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1、2022-2023學(xué)年高中化學(xué)(課堂同步系列一)每日一題 化學(xué)反應(yīng)速率的圖像題(含解析)新人教版選修4
根據(jù)vt圖分析外界條件改變對可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0的影響。該反應(yīng)的速率與時間的關(guān)系如圖所示:
可見在t1、t3、t5、t7時反應(yīng)都達到平衡,如果t2、t4、t6、t8時都只改變了一個反應(yīng)條件,則下列對t2、t4、t6、t8時改變條件的判斷正確的是
A.使用了催化劑、增大壓強、減小反應(yīng)物濃度、降低溫度
B.升高溫度、減小壓強、減小反應(yīng)物濃度、使用了催化劑
C.增大反應(yīng)物濃度、使用了催化劑、減小壓強、升高溫度
D.升高溫度、減小壓強、增大反應(yīng)
2、物濃度、使用了催化劑
【參考答案】D
【題后反思】從“斷點”入手突破改變的條件:可逆反應(yīng)達到平衡后,若某一時刻外界條件發(fā)生改變,可能使vt圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,即出現(xiàn)“斷點”。根據(jù)“斷點”前后的速率大小,即可對外界條件的變化作出判斷。如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,其反應(yīng)速率與時間關(guān)系如圖所示:
則t2時刻改變的條件是升高溫度而不是增大壓強。原因是t2時刻出現(xiàn)“斷點”,且v′(正)、v′(逆)均增大,故改變的條件應(yīng)從“升高溫度”或“增大壓強”兩方面分析,又因v′(逆)>v′(正),平衡逆向移動,故改變的外界條件是升高溫度
3、。
化學(xué)反應(yīng)速率的兩類圖像分析
1.物質(zhì)的量(或物質(zhì)的量濃度)—時間圖像
物質(zhì)的量(或物質(zhì)的量濃度)—時間圖像主要反映了反應(yīng)物、生成物的量與反應(yīng)時間的定量關(guān)系。
一般情況下,可以利用該類圖像確定化學(xué)方程式和計算某物質(zhì)在某時間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率。
2.速率—時間圖像
(1)放熱反應(yīng)的速率—時間圖像
如Zn與足量鹽酸的反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖所示情況。
①AB段,反應(yīng)放熱,溫度升高,v增大
②BC段,反應(yīng)物濃度減小,v減小
(2)外界條件改變的v(v正、v逆)—t圖像
①
增大反應(yīng)物濃度 減小反應(yīng)物濃度
②
4、
升高溫度 降低溫度
③
增大壓強(V減小) 減小壓強(V增大)
④使用催化劑(或等體反應(yīng)的加壓)
【注】對于等體反應(yīng),減壓時vt圖為
1.某學(xué)生用純凈的Cu與過量濃HNO3反應(yīng)制取NO2,實驗結(jié)果如圖所示,對圖中曲線的描述正確的是
A.OA段表示開始時,反應(yīng)速率稍慢
B.AB段表示反應(yīng)速率較快,可能因為產(chǎn)物有催化作用
C.BC段表示反應(yīng)速率最快,在該時間內(nèi)收集到的氣體最多
D.OC線表示隨時間增加,反應(yīng)速率逐漸增大
2.一定溫度下,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。下列描述正
5、確的是
A.反應(yīng)開始到10 s,用Z表示的反應(yīng)速率為 0.158 mol·L-1·s-1
B.反應(yīng)開始到10 s,X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79 mol·L-1
C.反應(yīng)開始到10 s,Y的物質(zhì)的量濃度減少了0.395 mol·L-1
D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)Z(g)
3.已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。一定條件下,向體積為1 L的恒容密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化曲線如圖所示。下列敘述中正確的是
A.3 min時,用CO
6、2的濃度表示的正反應(yīng)速率等于用CH3OH的濃度表示的逆反應(yīng)速率
B.從反應(yīng)開始到平衡,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.225 mol·L-1·min-1
C.13 min時,向容器中充入2 mol氦氣,該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率增加
D.13 min時,向容器中充入2 mol氦氣,CO2的轉(zhuǎn)化率增加
4.在容積不變的密閉容器中進行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。下列各圖表示當(dāng)其他條件不變時,改變某一條件對上述反應(yīng)的影響,其中分析正確的是
A.圖Ⅰ表示溫度對化學(xué)平衡的影響,且甲的溫度較高
B.圖Ⅱ表示t0時刻使用催化劑對反應(yīng)速率的影響
C.圖Ⅲ表示t0時
7、刻增大O2的濃度對反應(yīng)速率的影響
D.圖Ⅳ表示t0時升溫對反應(yīng)速率的影響
5.向某密閉容器中加入0.15 mol·L-1 A、0.05 mol·L-1 C和一定量的B三種氣體。一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖中甲圖所示[t0~t1時c(B)未畫出,t1時c(B)增大到0.05 mol·L-1]。乙圖為t2時刻后改變反應(yīng)條件,平衡體系中正、逆反應(yīng)速率隨時間變化的情況。
(1)若t4時改變的條件為減小壓強,則B的起始物質(zhì)的量濃度為___mol·L-1。
(2)若t5時改變的條件是升溫,此時v(正)>v(逆),若A的物質(zhì)的量減少0.03 mol時,容器與外界的熱交換總量為a
8、kJ,寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:___________________________________。
(3)t3時改變的某一反應(yīng)條件可能是________(填字母)。
a.使用催化劑 b.增大壓強 c.增大反應(yīng)物濃度
(4)在恒溫恒壓下通入惰性氣體,v(正)________v(逆)(填“>”“=”或“<”)。
1.【答案】A
2.【答案】C
【解析】各物質(zhì)相關(guān)物理量的變化如表所示:
反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)2Z(g)。
X
Y
Z
物質(zhì)的量變化/mol
1.20-0.41=0.79
1.00-0.21=0.79
9、
1.58-0=1.58
濃度變化/mol·L-1
=0.395
=0.395
=0.79
反應(yīng)速率/mol·L-1·s-1
0.039 5
0.039 5
0.079
反應(yīng)速率之比
1∶1∶2
3.【答案】B
【解析】A項,3 min時反應(yīng)還沒有平衡,錯誤;B項,v(H2)=3v(CO2)==0.225 mol·L?1·min?1,正確;C項,由于容器的體積沒有變化,所以各成分的濃度沒有變化,化學(xué)反應(yīng)速率不變,錯誤;同理,平衡沒有移動,D錯誤。
4.【答案】B
【解析】A項,乙先達到平衡,反應(yīng)快,溫度高;C項,增大c(O2)時,逆反應(yīng)速率瞬時不變,圖像應(yīng)連續(xù);D項,升溫對吸熱方向(逆方向)速率增大的多。
5.【答案】(1)0.02
(2)3A(g) 2C(g)+B(g) ΔH=+100a kJ·mol-1
(3)ab (4)=