應(yīng) 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(yīng)的壓強，對正、逆反應(yīng)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(yīng)方向的速率的影響程度較大；增大(減小)壓強對氣體分子數(shù)減小(增大)反應(yīng)方向的速率的影響程度較大。,方法規(guī)律：正、逆反應(yīng)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(yīng)方向的速率的影響程度就較大，該反應(yīng)就是吸熱反應(yīng)(或氣體分子數(shù)減小的反應(yīng))。若沒有交點，可將曲線按其變化趨勢適當(dāng)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(yīng)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(yīng)：aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g);△H下圖所示該反應(yīng)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(yīng)有利， T3對 反應(yīng)有利。 (填“正”或“逆”) (3)當(dāng)溫度依次升高到T1、T2、T3時，在反應(yīng)到達平衡的過程中，正反應(yīng)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(yīng)A(g)+B(g) C(g); △H<0 已達平衡，升高溫度，平衡逆移，當(dāng)反應(yīng)一段時間后反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升溫使V正和V逆都增大，但逆反應(yīng)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(xué)生認(rèn)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(yīng)物和生成物的濃度，由于V吸增加得多，相應(yīng)物質(zhì)的濃度減

23、少得多，將使其速率減緩；而相反方向的物質(zhì)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(yīng)是 (C表示反應(yīng)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，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(