化学苏教版 (2019)第一单元 化学反应速率与反应限度导学案

这是一份化学苏教版 (2019)第一单元 化学反应速率与反应限度导学案，共8页。

化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。
(1)“一看”——看图像
①看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所表示的是哪些量之间的关系。
②看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。
③看点：理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。
④看辅助线：做横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。
⑤看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。
(2)“二想”——想规律
如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。
(3)“三判断”——利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。
【例题】 在温度和容积不变的密闭容器中，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示，则下列叙述正确的是( )
A．该反应的化学方程式为A(g)＋3B(g)2C(g)
B．到达t1 s时刻该反应停止
C．(t1＋10) s时，升高温度，正、逆反应速率加快
D．若该反应在绝热容器中进行，也在t1时刻达到平衡
C [A项，从开始到t1 s，A的浓度减小了(0.8－0.2) ml·L－1＝0.6 ml·L－1，B的浓度减小了(0.5－0.3) ml·L－1＝0.2 ml·L－1，C的浓度增大了(0.4－0) ml·L－1＝0.4 ml·L－1，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)，错误；B项，在t1 s 时，反应达到平衡状态，但是反应仍在进行，错误；C项，升高温度，正、逆反应速率均加快，正确；D项，若该反应在绝热容器中进行，随反应的进行温度会发生变化，反应速率也会发生变化，不会在t1时刻达到平衡，错误。]
1．甲：在试管中加入1 g粉末状大理石，加入4 ml·L－1盐酸20 mL(过量)；乙：在试管中加入2 g颗粒状大理石，加入4 ml·L－1盐酸20 mL(过量)；下列CO2生成体积(折算成标准状况)V(CO2)同反应时间t的关系曲线图合理的是( )
A B C D
D [甲、乙试管中大理石的状态和质量不同，甲中为1 g粉末状的大理石，乙中为2 g颗粒状的大理石，产生气体的速率甲比乙快，产生气体的量乙是甲的2倍，因此甲曲线比乙曲线斜率大，乙曲线比甲曲线气体体积大，甲比乙先反应完，分析比较可知D项正确。]
2．在某容积为2 L的密闭容器中，A、B、C、D四种气体物质发生可逆反应，其物质的量n(ml)随时间t(min)的变化曲线如图所示：
下列说法正确的是( )
A．前2 min内，v(A)＝0.2 ml·L－1·min－1
B．在2 min时，图像发生改变的原因只可能是增加压强
C．其他条件不变，4 min时体系的压强不再发生变化
D．增加气体D的浓度，A的反应速率随之降低
C [从前2 min看，A、B、C、D改变的物质的量分别为0.4 ml、0.5 ml、0.6 ml、0.4 ml，且A、B的物质的量减少，应为反应物；C、D的物质的量增加，应为生成物。故反应方程式为4A(g)＋5B(g)6C(g)＋4D(g)。选项A，前2 min内，v(A)＝eq \f(0.4 ml,2 L×2 min)＝0.1 ml·L－1·min－1；选项B，从图像看，2～3 min时的图像斜率变大，说明化学反应速率变快，增大压强、升高温度、加入催化剂等均可；选项C，4 min时反应达到平衡状态，体系压强不再改变；选项D，增加生成物D的浓度，A的浓度随之增大，故A的反应速率加快。]
《黄帝内经》：“静则神藏，躁则消亡。”养金鱼可以平静心灵，使忙碌的现代人平静下来，减少躁动，从而得以养生。
鱼浮灵是一种化学增氧剂，主要成分为过氧碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，分别在等体积双氧水中加入少量Na2CO3、NaCl和NaOH固体探究鱼浮灵增氧原理，实验结果如图所示。
图1
图2 图3
1．图1说明了什么问题？
提示：双氧水中加入Na2CO3固体后，随时间的变化，溶解氧不断增加溶液pH不断增大。
2．对比三个图，pH影响双氧水的分解吗？怎样影响的？
提示：由图3对比可知，pH增大，H2O2的分解速率增大，但pH过大时H2O2的分解速率反而减小。
3．以下叙述正确的是________(填序号)。
①Na2CO3对H2O2的分解有促进作用
②加入NaCl后溶液溶解氧变化不明显
③H2O2分解随pH增大而持续加快
④鱼浮灵使用时应根据pH控制投放量
提示：①②④
通过本实验素材提升了“变化观念与平衡思想”“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
1．在溶液中可进行反应A＋BC＋D，其中A、B在一定条件下反应，并测定反应中生成物C的浓度随反应时间的变化情况，绘制出如图所示的图线。(O～t1、t1～t2、t2～t3各时间段相同)下列说法不正确的是( )
A．该反应是吸热反应
B．反应速率最大的时间段是在t1～t2
C．四个时间段内生成C的量最多的是t1～t2
D．反应速率后来减慢主要是受反应物浓度变化的影响
A [根据图像无法判断反应是放热反应还是吸热反应，A项错误；斜率越大，反应速率越快，因此反应速率最大的时间段是在t1～t2，B项正确；根据纵坐标数据可知四个时间段内生成C的量最多的是t1～t2，C项正确；反应后阶段，反应物浓度减小，因此反应速率后来减慢主要是受反应物浓度变化的影响，D项正确。]
2．(2021·天津期中联考)一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )
A．t min时该反应达到化学平衡状态
B．反应开始到10 min，用X表示的反应速率为0.079 ml·L－1·min－1
C．反应开始到10 min时，Y的转化率为79%
D．反应的化学方程式为X(g)＋2Y(g)3Z(g)
C [到10 min时该反应达到化学平衡状态，A错误；反应进行到10 min时，X、Y均减少了0.79 ml，Z增加了1.58 ml，用X表示的反应速率为eq \f(0.79 ml,2 L×10 min)＝0.039 5 ml·L－1·min－1，反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，B、D错误；反应开始到10 min时Y的转化率为eq \f(0.79 ml,1.00 ml)×100%＝79%，C正确。]
3.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)在一定条件下达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图可得出的正确结论是( )
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
D [A.化学平衡时各物质浓度不再改变，正、逆反应速率相等且不再改变，c点时正反应速率仍在变化，故c点没达到化学平衡，故A错误；B.a点到b点时，正反应速率增大，反应物浓度不断减小，反应物浓度a点大于b点，故B错误；C.随着反应进行，反应物浓度不断减小，而正反应速率增大，说明反应放出热量，即正反应为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，故C错误；D.a到c的过程中，反应一直正向进行，且正反应速率一直增大，若Δt1＝Δt2，二氧化硫的转化率a～b段小于b～c段，故D正确。]
4.(2021·金华一中高一月考)氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：ClOeq \\al(－,3)＋3HSOeq \\al(－,3)===3SOeq \\al(2－,4)＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。如图为用ClOeq \\al(－,3)在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应v­t图。下列说法中不正确的是( )
A．图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClOeq \\al(－,3)的物质的量的减少量
B．纵坐标为v(Cl－)的v­t曲线与图中曲线完全重合
C．反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致
D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
A [图像为ClOeq \\al(－,3)在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应v­t图，则阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClOeq \\al(－,3)的物质的量浓度的减少量，故A错误；化学方程式为ClOeq \\al(－,3)＋3HSOeq \\al(－,3)===3SOeq \\al(2－,4)＋Cl－＋3H＋，v(ClOeq \\al(－,3))∶v(Cl－)＝1∶1，纵坐标为v(Cl－)的v­t曲线与图中曲线重合，故B正确；由化学方程式为ClOeq \\al(－,3)＋3HSOeq \\al(－,3)===3SOeq \\al(2－,4)＋Cl－＋3H＋可知，反应开始时随着反应的进行，c(H＋)不断增大，反应的速率加快由题目信息可知反应的速率随c(H＋)的增大而加快，故C正确；随着反应的进行，反应物的浓度减少，反应速率减小，所以后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小，故D正确。]
5.一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。
(1)t1 min时，正、逆反应速率的大小关系为v正________v逆(填“>”“v逆。(2)根据图像分析4 min内CO2的变化量为0.7 ml·L－1－0.2 ml·L－1＝0.5 ml·L－1，转化率为eq \f(0.5 ml·L－1,0.7 ml·L－1)×100%≈71.4%；CO在4 min内的变化量为0.5 ml·L－1，则4 min内的平均反应速率为v(CO)＝eq \f(0.5 ml·L－1,4 min)＝0.125 ml·L－1·min－1。(3)降低温度，化学反应速率降低，故①正确；因为铁粉是固体，减少铁粉的质量不影响化学反应速率，故②错误；保持压强不变，充入He使容器的体积增大，相当于减小反应物和生成物的浓度，化学反应速率减慢，故③正确；保持容积不变，充入He使体系压强增大，但不影响反应物和生成物的浓度，所以化学反应速率不变，故④错误。(4)当v正(CO2)＝v逆(CO)时，说明化学反应达到平衡状态，而v(CO2)＝v(CO)不代表正、逆反应速率的关系，不能由此确定化学反应是否达到平衡，故①错误；单位时间内生成n ml CO2的同时生成n ml CO，说明化学反应的正、逆反应速率相等，故②正确；由反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)知，该反应是反应前后气体体积相等的反应，压强始终不变，故③错误；因为气体的平均相对分子质量与气体的质量和气体的物质的量有关，该反应气体的物质的量不变，质量变化，当容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时，说明化学反应达到平衡状态，故④正确。
[答案] (1)> (2)71.4% 0.125 ml·L－1·min－1 (3)①③ (4)②④探 究
任 务
1.认识常见的图像类型，掌握分析化学反应速率和反应限度图像题的分析思路。
2.通过对图像的分析，进一步提升基础知识的应用能力。