化學(xué)反應(yīng)速率影響因素及其圖像分析突破一　控制變量法分析化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時，由于外界影響因素較多，故為搞清某個因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響需控制其他因素均相同或不變，再進(jìn)行實驗。因此，常用控制變量思想解決該類問題。(1)探究流程(2)注意事項①要選擇合適的化學(xué)反應(yīng)，所選擇的反應(yīng)不能太靈敏，也不能太遲鈍。②反應(yīng)物的濃度要適當(dāng)，不能太大，而探索濃度變量時，濃度間的差別也不能太大。③要有規(guī)律地設(shè)計不同的反應(yīng)體系的溫度，也要注意物質(zhì)的相應(yīng)性質(zhì)，不能選擇會引起反應(yīng)體系發(fā)生變化的溫度。④對變量要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，組合的一般原則是“變一定多”，即保持其他變量不變，改變其中一個變量的值進(jìn)行實驗，測定數(shù)據(jù)，通過系列實驗，找出變量對反應(yīng)的影響。1．某學(xué)習(xí)小組用測定稀HNO3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，探究影響反應(yīng)速率的因素，所用稀HNO3的濃度為1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298 K、308 K，每次實驗稀HNO3的用量為25.00 mL、大理石的用量為10.00 g。實驗設(shè)計如表：編號T/K大理石規(guī)格HNO3濃度①298粗顆粒2.00 mol·L－1②298粗顆粒1.00 mol·L－1③308粗顆粒2.00 mol·L－1④298細(xì)顆粒2.00 mol·L－1將相應(yīng)的實驗?zāi)康奶钊胂铝锌崭裰校?/span>(1)實驗①和②探究________對該反應(yīng)速率的影響；(2)實驗①和③探究________對該反應(yīng)速率的影響；(3)實驗①和④探究________對該反應(yīng)速率的影響。答案：(1)濃度　(2)溫度　(3)固體物質(zhì)的表面積2．某實驗小組以H2O2分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實驗。分組實驗催化劑①10 mL 5% H2O2溶液無②10 mL 2% H2O2溶液無③10 mL 5% H2O2溶液1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液④10 mL 5% H2O2溶液＋少量鹽酸1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液⑤10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 (1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是________________________________________________________________________________________________________________。(2)實驗①和②的目的是探究________對反應(yīng)速率的影響。實驗時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實驗?zāi)康?/span>，你對原實驗方案的改進(jìn)是_____________________________。(3)實驗③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如圖。分析圖像能夠得出的實驗結(jié)論①________環(huán)境能增大H2O2分解的速率；②________環(huán)境能減小H2O2分解的速率。解析：(1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是催化劑降低了反應(yīng)的活化能，從而增大了活化分子的百分?jǐn)?shù)。(2)實驗①和②的差別是H2O2溶液的濃度不同，故目的是探究濃度對反應(yīng)速率的影響；由于通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解，所以為了加快反應(yīng)速率，可向反應(yīng)物中加入等量的同種催化劑或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中。(3)據(jù)圖可以看出在堿性條件下反應(yīng)最快，在酸性條件下反應(yīng)最慢。答案：(1)催化劑降低了反應(yīng)的活化能，增大了活化分子的百分?jǐn)?shù)(2)濃度　向反應(yīng)物中加入等量的同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中)(3)堿性　酸性突破二　化學(xué)反應(yīng)速率圖像分析化學(xué)反應(yīng)速率圖像是將化學(xué)反應(yīng)速率變化的情況在直角坐標(biāo)系中表達(dá)的結(jié)果，是化學(xué)反應(yīng)速率變化規(guī)律的反映。此類圖像主要包括反應(yīng)速率與濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等外界條件的關(guān)系以及反應(yīng)過程中的速率變化等。1．定性型圖像的分析(1)速率—時間圖像如Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時間的變化如圖所示。AB段：Zn與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溶液的溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸增大。BC段：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度逐漸減小，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小。(2)速率—溫度圖像其他條件一定，反應(yīng)速率隨著溫度的升高而增大，隨著溫度的降低而減小。如圖A所示。(3)速率—壓強(qiáng)圖像對于有氣體參與的反應(yīng)，其他條件一定，增大壓強(qiáng)(縮小容器的容積)，反應(yīng)速率增大；減小壓強(qiáng)(增大容器的容積)，反應(yīng)速率減小。如圖B所示。2．定量型圖像分析化學(xué)反應(yīng)速率的定量型圖像主要反映物質(zhì)的量(或物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)速率)與反應(yīng)時間t的定量關(guān)系。該類圖像所能解決的問題主要有①反應(yīng)物、生成物的確定；②反應(yīng)起始時進(jìn)行方向的確定；③可逆或不可逆反應(yīng)的確定；④反應(yīng)化學(xué)方程式的確定；⑤某時間段內(nèi)平均反應(yīng)速率的計算；⑥化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的時刻及各量之間的關(guān)系。解答此類問題時應(yīng)先根據(jù)曲線圖弄清反應(yīng)物以及生成物，并依據(jù)物質(zhì)的量的變化量之比等于物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)之比寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義進(jìn)行相關(guān)計算和判斷。例如：某溫度時，在一容積恒定(V L)的容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。①據(jù)圖可進(jìn)行如下計算：a．用某物質(zhì)表示的平均反應(yīng)速率，如v(X)＝ mol·L－1·s－1。b．某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(轉(zhuǎn)化量占起始量的百分比)，如Y的轉(zhuǎn)化率為×100%。②據(jù)圖可確定反應(yīng)的化學(xué)方程式：X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，且X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)式前的系數(shù)之比為(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2，最終反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故圖示反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為(n1－n3)X＋(n2－n3)Yn2Z。3．定性與定量相結(jié)合的圖像分析此類圖像通常既包括反應(yīng)速率的定性比較，如曲線的趨勢等，也包括反應(yīng)速率、物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度的計算和定量比較，需要依據(jù)相關(guān)的計算公式和外界條件影響反應(yīng)速率的規(guī)律從定量和定性兩個方面加以分析。[名師點撥]　有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率圖像題的解題方法分析有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的圖像，要注意分析圖像的變化趨勢，弄清影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。一般要從以下幾個方面分析：1．明確坐標(biāo)軸含義，首先要知道橫軸和縱軸所代表的物理量。2．看起點和變化趨勢，分清反應(yīng)物和生成物。與起始時相比，濃度或物質(zhì)的量減小的是反應(yīng)物，濃度或物質(zhì)的量增大的是生成物。反應(yīng)物以高于原點的點為起點，生成物多以原點為起點。3．看終點，分清消耗的濃度和增加的濃度，反應(yīng)物的消耗濃度和生成物的增加濃度之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)之比。4．看變化條件，如升高溫度或降低溫度、增大壓強(qiáng)或減小壓強(qiáng)等，注意濃度、溫度、壓強(qiáng)等的改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。5．對于速率—時間圖像，看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，分清“漸變”“突變”“大變”和“小變”。1．一定質(zhì)量的鋅粒與1.0 L稀鹽酸反應(yīng)(放熱反應(yīng))，生成H2的物質(zhì)的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列結(jié)論不正確的是(　　)A．若將鋅粒改為鋅粉，可以加快產(chǎn)生H2的速率B．反應(yīng)前4 min內(nèi)溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大C．反應(yīng)前4 min內(nèi)平均速率v(HCl)＝0．18 mol·L－1·min－1D．反應(yīng)時加入大量的CuSO4固體，會使生成氫氣的速率加快解析：選D　若將鋅粒改成鋅粉，增大了固體物質(zhì)的表面積，即增大了反應(yīng)物的接觸面積，可以加快產(chǎn)生H2的速率，A正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由曲線變化趨勢可知前4 min 內(nèi)溫度對反應(yīng)速率的影響比較大，B正確；反應(yīng)前4 min 內(nèi)生成H2的物質(zhì)的量為0.36 mol，則消耗HCl的物質(zhì)的量為0.72 mol，反應(yīng)前4 min內(nèi)平均速率v(HCl)＝0.18 mol·L－1·min－1，C正確；反應(yīng)時加入大量的CuSO4固體，鋅置換出的銅附著在鋅粒表面，阻止鋅與鹽酸的進(jìn)一步反應(yīng)，使生成氫氣的速率減小，D錯誤。2．實驗測得某反應(yīng)在不同pH下產(chǎn)物A的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖所示(其他條件相同)。則下列說法不正確的是(　　)A．若增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)的反應(yīng)速率可能不變B．pH＝7.5時，隨著反應(yīng)的進(jìn)行反應(yīng)速率逐漸增大C．一定pH范圍內(nèi)，溶液中H＋濃度越大，反應(yīng)速率越快D．可采取調(diào)節(jié)pH的方法使反應(yīng)停止解析：選B　圖像沒有給出壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響，因此增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率可能不變，A正確；pH＝7.5時，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，曲線斜率先逐漸增大，后逐漸減小，說明反應(yīng)速率先增大后減小，B錯誤；由圖像可知，一定pH范圍內(nèi)，溶液中H＋濃度越大，反應(yīng)速率越快，C正確；當(dāng)pH＝8.8時，反應(yīng)速率接近0，所以可采取調(diào)節(jié)pH的方法使反應(yīng)停止，D正確。3．某溫度下，在4 L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________________________。解析：由圖像可以看出，反應(yīng)中X、Y的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物，Z的物質(zhì)的量增多，應(yīng)為生成物，且最終反應(yīng)物、生成物共存，則該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5 min 時，Δn(Y)＝0.2 mol，Δn(Z)＝0.4 mol，Δn(X)＝0.6 mol，則Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(X)＝1∶2∶3，參加反應(yīng)的物質(zhì)物質(zhì)的量的變化量之比等于物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)之比，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X(g)＋Y(g)2Z(g)。答案：3X(g)＋Y(g)2Z(g) 

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