mol/(L·min)、0.4 mol/(L·min)、0.1 mol/(L·min),所以EF段平均反应速率最快,G点收集到的CO2的量最多。
命题点2 物质的量(或浓度)-时间图像
例如:某温度时,在定容(V L)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图像得出的信息是: ①X、Y是反应物,Z是产物;
②t3时反应达平衡,X、Y没有全部反应。 (2)根据图像可进行如下计算: ①某物质的平均速率、转化率,如v(X)=
n1-n3n2-n3
mol/(L·s);Y的转化率=×100%。 V·t3n2
②确定化学方程式中的化学计量数之比,如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1
-n3)∶(n2-n3)∶n2。
[典题示例]
1.(2015·廊坊模拟)如图所示为800 ℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析不能得出的结论是( )
A.发生的反应可表示为:2A(g)2B(g)+C(g) B.前2 min A的分解速率为0.1 mol·L·min C.开始时,正逆反应同时开始
D.2 min时,A、B、C的浓度之比为2∶3∶1
解析:选C 根据图像,反应过程中A的浓度减小,B、C浓度增大,因此A为反应物,B、C为生成物,根据浓度的变化量可以确定反应为2A(g)2B(g)+C(g),A说法正确。前2 min,0.4 mol·L-0.2 mol·L-1-1
v(A)==0.1 mol·L·min,B说法正确。开始时加入的物质
2 min为A和B,没有C,C说法错误。根据图像,2 min时,A、B、C的浓度分别为0.2 mol·L、0.3 mol·L、0.1 mol·L,因此D说法正确。
2.一定温度下,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,对该反应的推断合理的是( )
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
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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,B的平均反应速率为0.05 mol/(L·s) D.反应进行到6 s时,各物质的平均反应速率相等
解析:选C A中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比,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等于化学计量数之比,B、D错误。 命题点3 速率-外界条件图像及应用
以N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol为例。 1.速率-浓度(c)图像 条件变化 速率变化 速率变化曲线 增大反应v正、v逆均增大,且v′正>v′逆 物的浓度 减小反应v正、v逆均减小,且v′逆>v′正 物的浓度 增大生成v正、v逆均增大,且v′逆>v′正 物的浓度 减小生成v正、v逆均减小,且v′正>v′逆 物的浓度 2.速率-温度(T)图像
条件变化 速率变化 速率变化曲线 升高温度 v正、v逆均增大,且v′逆>v′正 降低温度 v正、v逆均减小,且v′正>v′逆 12
3.速率-压强(p)图像
条件变化 速率变化 速率变化曲线 增大压强 v正、v逆均增大,且v′正>v′逆 减小压强 v正、v逆均减小,且v′逆>v′正
4.速率-催化剂图像
使用催化剂,v正、v逆同等倍数增大,图像为
说明:(1)条件增强,曲线在原图像的上方;条件减弱,曲线在原图像的下方。 (2)浓度改变时,图像曲线一条连续,一条不连续;其他条件改变,图像曲线不连续。 (3)对于反应前后气体的化学计量数之和相等的反应,改变压强时,v正、v逆同等倍数增大或减小。
[典题示例]
1.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0已达平衡,如果其他条件不变时,分别改变下列条件,对化学反应速率和化学平衡产生影响,下列条件与图像不相符的是(O~t1:v正
=v逆;t1时改变条件,t2时重新建立平衡)( )
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解析:选C 分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度,v正增大,v逆
瞬间不变,A正确;增大压强,v正、v逆都增大,v正增大的倍数大于v逆,B正确;升高温度,
v正、v逆都瞬间增大,C错误;加入催化剂,v正、v逆同时同倍数增大,D正确。
2.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol,在反应过程中,正反应速率的变化如图:
-1
下列说法正确的是( ) A.t1时升高了温度 B.t2时使用了催化剂 C.t3时增大了压强 D.t4时降低了温度
解析:选B 升温,正逆反应速率同时升高,但由于该反应是放热反应,平衡向左移动,达到新的平衡之前,正反应速率应增大,A不对;加压,正逆反应速率同时增加,C不对;降温,正逆反应速率瞬间即降低,D不对。
[考点达标层面]
1.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段内,下列说法中正确的是( )
A.30~40 min间该反应使用了催化剂 B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应 C.30 min时降低温度,40 min时升高温度
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D.8 min前A的平均反应速率为0.08 mol/(L·min)
解析:选D A项,若使用催化剂,则化学反应速率加快,故错误;由物质的量浓度-时间图像可知,A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,都为1;由反应速率-时间图像可知,30 min时改变的条件为减小压强,40 min时改变的条件为升高温度,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应。8 min前A的平均反应速率为(2.00 mol/L-1.36 mol/L)/8 min=0.08 mol/(L·min)。
2.一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)从反应开始到10 s时,用Z表示的反应速率为________,X的物质的量浓度减少了________,Y的转化率为________。
(2)该反应的化学方程式为_____________________________________________。 (3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件,其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是________。
A.t1时刻,增大了X的浓度 B.t1时刻,升高了体系温度 C.t1时刻,缩小了容器体积 D.t1时刻,使用了催化剂
1.58 mol-00.79 mol/L
解析:(1)分析图像知:Δc(Z)==0.79 mol/L,v(Z)==0.079
2 L10 smol/(L·s),Δc(X)=
1.20 mol-0.41 mol
=0.395 mol/L。Y的转化率α(Y)=
2 L
1.00 mol-0.21 mol
×100%=79.0%。
1.00 mol
(2)由各物质转化的量:X为0.79 mol,Y为0.79 mol,Z为1.58 mol可知化学方程式中各物质的化学计量数之比为1∶1∶2,则化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)。
(3)由图像可知,外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大X的浓度,升高体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率,A、B错误。由(2)中的解析可知,该
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高考化学一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡导学案(含解析)



