化學(xué)反應(yīng)速率圖象分類剖析

1、一、“v v t”圖象1.不可逆反應(yīng)的“v 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(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，且效果相反。在t0t1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。根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(jìn)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

2、溫度升高使反應(yīng)速率增大。在t0t1內(nèi)，溫度的影響起主導(dǎo)作用；在t1t2內(nèi)，濃度的影響起主導(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(qiáng)，有關(guān)方程式為：ClO3+3HSO3 = Cl+3H+ +3SO42 （1）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_。 （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(qiáng)隨著反應(yīng)物的消耗，反應(yīng)物的濃度減小v vtt1t2從t1到t2這段時(shí)間內(nèi)， ClO3的物質(zhì)的量濃度的減小量

3、2.可逆反應(yīng)的“v vt ”圖象 以反應(yīng) mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)；H 為例正逆(1)一定條件下會(huì)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) 分析：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?。簧晌锏臐舛戎饾u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，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)行到最大限度，也就達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。v vt正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0

4、正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0正逆正逆v vt0增大c(反應(yīng)物)平衡正向移動(dòng)增大c(生成物)平衡逆向移動(dòng)減小c(反應(yīng)物)平衡逆向移動(dòng)減小c(生成物)平衡正向移動(dòng)增大c(反應(yīng)物)減小c(生成物)平衡正向移動(dòng)增大c(生成物)減小c(反應(yīng)物)平衡逆向移動(dòng)2.可逆反應(yīng)的“v vt ”圖象 以反應(yīng) mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)；H 為例升高溫度 H0 平衡正向移動(dòng)升高溫度 H0 平衡逆向移動(dòng)降低溫度 H0 平衡逆向移動(dòng) 增大壓強(qiáng) m+nm

5、+np+q平衡正向移動(dòng) 增大壓強(qiáng) m+nm+np+q平衡逆向移動(dòng) 減小壓強(qiáng) m+nm+np+q平衡逆向移動(dòng) 增大壓強(qiáng) m+nm+n=p+q或使用催化劑 平衡不移動(dòng) 減小壓強(qiáng) m+nm+n=p+q平衡不移動(dòng) 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(減)，則必為改變溫度或壓強(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)速率線在上者，反應(yīng)必向正(逆)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)正逆改變濃度改變溫度改變壓強(qiáng)改變濃度改變溫度改變壓強(qiáng)正逆正逆正逆正逆正逆正逆正逆正逆正逆正逆正逆正逆如果連續(xù)改變外界條件

6、呢？正逆正逆舉個(gè)例子！正逆 例1.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） 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： (1)t1、t3、t4時(shí)刻體系中分別是什么條件發(fā)生了變化？ (2)下列各時(shí)間段時(shí)，氨的體積分?jǐn)?shù)最高的是（ ） A.t0t1 B.t2t3C.t3t4 D.t5t6v vtt0t1t2t3t4t5t6逆正逆正答案：(1)t1時(shí)刻是升高了溫度、 t3時(shí)刻是使用了催化劑、t4時(shí)刻是降低了壓強(qiáng) 若圖中只畫出部分正或逆反應(yīng)速率曲線，你會(huì)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(jìn)行可逆反應(yīng)： a

7、A(g)+bB(g) cC(g)+dD(g);H下圖和分別表示反應(yīng)達(dá)平衡后，改變溫度和壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率及平衡的影響，則下列結(jié)論中正確的是（ ） A.開始時(shí)充入C和D：a+bc+d H0 B.開始時(shí)充入C和D：a+bc+d Hc+d H0 D.開始時(shí)充入A和B：a+bc+d H0正正v vt0T1T2（）正正v vt0P1P2（）B逆正逆v vt0P1P2 2.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 B. W、Z中有一種是氣體， X、Y均為非氣體 C.

8、 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；H0Hp+qM+n”、“正逆增大、不變、減小 例3.反應(yīng)A(g)+B(g) C(g); H0 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，則速率對(duì)時(shí)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(diǎn)和終點(diǎn)，由于原反應(yīng)是平衡的(V逆=V正)，因而起點(diǎn)相同，又由于再次達(dá)到平衡(V正V逆)，因而終點(diǎn)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

9、，故V逆更 大 ， 即 V逆曲 線 斜 率 的 大 ， 故 正 確 答 案 為 C 。正逆v vTAv vT正逆Bv vT正逆Cv vT正逆D 這是表示平衡移動(dòng)中的速率。T1時(shí)的平衡，升溫到T2時(shí)建立新平衡，V V 吸 ，V V 放 ，V V吸曲線始終在上方。有學(xué)生認(rèn)為靠近T2時(shí)，V V吸曲線的斜率變小了，不正確。其實(shí)，溫度從T1上升到T2，V V吸 ，V V放 ，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V V吸增加得多，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V V放，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

10、 (C表示反應(yīng)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，n n表示速率 ，p表示壓強(qiáng)，t表示時(shí)間) （ ） A.2N.2N2 2O O3 3(g) 4NO(g)+O(g) 4NO(g)+O2 2(g)(g)；H=-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=+893.7

11、KJ/molD.CO.CO2 2(g)+(g)+C(s) 2CO(g)CO(g)； H=-174KJ/molH=-174KJ/mol練習(xí)正逆v vP0C C0t6000C4000CH0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（18041865）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：。該原理在_等工業(yè)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。 (2)在物理學(xué)的勻變

12、速直線運(yùn)動(dòng)中常用圖來分析速度、時(shí)間和位移的關(guān)系。時(shí)間t1時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移相當(dāng)于下圖甲中陰影部分所占的面積?，F(xiàn)在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行某一可逆反應(yīng)： A(g)+2B(g) 3C(g)。 其中B物質(zhì)的正反應(yīng)速率V V (正)、逆反應(yīng)速率V V (逆)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，則圖乙中陰影部分的面積可表示_。 乙練習(xí)甲v vt0t1平衡移動(dòng)原理合成氨從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡，B物質(zhì)的量濃度的減少正逆v vt0逆正逆v vt0P1P2 2.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

13、、Y 中有一種是氣體 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；H0) )速率隨時(shí)間的變化曲線 (1)t0時(shí)反應(yīng)從哪個(gè)方向開始？向哪個(gè)方向進(jìn)行？ (2) t1、 t2、 t3、 t4、 t5、 t6、 t7、 t8分別改變的條件及平衡移動(dòng)方向怎樣？逆正逆v vtt0t1正正正正正逆逆逆逆t2t3t4t5t6t7t8練習(xí) (2) t1增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；t2減小氨的濃度，平衡正向移動(dòng)； t3增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)； t4減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)； t5升高溫度，平衡逆向移動(dòng)； t6降低溫度，平衡正向移動(dòng)； t7增大N2或H2的濃度，同時(shí)減小氨的濃度，平衡正向移動(dòng)； t8使用了催化劑，平衡不移動(dòng)。(1)正、逆反應(yīng)同時(shí)開始，向正反應(yīng)方向進(jìn)行。 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（18041865）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：。該原理在_等工業(yè)生產(chǎn)