化学反应速率图像
的倍数大于放热反应速率增加的倍数. ②降低温度,正、逆反应速率都减小,且吸热反应速率减小
的倍数大于放热反应速率减小的倍数.
总之,温度对吸热反应速率的影响大. (2)图象
N2+3H2
2NH3 ΔH<0
3.压强
(1)规律
①增大压强,对于有气体参加的反应,正、逆反应速 率均增大,气体体积之和大的一侧增加的倍数大于气 体体积之和小的一侧增加的倍数. ②减小压强,对于有气体参加的反应,正、逆反应速
例2.在密闭容器中发生反应:aX(g)+bY(g)
cZ(g)+dW(g);△H
下图所示该反应速率(v)随温度(T)、压强(P)的变化情况,请回答下列问题:
v
正 逆 逆
v
正
T1 T2
T3
T
P
(1) △H
> 0, a+b < c+d。(填“>”、“<”或“=”) (2)温度T1和T3相比, T1对 逆 反应有利, T3对 正 反应有利。
练习
1.符合下列两个图象的反应是 (C表示反应物的物质的量 分数,n表示速率 ,p表示压强,t表示时间) ( AD ) A.2N2O3(g) 4NO(g)+O2(g);△H=-83.68KJ/mol
B.3NO2(g)+H2O(l)
C.4NH3(g)+5O2(g) D.CO2(g)+C(s)
v
逆 正
(3)反应开始到 10 s 时,求 出Y 的转化率为。
类型2.速率—时间图像及其应用
1.浓度
(1)规律 ①增大反应物(或生成物)的浓度,正反应(或逆反应)速 率立即增大,逆反应(或正反应)速率瞬时不变,随后增大. ②同理可得减小浓度的情况.
(2)图象
N2+3H2
2NH3
2.温度
(1)规律 ①升高温度,正、逆反应速率都增大,且吸热反应速率增加
2HNO3(l)+NO(g);△H=-251.3KJ/mol
4NO(g)+6H2O(g);△H=+893.7KJ/mol 2CO(g); △H=-174KJ/mol
C
6000C 4000C
0
P
0
t
正反应气体体积数增大
△H<0
练习
1.在密闭容器中充入A、B或C、D进行可逆反应: aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g);△H 下图Ⅰ和Ⅱ分别表示反应达平衡后,改变温度和压强对反应 速率及平衡的影响,则下列结论中正确的是( B ) A.开始时充入C和D:a+b>c+d △H>0 B.开始时充入C和D:a+b<c+d △H<0 C.开始时充入C和D:a+b>c+d △H<0 D.开始时充入A和B:a+b<c+d △H<0
练习
氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应,用ClO3-表示的反 应速率如图曲线所示,已知ClO3-的氧化性随c(H+)的增大而增强, 有关方程式为:ClO3-+3HSO3- == Cl-+3H+ +3SO42- (1)反应开始时反应速率加快的原因是_______________ 反应有H+生成,随着c(H+)的增大, ClO3-的氧化性增强 。 _____________________________________________ (2)反应后期反应速率下降的原因是_________________ 随着反应物的消耗,反应物的浓度减小 _____________________________________________ 。 (3)图中阴影部分的面积表示的意义是_______________ 从t1到t2这段时间内, ClO3-的物质的量浓度的减小量 。 _____________________________________________
(填“正”或“逆”) (3)当温度依次升高到T1、T2、T3时,在反应到达平衡的过程中,正
反应速率的变化情况依次是
“减小”或“不变”)
增大、不变、减小 。(填“增大”、
例3.反应A(g)+B(g) C(g); △H<0 已达平衡,升高 温度,平衡逆移,当反应一段时间后反应又达平衡,则速率 对时间的曲线为( )
知识内容:
一、“v – t”图象
二、“v – T(或P)”图象 (每种图象均按不可逆反应和
可逆反应两种情况分析)
一、“v – t”图 1.不可逆反应的“v – t”图象(以锌与稀硫酸反应为例) 象
v
t0
t1
t2
t
分析:影响化学反应速率的外界因素主要有浓度、温度、压强和催化剂,还 有反应物颗粒的大小、溶剂的性质、光、超声波、电磁波等。若只改变其中的一 个外界条件,对反应速率的影响只是单向的,变化的趋势只有逐渐增大或减小。 通常情况下,在锌与稀硫酸的反应中,至少存在浓度和温度两个因素的影响,且 效果相反。在t0~t1内,一种因素起主导作用;在t1~t2内,另一种因素起主导作用。 根据实验情景,气体(生成的H2)在常压下是不断排出的。硫酸的起始浓度最大, 随着反应的进行,因c(H+)减小,故反应速率减小。然而活泼金属与H+的反应是放 热的,体系温度升高使反应速率增大。在t0~t1内,温度的影响起主导作用;在 t1~t2内,浓度的影响起主导作用。
(1)正、逆反应同时开始,向正反应方向进行。 (2) t1增大压强,平衡正向移动;t2减小氨的浓度,平衡正向移动; t3增 大压强,平衡正向移动; t4减小压强,平衡逆向移动; t5升高温度,平衡逆 向移动; t6降低温度,平衡正向移动; t7增大N2或H2的浓度,同时减小氨的 浓度,平衡正向移动; t8使用了催化剂,平衡不移动。
v 逆 正 正 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t 逆
练习一下!
B.t2~t3 C.t3~t4
件发生了变化?
(2)下列各时间段时,氨的体积分数最 高的是( A.t0~t1 ) D.t5~t6
答案:(1)t1时刻是升高了温度、 t3时刻是使用了催化剂、t4时刻是降低了压强
(2)A
若图中只画出部分正或逆反应速率曲 线,你会做吗?
率均减小,气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气
体体积之和小的一侧减小的倍数. 总之,压强对气体分子数较多一侧的影响更大.
(2)图象(以增大压强为例) ①以 N2+3H2 ②以 H2+I2(g) 2NH3 为例, 2HI 为例.
4.催化剂
(1)规律
当其他条件不变时,加入催化剂,可以同等程度地改 变正、逆反应的速率,但不能改变化学平衡常数,不 能改变平衡转化率. (2)图象
cZ(g)
在一定温度下的一密闭容器内达到平衡后,
t0时改变某一外界条件,化学反应速率(v) —时间(t)图象如图,则下列说法中正确的 是 ( D )
A.若a+b=c,则t0时只能是增大了容器的压强 B.若a+b=c,则t0时只能是加入了催化剂 C.若a+b≠c,则t0时只能是增大了容器的压强 D.若a+b≠c,则t0时只能是加入了催化剂
二、“v – T(或P)”图象
2.可逆反应的“v – T(或P)”图象
(以反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g);△Hห้องสมุดไป่ตู้为例)
v
正 逆
v
逆 正
v
正 逆
v
逆 正
v
正 逆
0
△H>0
T
0
△H<0
T
0
M+n>p+q
P
0
M+n<p+q
P
0
P
M+n=p+q
分析:改变温度或改变气体反应的压强,对正、逆反应速率的影响是 相同的,但影响的程度不同。升高(降低)温度对吸热(放热)反应方向的速率 的影响程度较大;增大(减小)压强对气体分子数减小(增大)反应方向的速率 的影响程度较大。 方法规律:正、逆反应速率曲线的交点往右,哪条曲线在上,温度(或 压强)对该反应方向的速率的影响程度就较大,该反应就是吸热反应(或气体 分子数减小的反应)。若没有交点,可将曲线按其变化趋势适当延长,也可作 相同温度(或压强)点上两曲线的切线,切线的斜率大者,温度(或压强)对该反 应方向的速率的影响程度就较大。
v 逆 P1 正 0 t P2 逆
练习
3.下图是合成氨的反应(N2+3H2 2NH3;△H<0)速率随时 间的变化曲线 (1)t0时反应从哪个方向开始?向哪个方向进行? (2) t1、 t2、 t3、 t4、 t5、 t6、 t7、 t8分别改变的条件及平衡移 动方向怎样? v
正
逆 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t 逆 正 逆 正 逆 逆 正 正 正 逆
v
t1 t2
t
考点 4 化学反应速率图像及其应用
类型1.物质的量(或浓度)—时间图像及其应用 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。
图 3-15-1
根据图像可进行如下计算: (1)某物质的反应速率、转化率。
n1-n3 n2-n3 如:v(X)= V· s),Y 的转化率= n ×100%。 t mol/(L·
v
逆
v
逆
v
逆
v
正 正 逆
正
正
A
T
B
T
C
T
D
T
这是表示平衡移动中的速率。 T 1 时的平衡,升温 到T2时建立新平衡, V 吸,V 放,V吸曲线始终在上方。 解析:首先要把握大方向,即升温使正、逆反应速率都 有学生认为靠近 T 2 时, V 吸 曲线的斜率变小了,不正确。 变大,所以B不是正确答案;再看起点和终点,由于原反应是 其实,温度从T1上升到T2,V吸,V放,这时速率的改 平衡的(V逆=V正),因而起点相同,又由于再次达到平衡(V正= 变要影响到反应物和生成物的浓度,由于 V 吸 增加得多, V逆),因而终点相同,故A不是正确答案;由于正反应是放热 相应物质的浓度减少得多,将使其速率减缓;而相反方 反应,所以升温使V正和V逆都增大,但逆反应增大得更多,故 向的物质浓度增加得多,将使其速率增加,最终达到 V V 逆 更V 大,即 V逆曲 线斜 的大 故正 答案 C。 立 新率 的 平, 衡 状确 态 为为 止 。 吸 = 放 , 建