化學(xué)反應(yīng)速率圖像專題

1、制作、設(shè)計(jì)：河南省社旗縣第一高級(jí)中學(xué) 張其中一、一、“v v t”圖象圖象二、二、“v v T(或或P)”圖象圖象(每種圖象均按不可逆反應(yīng)和每種圖象均按不可逆反應(yīng)和可逆反應(yīng)兩種情況分析可逆反應(yīng)兩種情況分析)知識(shí)內(nèi)容：知識(shí)內(nèi)容：一、一、“v v t”圖象圖象1.不可逆反應(yīng)的不可逆反應(yīng)的“v v t”圖象圖象(以鋅與稀硫酸反應(yīng)為例以鋅與稀硫酸反應(yīng)為例) 分析：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(qiáng)和催化劑，還影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素主要有濃度、溫度、壓強(qiáng)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。若只改變其中的一有反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)、光、超聲波、電

2、磁波等。若只改變其中的一個(gè)外界條件，對(duì)反應(yīng)速率的影響只是單向的，變化的趨勢(shì)只有逐漸增大或減小。個(gè)外界條件，對(duì)反應(yīng)速率的影響只是單向的，變化的趨勢(shì)只有逐漸增大或減小。通常情況下，在鋅與稀硫酸的反應(yīng)中，至少存在濃度和溫度兩個(gè)因素的影響，且通常情況下，在鋅與稀硫酸的反應(yīng)中，至少存在濃度和溫度兩個(gè)因素的影響，且效果相反。在效果相反。在t0t1內(nèi)，一種因素起主導(dǎo)作用；在內(nèi)，一種因素起主導(dǎo)作用；在t1t2內(nèi)，另一種因素起主導(dǎo)作用。內(nèi)，另一種因素起主導(dǎo)作用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)情景，氣體根據(jù)實(shí)驗(yàn)情景，氣體(生成的生成的H2)在常壓下是不斷排出的。在常壓下是不斷排出的。硫酸的起始濃度最大，硫酸的起始濃度最大，隨著反應(yīng)的進(jìn)

3、行隨著反應(yīng)的進(jìn)行,因因c(H+)減小，故反應(yīng)速率減小。然而活潑金屬與減小，故反應(yīng)速率減小。然而活潑金屬與H+的反應(yīng)是放的反應(yīng)是放熱的，體系溫度升高使反應(yīng)速率增大。在熱的，體系溫度升高使反應(yīng)速率增大。在t0t1內(nèi)，內(nèi)，溫度的影響溫度的影響起主導(dǎo)作用；在起主導(dǎo)作用；在t1t2內(nèi)，內(nèi)，濃度的影響濃度的影響起主導(dǎo)作用。起主導(dǎo)作用。v vtt0t1t2 氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，用氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，用ClO3表示的反表示的反應(yīng)速率如圖曲線所示，已知應(yīng)速率如圖曲線所示，已知ClO3的氧化性隨的氧化性隨c(H+)的增大而增強(qiáng)，的增大而增強(qiáng)，有關(guān)方程式為：有關(guān)方程式為：ClO3+3

4、HSO3 = Cl+3H+ +3SO42 （1）反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)速率加快的原因是）反應(yīng)開始時(shí)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）反應(yīng)后期反應(yīng)速率下降的原因是_。 （3）圖中陰影部分的面積表示的意義是）圖中陰影部分的面積表示的意義是_ 。練習(xí)練習(xí)反應(yīng)有反應(yīng)有H+生成，隨著生成，隨著c(H+)的增大，的增大， ClO3的氧化性增強(qiáng)的氧化性增強(qiáng)隨著反應(yīng)物的消耗，反應(yīng)物的濃度減小隨著反應(yīng)物的消耗，反應(yīng)物的濃度減小v vtt1t2從從t1到到t2這段時(shí)間內(nèi)，這段時(shí)間內(nèi)， ClO3的物質(zhì)的量濃度的減小量的物質(zhì)的量濃度的減小量2.可逆反應(yīng)的可逆反應(yīng)的“v vt ”圖象圖象 以反應(yīng)以反

5、應(yīng) mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)；H 為例為例正正逆逆(1)一定條件下會(huì)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)一定條件下會(huì)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) 分析：分析：當(dāng)反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)物的濃度最大，因而當(dāng)反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)物的濃度最大，因而正反應(yīng)速率最大；而生成物的起始濃度為零，因而逆正反應(yīng)速率最大；而生成物的起始濃度為零，因而逆反應(yīng)速率也為零。以后，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的反應(yīng)速率也為零。以后，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，正反應(yīng)速率就逐漸減小；生成物的濃濃度逐漸減小，正反應(yīng)速率就逐漸減??；生成物的濃度逐漸增大，逆反應(yīng)速率就逐漸增大。如果外界條件度逐漸增大，逆反應(yīng)速率就逐漸增大。如果外界條件不發(fā)生變化，

6、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度的時(shí)候，正反不發(fā)生變化，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度的時(shí)候，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，此時(shí)，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到最應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，此時(shí)，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到最大限度，也就達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。大限度，也就達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。v vt正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0

7、正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0正正逆逆正正逆逆v vt0增大增大c(反應(yīng)物反應(yīng)物)平衡正向移動(dòng)平衡正向移動(dòng)增大增大c(生成物生成物)平衡逆向移動(dòng)平衡逆向移動(dòng)減小減小c(反應(yīng)物反應(yīng)物)平衡逆向移動(dòng)平衡逆向移動(dòng)減小減小c(生成物生成物)平衡正向移動(dòng)平衡正向移動(dòng)增大增大c(反應(yīng)物反應(yīng)物)減小減小c(生成物生成物)平衡正向移動(dòng)平衡正向移動(dòng)增大增大c(生成物生成物)減小減小c(反應(yīng)物反應(yīng)物)平衡逆向移動(dòng)平衡逆向移動(dòng)2.可逆反應(yīng)的可逆反應(yīng)的“v vt ”圖象圖象 以反應(yīng)以反應(yīng) mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)；H 為例為例升高溫度升高溫度 H0 平衡正向移動(dòng)平衡正向移動(dòng)

8、升高溫度升高溫度 H0 平衡逆向移動(dòng)平衡逆向移動(dòng)降低溫度降低溫度 H0 平衡逆向移動(dòng)平衡逆向移動(dòng) 增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng) m+nm+np+q平衡正向移動(dòng)平衡正向移動(dòng) 增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng) m+nm+np+q平衡逆向移動(dòng)平衡逆向移動(dòng) 減小壓強(qiáng)減小壓強(qiáng) m+nm+np+q平衡逆向移動(dòng)平衡逆向移動(dòng) 增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng) m+nm+n=p+q或使用催化劑或使用催化劑 平衡不移動(dòng)平衡不移動(dòng) 減小壓強(qiáng)減小壓強(qiáng) m+nm+n=p+q平衡不移動(dòng)平衡不移動(dòng) 方法規(guī)律：方法規(guī)律：若有一條曲線是連續(xù)的，則必為改變濃度；若曲線均突增若有一條曲線是連續(xù)的，則必為改變濃度；若曲線均突增(減減)，則必為改，則必為改變溫度或壓強(qiáng)；若仍為一

9、條水平線，則為等體積反應(yīng)改變壓強(qiáng)或使用了催化劑。凡正變溫度或壓強(qiáng)；若仍為一條水平線，則為等體積反應(yīng)改變壓強(qiáng)或使用了催化劑。凡正(逆逆)速率線在上者，反應(yīng)必向正速率線在上者，反應(yīng)必向正(逆逆)反應(yīng)方向移動(dòng)。即上方速率決定平衡移動(dòng)的方向。反應(yīng)方向移動(dòng)。即上方速率決定平衡移動(dòng)的方向。 (2)改變外界條件，化學(xué)平衡可能會(huì)發(fā)生移動(dòng)改變外界條件，化學(xué)平衡可能會(huì)發(fā)生移動(dòng)正正逆逆改變濃度改變濃度改變溫度改變溫度改變壓強(qiáng)改變壓強(qiáng)改變濃度改變濃度改變溫度改變溫度改變壓強(qiáng)改變壓強(qiáng)正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆如果連續(xù)改變?nèi)绻B續(xù)改變外界條件呢？外界條

10、件呢？正正逆逆正正逆逆舉個(gè)例子！舉個(gè)例子！正正逆逆 例例1.在一密閉體系中發(fā)生下列反應(yīng)：在一密閉體系中發(fā)生下列反應(yīng)： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反應(yīng)放熱）正反應(yīng)放熱） 右圖是某一時(shí)間段中反應(yīng)速率與反應(yīng)進(jìn)右圖是某一時(shí)間段中反應(yīng)速率與反應(yīng)進(jìn)程的曲線關(guān)系圖，回答下列問題：程的曲線關(guān)系圖，回答下列問題： (1)t1、t3、t4時(shí)刻體系中分別是什么條時(shí)刻體系中分別是什么條件發(fā)生了變化？件發(fā)生了變化？ (2)下列各時(shí)間段時(shí)，氨的體積分?jǐn)?shù)最下列各時(shí)間段時(shí)，氨的體積分?jǐn)?shù)最高的是（高的是（ ） A.t0t1 B.t2t3C.t3t4 D.t5t6v vtt0t1t2t3t4t5t6逆逆正正逆逆

11、正正答案：答案：(1)t1時(shí)刻是升高了溫度、時(shí)刻是升高了溫度、 t3時(shí)刻是使用了催化劑、時(shí)刻是使用了催化劑、t4時(shí)刻是降低了壓強(qiáng)時(shí)刻是降低了壓強(qiáng) 若圖中只畫出部分正或逆反應(yīng)速率曲若圖中只畫出部分正或逆反應(yīng)速率曲線，你會(huì)做嗎？線，你會(huì)做嗎？練習(xí)一下！練習(xí)一下！(2)A練習(xí)練習(xí) 1. .在密閉容器中充入在密閉容器中充入A、B或或C、D進(jìn)行可逆反應(yīng)：進(jìn)行可逆反應(yīng)： aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g);H下圖下圖和和分別表示分別表示反應(yīng)達(dá)平衡后，改變溫度和壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)反應(yīng)達(dá)平衡后，改變溫度和壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率及平衡的影響，則下列結(jié)論中正確的是（速率及平衡的影響，則下列結(jié)論中正確的是（ ） A.開

12、始時(shí)開始時(shí)充入充入C和和D：a+bc+d H0 B.開始時(shí)開始時(shí)充入充入C和和D：a+bc+d Hc+d H0 D.開始時(shí)開始時(shí)充入充入A和和B：a+bc+d H0正正正正v vt0T1T2（）正正正正v vt0P1P2（）B逆逆正正逆逆v vt0P1P2 2.對(duì)于達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)：對(duì)于達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)：X+Y W+Z，增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率變化的情況如，增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率變化的情況如下圖所示。則關(guān)于下圖所示。則關(guān)于X、Y 、W、Z物質(zhì)的集聚狀態(tài)物質(zhì)的集聚狀態(tài)可能是（可能是（ ） A. W、Z均為氣體，均為氣體， X、Y 中有一種是氣體中有一種是氣體 B. W、Z中有一種是

13、氣體，中有一種是氣體， X、Y均為非氣體均為非氣體 C. X、Y 、Z均為氣體，均為氣體， W為非氣體為非氣體 D. X、Y均為氣體，均為氣體， W、Z中有一種是氣體中有一種是氣體C D練習(xí)練習(xí) 3. .下圖是合成氨的反應(yīng)下圖是合成氨的反應(yīng)( (N2+3H2 2NH3；H0Hp+qM+n”、“正正逆逆增大、增大、不變、減小不變、減小 例例3.反應(yīng)反應(yīng)A(g)+B(g) C(g); H0 已達(dá)平衡，升高已達(dá)平衡，升高溫度，平衡逆移，當(dāng)反應(yīng)一段時(shí)間后反應(yīng)又達(dá)平衡，則速率溫度，平衡逆移，當(dāng)反應(yīng)一段時(shí)間后反應(yīng)又達(dá)平衡，則速率對(duì)時(shí)間的曲線為（）對(duì)時(shí)間的曲線為（） 解析：解析：首先要把握大方向，即升溫使正

14、、逆反應(yīng)速率都首先要把握大方向，即升溫使正、逆反應(yīng)速率都變大，所以變大，所以B不是正確答案；再看起點(diǎn)和終點(diǎn)，由于原反應(yīng)是不是正確答案；再看起點(diǎn)和終點(diǎn)，由于原反應(yīng)是平衡的平衡的(V逆逆=V正正)，因而起點(diǎn)相同，又由于再次達(dá)到平衡，因而起點(diǎn)相同，又由于再次達(dá)到平衡(V正正V逆逆)，因而終點(diǎn)相同，故，因而終點(diǎn)相同，故A不是正確答案；由于正反應(yīng)是放熱不是正確答案；由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升溫使反應(yīng)，所以升溫使V正正和和V逆逆都增大，但逆反應(yīng)增大得更多，故都增大，但逆反應(yīng)增大得更多，故V逆逆更 大 ， 即更 大 ， 即 V逆逆曲 線 斜 率 的 大 ， 故 正 確 答 案 為曲 線 斜 率 的 大 ，

15、 故 正 確 答 案 為 C 。正正逆逆v vTAv vT正正逆逆Bv vT正正逆逆Cv vT正正逆逆D 這是表示平衡移動(dòng)中的速率。這是表示平衡移動(dòng)中的速率。T1時(shí)的平衡，升溫時(shí)的平衡，升溫到到T2時(shí)建立新平衡，時(shí)建立新平衡，V V 吸吸 ，V V 放放 ，V V吸吸曲線始終在上方。曲線始終在上方。有學(xué)生認(rèn)為靠近有學(xué)生認(rèn)為靠近T2時(shí)，時(shí)，V V吸吸曲線的斜率變小了，不正確。曲線的斜率變小了，不正確。其實(shí)，溫度從其實(shí)，溫度從T1上升到上升到T2，V V吸吸 ，V V放放 ，這時(shí)速率的改，這時(shí)速率的改變要影響到反應(yīng)物和生成物的濃度，由于變要影響到反應(yīng)物和生成物的濃度，由于V V吸吸增加得多，增加得

16、多，相應(yīng)物質(zhì)的濃度減少得多，將使其速率減緩；而相反方相應(yīng)物質(zhì)的濃度減少得多，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(dá)到向的物質(zhì)濃度增加得多，將使其速率增加，最終達(dá)到V V吸吸 V V放放， 建 立 新 的 平 衡 狀 態(tài) 為 止 。， 建 立 新 的 平 衡 狀 態(tài) 為 止 。1. .符合下列兩個(gè)圖象的反應(yīng)是符合下列兩個(gè)圖象的反應(yīng)是 (C表示反應(yīng)物的物質(zhì)的量表示反應(yīng)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，分?jǐn)?shù)，n n表示速率表示速率 ，p表示壓強(qiáng)，表示壓強(qiáng)，t表示時(shí)間表示時(shí)間) （ ） A.2N.2N2 2O O3 3(g) 4NO(g)+O(g) 4NO(g)+O2 2(g)(g)；H

17、=-83.68KJ/molH=-83.68KJ/molB.3NO.3NO2 2(g)+H(g)+H2 2O(l) 2HNOO(l) 2HNO3 3(l)+NO(g)(l)+NO(g)；H=-251.3KJ/molH=-251.3KJ/molC.4NH.4NH3 3(g)+5O(g)+5O2 2(g) 4NO(g)+6H(g) 4NO(g)+6H2 2O(g)O(g)；H=+893.7KJ/molH=+893.7KJ/molD.CO.CO2 2(g)+(g)+C(s) 2CO(g)CO(g)； H=-174KJ/molH=-174KJ/mol練習(xí)練習(xí)正正逆逆v vP0C C0t6000C4000

18、CH0正反應(yīng)氣體體積數(shù)增大正反應(yīng)氣體體積數(shù)增大AD 2.在物理和化學(xué)中，有些原理、定律具有相似性。如物理中有機(jī)械守恒在物理和化學(xué)中，有些原理、定律具有相似性。如物理中有機(jī)械守恒定律，化學(xué)中有質(zhì)量守恒定律。比較它們有助于我們的學(xué)習(xí)。定律，化學(xué)中有質(zhì)量守恒定律。比較它們有助于我們的學(xué)習(xí)。 (1)1834年，物理學(xué)家楞次（年，物理學(xué)家楞次（18041865）概括了各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到如）概括了各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到如下結(jié)論：感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起電流下結(jié)論：感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起電流的磁通量的變化。這就是楞次定律。的磁通量的變化。這就是楞次定律。請(qǐng)寫出與楞次定律相似的化學(xué)原理或定律：請(qǐng)寫出與楞次定律相似的化學(xué)原理或定律：。該原理該原理在在_等工業(yè)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。等工業(yè)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。 (2)在物理學(xué)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中常用圖來(lái)分析速度、時(shí)間和位移的關(guān)系在物理學(xué)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中常用圖來(lái)分析速度、時(shí)間和位移的關(guān)系。時(shí)間。時(shí)間t1時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移