《创新课堂》第六章 7 聚焦突破6 突破化学反应速率与限度图像题的思维方法 讲义（教师版）化学必修二人教版

eq \o(\s\up8( INCLUDEPICTURE "聚焦突破6LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../../徐/化学人教必修第二册/聚焦突破6LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do8(　　　　　　突破化学反应速率与限度图像题的思维方法))
1．关注图像
(1)关注“面”——明确研究对象
理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所表示的是哪些量之间的关系。弄清是物质的量，还是浓度随时间的变化。
(2)关注“线”
①弄清曲线的走向，是增大还是减小，确定反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。
②分清突变和渐变，理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义。
(3)关注“点”
解题时要特别关注特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交点、极值点、转折点等。深刻理解这些特殊点的意义。
2．联系规律
如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。
3．正确判断
根据题干和题目要求，结合图像信息，正确利用相关规律，作出正确的判断。
【突破集训】
1．(2024·东莞高级中学高一段考)某反应体系前30 min各物质的物质的量浓度变化如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该反应的化学方程式为X??Y
B．M点的正反应速率小于逆反应速率
C．Q点正、逆反应速率相等，反应停止
D．0～20 min内，反应速率v(X)＝0.1 mol·L－1·min－1
解析：选D。由题图可知，Y逐渐减少，为反应物，X逐渐增多，为生成物，0～20 min内，Δc(Y)＝1 mol·L－1，Δc(X)＝2 mol·L－1，根据物质变化量之比等于化学计量数之比，可得该反应的化学方程式为Y??2X，A错误；20 min时，反应达到化学平衡状态，在达到化学平衡状态之前，正反应速率始终大于逆反应速率，故M点的正反应速率大于逆反应速率，B错误；化学平衡状态为动态平衡，Q点正、逆反应速率相等但不等于零，反应并没有停止，C错误；0～20 min内，反应速率v(X)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，D正确。
2．(2024·德州高一阶段检测)在2.0 L恒温、恒容密闭容器中充入1.0 mol HCl和0.3 mol O2，加入催化剂发生反应4HCl(g)＋O2(g)??2Cl2(g)＋2H2O(g)，HCl、O2的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．t2时，v正＝v逆
B．t3时已处于平衡状态，升高温度平衡状态不会发生改变
C．t1时容器内气体的总压强比t2时的大
D．t3时，容器中c(Cl2)＝c(H2O)＝0.4 mol·L－1
解析：选C。t2时反应还没有达到平衡状态，v正≠v逆，A项错误；t3时HCl和O2的物质的量不再发生变化，反应已经达到平衡状态，但升高温度改变了原有条件，旧平衡会被破坏，一段时间后达到新的平衡状态，故升高温度平衡状态会发生改变，B项错误；该反应的反应物气体分子数大于生成物气体分子数，t1时，反应物较多，气体总分子数较大，t2时，反应物较少，气体总分子数较小，故在恒温、恒容密闭容器内，t1时气体的总压强比t2时的大，C项正确；t3时，反应已达到平衡，列三段式：
　　　　 4HCl(g)＋O2(g)??2Cl2(g)＋2H2O(g)
起始量/mol 1.0 0.3 0 0
转化量/mol 0.8 0.2 0.4 0.4
平衡量/mol 0.2 0.1 0.4 0.4
容器中c(Cl2)＝c(H2O)＝＝0.2 mol·L－1，D项错误。
3．某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应：2N2O5===4NO2＋O2。下图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是(　　)
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/(mol·L－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/(mol·L－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060
A．曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线
B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C．N2O5的浓度越大，反应速率越大
D．O2的浓度越大，反应速率越大
解析：选C。结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知，曲线Ⅰ、Ⅱ分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；根据表格数据可知，反应速率随着反应的进行逐渐减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，C项正确、D项错误。
4．氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：ClO＋3HSO===3SO＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而增大。上图为用ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v-t图。下列说法不正确的是(　　)
A．图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClO的物质的量的减少量
B．纵坐标为v(Cl－)的v-t曲线与图中曲线完全重合
C．反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致
D．后期反应速率减小的主要原因是反应物浓度减小
解析：选A。由题图可知，阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClO的物质的量浓度的减少量，故A错误；由离子方程式可知，v(ClO)∶v(Cl－)＝1∶1，纵坐标为v(Cl－)的v-t曲线与图中曲线完全重合，故B正确；由离子方程式可知，反应开始时随着反应的进行，c(H＋)不断增大，反应速率增大，由题目信息可知，反应速率随c(H＋)的增大而增大，故C正确；随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减小，所以后期反应速率减小的主要原因是反应物浓度减小，故D正确。
5．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)＋NO2(g)??SO3(g)＋NO(g)在一定条件下达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如右图所示。下列说法正确的是(　　)
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段　
解析：选D。化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，实质是正反应速率等于逆反应速率且保持不变，c点后正反应速率显然还在改变，故一定未达到平衡状态，A错误；a点到b点正反应速率增大，反应物浓度逐渐减小，B错误；随着反应的进行，反应物浓度减小，但正反应速率增大，说明体系温度升高，正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；因为反应一直正向进行且a～c段正反应速率一直在增大，故SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D正确。
6．为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．25 ℃时，在10～30 min内，R的平均分解速率为0.030 mol·L－1·min－1
B．对比30 ℃和10 ℃曲线，在50 min时，R的分解率相等
C．对比30 ℃和25 ℃曲线，在0～50 min内，能说明R的平均分解速率随温度升高而增大
D．对比30 ℃和10 ℃曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度升高而增大
解析：选D。25 ℃时，在10～30 min内，R的浓度变化量Δc＝(1.4－0.8) mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(R)＝＝＝0.030 mol·L－1·min－1，A项正确；由题图可知，在50 min时两温度下R均完全分解，R的分解率均为100%，B项正确；0～50 min内，v(30 ℃)＝＝0.032 mol·L－1·min－1，v(25 ℃)＝＝0.026 mol·L－1·min－1，故v(30 ℃)>v(25 ℃)，C项正确；由题图可知，虽然30 ℃曲线的斜率比10 ℃曲线的斜率大，即R的分解速率比10 ℃大，但30 ℃时反应物的起始浓度大，反应速率也相应大，所以无法说明温度对R的分解速率的影响，D项错误。