应用课
第二章 化学反应速率与化学平衡
第4课时 化学反应速率图像
【学习目标】
认识化学反应速率图形图像。
【学习活动】
学习任务
目标：认识化学反应速率图形图像。 任务：化学反应速率图像是将化学反应速率变化的情况在直角坐标系中以图的形式表达的结果，是化学反应速率变化规律的反映。在认识和应用化学反应速率图像时，要立足于化学方程式，应用化学反应速率变化的规律，分析直角坐标系及其图像的含义。 此类问题主要包括反应速率与反应物浓度、气体压强、反应温度、催化剂等外界条件的关系以及反应过程中的速率变化等定性关系。 1．定性图像 (1)速率—时间图： 如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图1所示。 图1 AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大；BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小。 (2)速率—温度图： 其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大；其他条件一定，反应速率随着温度的降低而减小，如图2 A所示。 A B 图2 (3)速率—压强图： 其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大；其他条件一定，减小气态反应物的压强(增大容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小，如图2 B所示。 2．定量图像 如图3所示，定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度)与反应时间t的定量关系。 图3 3.对于时间—速率图像要注意的3点 (1)看清起点、终点，分清反应物和生成物。 (2)抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应，要特别注意分析渐变和突变的原因。 (3)增大反应物浓度的瞬间，v正突变，v逆渐变。升高温度，使用催化剂，v正、v逆均突变。 【针对训练1】CaCO3与稀盐酸反应生成CO2的量与反应时间的关系如下图所示。下列结论不正确的是 ( ) A.反应在2～4 min内平均反应速率最大 B.反应开始4 min内温度比浓度对反应速率的影响大 C.4 min后,反应速率减小的主要原因是c(H+)减小 D.反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.1 mol·L-1·min-1 【针对训练2】将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，下列各图表示产生氢气的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是( ) 【针对训练3】把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里,产生氢气的速率变化如图所示。下列影响反应速率的因素有( ) ①盐酸的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度 ④Cl-的浓度 A.①④ B.③④ C.①②③ D.②③④ 【针对训练4】下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是( ) 选项反应甲乙A外形、大小相近的金属和水反应反应速率NaKB4 mL 0.01 mol·L－1的KMnO4溶液，分别和不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反应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溶液反应热水冷水D5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2无MnO2粉末加MnO2粉末
A B C D 【针对训练5】反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)经a min后SO3的浓度变化情况如图所示，在0～a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1，则a等于( ) A．0.1 B．2.5 C．5 D．10 【针对训练6】一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是( ) A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D) C．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 D．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1 【针对训练7】为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定碳酸钙固体(块状)与足量稀盐酸反应生成CO2的体积(不考虑CO2的溶解)随时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法不正确的是( ) A.在0～t1、t1～t2、t2～t3时间段中,t1～t2生成的CO2气体最多 B.t1～t2时间段曲线的变化可能是盐酸与碳酸钙反应放热导致的 C.若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率,则t2～t3 s内的反应速率为 mL·s-1 D.将碳酸钙固体研成粉末,则曲线甲将变成曲线乙
2应用课
第二章 化学反应速率与化学平衡
第4课时 化学反应速率图像
【学习目标】
认识化学反应速率图形图像。
【学习活动】
学习任务
目标：认识化学反应速率图形图像。 任务：化学反应速率图像是将化学反应速率变化的情况在直角坐标系中以图的形式表达的结果，是化学反应速率变化规律的反映。在认识和应用化学反应速率图像时，要立足于化学方程式，应用化学反应速率变化的规律，分析直角坐标系及其图像的含义。 此类问题主要包括反应速率与反应物浓度、气体压强、反应温度、催化剂等外界条件的关系以及反应过程中的速率变化等定性关系。 1．定性图像 (1)速率—时间图： 如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图1所示。 图1 AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大；BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小。 (2)速率—温度图： 其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大；其他条件一定，反应速率随着温度的降低而减小，如图2 A所示。 A B 图2 (3)速率—压强图： 其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大；其他条件一定，减小气态反应物的压强(增大容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小，如图2 B所示。 2．定量图像 如图3所示，定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度)与反应时间t的定量关系。 图3 3.对于时间—速率图像要注意的3点 (1)看清起点、终点，分清反应物和生成物。 (2)抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应，要特别注意分析渐变和突变的原因。 (3)增大反应物浓度的瞬间，v正突变，v逆渐变。升高温度，使用催化剂，v正、v逆均突变。 【针对训练1】CaCO3与稀盐酸反应生成CO2的量与反应时间的关系如下图所示。下列结论不正确的是 ( ) A.反应在2～4 min内平均反应速率最大 B.反应开始4 min内温度比浓度对反应速率的影响大 C.4 min后,反应速率减小的主要原因是c(H+)减小 D.反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.1 mol·L-1·min-1 答案：D 解析：由题图可知,反应在2~4 min内平均反应速率最大,A正确;由题图可知,反应刚开始时反应速率较小,然后逐渐增大,因该反应为放热反应,温度升高,则开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大,B正确;随反应进行,氢离子浓度降低,反应速率减小,由题图可知,0~2 min内反应刚开始,温度较低,此时反应速率由氢离子浓度决定,2~4 min反应速率最快,2~4 min内温度对反应速率起主要作用,4 min后反应速率又减小,氢离子浓度起主要作用,C正确;由题图可知,2~4 min内,生成0.2 mol二氧化碳,但体积未知,不能计算CO2的平均反应速率,D错误。 【针对训练2】将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，下列各图表示产生氢气的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是( ) 答案：A 解析：将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，锌粒会先与硫酸铜发生置换反应生成铜，锌、铜与稀硫酸会形成原电池，反应速率会加快，所以a中生成氢气的速率比b中的快，但a中已经有一部分锌与铜反应，所以产生的氢气会比b中的少，A正确。 【针对训练3】把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里,产生氢气的速率变化如图所示。下列影响反应速率的因素有( ) ①盐酸的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度 ④Cl-的浓度 A.①④ B.③④ C.①②③ D.②③④ 答案：C 解析：镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为Mg+2H+Mg2++H2↑,是镁与H+间的置换反应,与Cl-无关;在镁条的表面有一层氧化膜,当将镁条投入盐酸中时,随着氧化膜的不断溶解,镁与盐酸接触面积不断增大,产生H2的速率会加快;溶液的温度对该反应也有影响,反应放出热量,使温度升高,反应速率也会加快;随着反应的进行,c(H+)不断减小,反应速率会逐渐减慢。 【针对训练4】下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是( ) 选项反应甲乙A外形、大小相近的金属和水反应反应速率NaKB4 mL 0.01 mol·L－1的KMnO4溶液，分别和不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2 mL反应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溶液反应热水冷水D5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2无MnO2粉末加MnO2粉末
A B C D 答案：C 解析：反应速率与物质本身的性质有关。由于K比Na活泼，故相同大小的K和Na，K的反应速率快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随反应进行，放出大量热，反应速率逐渐加快，A图像错误；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲中快，B图像错误；由于甲反应是在热水中反应，温度高，故甲的反应速率高于乙的。随反应进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，C图像正确；MnO2在H2O2分解过程中起催化作用，故乙中反应速率应大于甲中，D图像错误。 【针对训练5】反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)经a min后SO3的浓度变化情况如图所示，在0～a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1，则a等于( ) A．0.1 B．2.5 C．5 D．10 答案：C 解析：由题图可知，0～a min内Δc(SO3)＝0.4 mol·L－1，则有v(SO3)＝mol·L－1·min－1。根据反应速率与化学计量数的关系可得，v(O2)＝v(SO3)＝mol·L－1·min－1，又知“0～a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1”，则有mol·L－1·min－1＝0.04 mol·L－1·min－1，解得a＝5，C项正确。 【针对训练6】一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是( ) A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D) C．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 D．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为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，所以化学方程式为3B＋4C6A＋2D，A错误。不论在什么时刻，用各物质表示的速率之比都等于化学计量数之比，B、C错误。反应进行到6 s时，v(B)＝ ＝0.05 mol·L－1·s－1，D项正确。 【针对训练7】为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定碳酸钙固体(块状)与足量稀盐酸反应生成CO2的体积(不考虑CO2的溶解)随时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法不正确的是( ) A.在0～t1、t1～t2、t2～t3时间段中,t1～t2生成的CO2气体最多 B.t1～t2时间段曲线的变化可能是盐酸与碳酸钙反应放热导致的 C.若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率,则t2～t3 s内的反应速率为 mL·s-1 D.将碳酸钙固体研成粉末,则曲线甲将变成曲线乙 答案：D 解析：由题图可知,t1~t2时间内生成的CO2气体最多,A正确;t1~t2时间段与0~t1时间段相比较,随着反应的进行,反应物的浓度是减小的,但反应速率增大,因此t1~t2时间段曲线的变化可能是盐酸与碳酸钙反应放热导致的,B正确;由题图知,若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率,则t2~t3 s内的反应速率== mL·s-1,C正确;将碳酸钙固体研成粉末,反应物的接触面积增大,反应速率加快,而曲线乙表示生成CO2的速率比曲线甲慢,D错误。
2
