第27講化學(xué)反應(yīng)速率平衡圖像(講義)2024年高考化學(xué)卓越講義_第1頁
第27講化學(xué)反應(yīng)速率平衡圖像(講義)2024年高考化學(xué)卓越講義_第2頁
第27講化學(xué)反應(yīng)速率平衡圖像(講義)2024年高考化學(xué)卓越講義_第3頁
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第27第27講化學(xué)反應(yīng)速率、平衡圖像考點(diǎn)導(dǎo)航考點(diǎn)導(dǎo)航考點(diǎn)一考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率圖像及應(yīng)用重難點(diǎn)辨析重難點(diǎn)辨析1.化學(xué)反應(yīng)速率圖像及應(yīng)用(1)全程速率—時(shí)間圖像①如Zn與足量鹽酸的反應(yīng),反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化出現(xiàn)如圖情況原因解釋:AB段(v漸大),因?yàn)樵摲磻?yīng)為__放熱__反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,__溫度__逐漸升高,導(dǎo)致反應(yīng)速率__逐漸增大__;BC段(v漸小),則主要原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中__c(H+)__逐漸減小,導(dǎo)致反應(yīng)速率__逐漸減小__。要抓住各階段的主要矛盾,全面分析。②分清正逆反應(yīng),分清各因素(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑)對(duì)反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響。對(duì)于反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0,填寫改變的條件:t1時(shí),增大反應(yīng)物的濃度;t2時(shí),__降低溫度__;t3時(shí),__增大壓強(qiáng)__;t4時(shí),__使用催化劑__。方法點(diǎn)撥:①改變某一反應(yīng)物或生成物的濃度條件,圖像一點(diǎn)保持連續(xù)。②改變__溫度、壓強(qiáng)__,兩點(diǎn)突變。③__使用催化劑__使正逆反應(yīng)速率同等程度的增大而平衡不移動(dòng)。(2)物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像分清反應(yīng)物和生成物,濃度減小的為反應(yīng)物,濃度增大的為生成物,分清消耗濃度和增加濃度,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)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。舉例分析如下:甲:如圖表示一定溫度下,A、B、C三種氣體物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化情況,試回答:①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__2AB+3C__。②反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率是__40%__。③10s內(nèi)v(C)=__0.12_mol·L-1·s-1__。乙:某溫度時(shí),在定容(VL)容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。①由圖像得出如下信息A.反應(yīng)物是__X、Y__,生成物是__Z__;B.__t3__時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,X、Y沒有全部反應(yīng)。②根據(jù)圖像可進(jìn)行如下計(jì)算A.某物質(zhì)的平均反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率,如:v(X)=__eq\f(n1-n3,V·t3)mol·(L·s)-1__,Y的轉(zhuǎn)化率=__eq\f(n2-n3,n2)×100%__。B.確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,如X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為__(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2__。規(guī)律·方法·技巧·點(diǎn)拔規(guī)律·方法·技巧·點(diǎn)拔解答速率圖像題的基本思路(1)看面:搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義,并與有關(guān)的原理相聯(lián)系。(2)看線:弄清線的走向、變化趨勢(shì)及線的陡與平所表示的含義。(3)看點(diǎn):弄清曲線上點(diǎn)的含義,特別是一些特殊點(diǎn),如起點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)、折點(diǎn)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)。例如在濃度—時(shí)間圖上,一定要看清反應(yīng)至終點(diǎn)時(shí)反應(yīng)物的消耗量、生成物的增加量,并結(jié)合有關(guān)原理進(jìn)行推理判斷。(4)看變化趨勢(shì):在速率—時(shí)間圖上,要注意看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的,分清漸變和突變,大變和小變。例如,升高溫度,v吸大增,v放小增;增大反應(yīng)物濃度,v正突增,v逆漸增。v-t圖像中的“斷點(diǎn)”和“接點(diǎn)”“斷點(diǎn)”表示改變溫度、壓強(qiáng)、催化劑引起v正、v逆的變化?!敖狱c(diǎn)”表示改變反應(yīng)體系中某種物質(zhì)濃度引起v正、v逆的變化。典型例題剖析典型例題剖析考向1化學(xué)反應(yīng)速率相關(guān)圖像的剖析【典例1】(2022秋·湖北武漢·高三校聯(lián)考期中)根據(jù)下列圖示所得出的結(jié)論正確的是A.圖甲是室溫下用NaOH溶液滴定某酸HX的滴定曲線,說明可用甲基橙判斷該反應(yīng)的終點(diǎn)B.圖乙是中的平衡濃度隨溫度變化的曲線,說明平衡常數(shù)C.圖丙是鎂條與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線,說明時(shí)刻溶液的溫度最高D.圖丁是溶液中滴加溶液之后,溶液的導(dǎo)電能力隨滴入溶液體積變化的曲線,說明a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液呈堿性【答案】D【解析】A.分析圖像,曲線起點(diǎn)是pH約為2~3,某酸HX是弱酸,不能全部電離。則強(qiáng)堿滴定弱酸,當(dāng)恰好反應(yīng)是得到強(qiáng)堿弱酸鹽,溶液呈堿性,應(yīng)用酚酞作為指示劑,甲基橙適用滴定終點(diǎn)顯酸性的條件下,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.分析圖像,溫度升高,的平衡濃度越小,說明平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則溫度高,平衡常數(shù)小,則,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.反應(yīng)速率受鹽酸的濃度、溫度等多個(gè)因素影響,速率最大時(shí),不一定溫度最高,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.溶液的導(dǎo)電能力與溶液中離子濃度和離子電荷有關(guān)。曲線上第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)前是過量的與少量反應(yīng),離子反應(yīng)是Ba2++OH+H++SO=BaSO4↓+H2O,溶液中存在NaOH,第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)是加入過量,繼續(xù)與NaOH反應(yīng),溶液中含有硫酸鈉,a點(diǎn)在第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)之前,氫氧化鈉未反應(yīng)完,故a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液呈堿性,D項(xiàng)正確;故答案選D。【變式練1】(2023·全國·高三專題練習(xí))在容積不變的密閉容器中存在:3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH<0,其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)速率的影響,下列分析正確的是A.圖I研究的是t0時(shí)刻增大H2的物質(zhì)的量濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài).圖I研究的是t0時(shí)刻降低溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響C.圖II研究的是t0時(shí)刻增大壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響D.圖II研究的是t0時(shí)刻使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響【答案】D【解析】A.增大反應(yīng)物濃度,瞬間正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率不變,圖I研究的不可能是t0時(shí)刻增大H2的物質(zhì)的量濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,A錯(cuò)誤;B.降低溫度,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都下降,圖I研究的不可能是t0時(shí)刻降低溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,B錯(cuò)誤;C.該反應(yīng)氣體分子總數(shù)減小,所以增壓正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都加快、但正反應(yīng)速率增加得更快,圖II研究的不可能是t0時(shí)刻增大壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響,C錯(cuò)誤;D.使用催化劑能同等程度地加快正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率、圖II研究的是t0時(shí)刻使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響,D正確;答案選D?!咀兪骄?】(2023·全國·高三專題練習(xí))把在空氣中久置的鋁片投入盛有500硫酸溶液的燒杯中,該鋁片與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率與反應(yīng)時(shí)間可用如圖的坐標(biāo)曲線來表示,下列說法不正確的是A.c點(diǎn)時(shí),體系產(chǎn)生氫氣的體積達(dá)到最大值B.0→a段,不產(chǎn)生氫氣是因?yàn)楸砻娴难趸锔綦x了鋁和硫酸溶液C.b→c段,產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因之一是溫度升高D.c→d段,產(chǎn)生氫氣的速率降低主要是因?yàn)槿芤褐薪档汀敬鸢浮緼【解析】A.由圖可知,c點(diǎn)時(shí)H2的生成速率達(dá)到最大,但c點(diǎn)以后H2的生成速率并不為0,說明體系還在產(chǎn)生氫氣,此時(shí)H2的體積并不是達(dá)到最大值,A錯(cuò)誤;B.曲線由0→a段不產(chǎn)生氫氣的原因是鋁片表面有氧化鋁,隔離了鋁和硫酸溶液,硫酸首先與表面的氧化鋁反應(yīng),有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+6H+═2Al3++3H2O,B正確;C.曲線由b→c段,產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因是鋁片與硫酸反應(yīng)放出熱量使溶液溫度升高,反應(yīng)速率加快,C正確;D.曲線由c以后,產(chǎn)生氫氣的速率逐漸下降的主要原因是隨著反應(yīng)進(jìn)行,硫酸濃度變小,D正確;故選A。三年真題·兩年模擬三年真題·兩年模擬1.工業(yè)上用CO生產(chǎn)甲醇的反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0。下列圖象不正確的是A. B.C. D.【答案】D【解析】A.升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,v正、v逆都增大,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),說明v正>v逆,A正確;B.在其它條件不變時(shí),增大,化學(xué)平衡正向移動(dòng),H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,B正確;C.在其它條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),物質(zhì)的濃度增大,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短,先達(dá)到平衡。由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),則增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡正向移動(dòng),CH3OH的平衡含量會(huì)增大,C正確;D.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),在其它條件不變時(shí),升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),導(dǎo)致CH3OH的平衡產(chǎn)率降低,不會(huì)出現(xiàn)先增大后減小現(xiàn)象,D錯(cuò)誤;故合理選項(xiàng)是D。2.已知Fe3+能催化H2O2分解,2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)的反應(yīng)機(jī)理及反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如下:步驟①:2Fe3+(aq)+H2O2(aq)=2Fe2+(aq)+O2(g)+2H+(aq)步驟②:下列有關(guān)H2O2分解反應(yīng)說法錯(cuò)誤的是A.v(H2O2)=2v(O2)B.該反應(yīng)的△H<0C.增大Fe3+的濃度能夠加快反應(yīng)速率D.若不加Fe3+,正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)大【答案】D【解析】A.H2O2分解反應(yīng)為:,則v(H2O2)=2v(O2),故A正確;B.根據(jù)曲線變化,反應(yīng)物的總能量高于產(chǎn)物的總能量,屬于放熱反應(yīng),該反應(yīng)的ΔH<0,故B正確;C.步驟①的活化能高于步驟②,則步驟①的反應(yīng)速率決定整個(gè)過程的反應(yīng)速率,則增大Fe3+的濃度能夠加快增大步驟①反應(yīng)速率,加快整個(gè)過程的反應(yīng)速率,故C正確;D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),無論是否使用催化劑,正反應(yīng)的活化能都比逆反應(yīng)小,故D錯(cuò)誤;答案選D。3.在容積不變的密閉容器中存在如下反應(yīng):2A(g)+B(g)3C(g);ΔH<0,某研究小組研究了其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響,下列分析正確的是溶液進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),結(jié)合實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是A.圖Ⅰ表示的是t1時(shí)刻增大反應(yīng)物的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài).圖Ⅱ表示的一定是t1時(shí)刻加入催化劑后對(duì)反應(yīng)速率的影響C.圖Ⅲ表示的是溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響,且乙的溫度較高D.圖Ⅲ表示的是不同催化劑對(duì)平衡的影響,且甲的催化效率比乙高【答案】C【解析】A.增大反應(yīng)物濃度,正反應(yīng)速率增大,但逆反應(yīng)速率不增大,故圖Ⅰ不能表示的是t1時(shí)刻增大反應(yīng)物的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,故A錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)增大壓強(qiáng)或加入催化劑,都可以同等程度的增大反應(yīng)速率,平衡不移動(dòng),故圖Ⅱ能表示的可能是t1時(shí)刻加入催化劑后或加壓對(duì)反應(yīng)速率的影響,故B錯(cuò)誤;C.升溫,化學(xué)反應(yīng)速率加快,縮短到平衡的時(shí)間,平衡逆向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率降低,故圖Ⅲ表示的是溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響,且乙的溫度較高,故C正確;D.催化劑能改變反應(yīng)速率,影響到平衡的時(shí)間,但不會(huì)影響平衡,不能影響反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,故圖Ⅲ不能表示的是不同催化劑對(duì)平衡的影響,故D錯(cuò)誤。故選C。4.下列圖示或根據(jù)圖示所得出的結(jié)論正確的是A.圖甲表示相同pH的鹽酸和醋酸加水稀釋過程中pH的變化,則曲線a代表醋酸B.圖乙表示溫度不變,向0.1mol·L1NH4Cl溶液中滴加0.1mol·L1鹽酸時(shí),溶液中隨鹽酸體積的變化關(guān)系C.圖丙表示密閉容器中CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)到達(dá)平衡時(shí),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的變化關(guān)系曲線,說明P1<P2D.圖丁表示0.1000mol·L1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L1醋酸溶液滴定曲線【答案】C【解析】A.鹽酸是強(qiáng)酸,醋酸是弱酸,相同pH的鹽酸和醋酸加水稀釋后,鹽酸pH變化更大,醋酸pH變化更小,A錯(cuò)誤;B.銨根離子水解出氫離子,往氯化銨溶液中滴加鹽酸時(shí),鹽酸抑制銨根水解,則銨根離子濃度增大,但氫離子濃度增大更多,因此c()/c(NH4+)增大,B錯(cuò)誤;C.正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),甲烷平衡轉(zhuǎn)化率減小,因此P1<P2,C正確;D.滴入20mL氫氧化鈉溶液時(shí),恰好完全反應(yīng),此時(shí)溶液為醋酸鈉溶液,醋酸鈉溶液由于水解溶液顯堿性,D錯(cuò)誤;答案選C。5.有關(guān)下列四個(gè)圖象的說法中正確的是()A.①表示等質(zhì)量的兩份鋅粉a和b,分別加入過量的稀硫酸中,a中同時(shí)加入少量CuSO4溶液,其產(chǎn)生的氫氣總體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系B.②表示合成氨反應(yīng)中,每次只改變一個(gè)條件,得到的反應(yīng)速率v與時(shí)間t的關(guān)系,則t3時(shí)改變的條件為增大反應(yīng)容器的體積C.③表示其它條件不變時(shí),反應(yīng)4A(g)+3B(g)2C(g)+6D在不同壓強(qiáng)下B%(B的體積百分含量)隨時(shí)間的變化情況,則D一定是氣體D.④表示恒溫恒容條件下發(fā)生的可逆反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)中,各物質(zhì)的濃度與其消耗速率之間的關(guān)系,其中交點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為化學(xué)平衡狀態(tài)【答案】B【解析】中加入少量CuSO4溶液,鋅會(huì)與硫酸銅發(fā)生反應(yīng)生成銅,鋅、銅和硫酸溶液形成原電池,反應(yīng)速率會(huì)加快,但生成的氫氣的體積會(huì)減少,故A錯(cuò)誤;B.當(dāng)增大容器的體積時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度均減小,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率均減小,平衡逆向移動(dòng),與反應(yīng)速率v和時(shí)間t的關(guān)系圖象相符合,故B正確;C.由③圖象可知,p2>p1,壓強(qiáng)增大,B的體積百分含量減小,說明平衡正向移動(dòng),正向?yàn)闅怏w體積減小的方向,則D為非氣態(tài),故C錯(cuò)誤;D.當(dāng)反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),v(NO2)正=2v(N2O4)逆,由此可知圖中交點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的狀態(tài)不是化學(xué)平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤;綜上所述,答案為B。6.對(duì)于可逆反應(yīng)2AB3(g)A2(g)+3B2(g)

△H>0,下列圖示正確的是A. B.C. D.【答案】BD【解析】A.溫度升高,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大,正反應(yīng)方向吸熱,平衡正向移動(dòng),故正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,故A錯(cuò)誤;B.首先溫度越高,達(dá)到平衡所需要的時(shí)間越短,表現(xiàn)為斜率越大;其次正反應(yīng)吸熱,因此溫度越高,原料的轉(zhuǎn)化率越高,平衡時(shí)剩余的AB3的量越少,百分含量越小,故B正確;C.正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理,壓強(qiáng)增大平衡逆向移動(dòng),表現(xiàn)為當(dāng)溫度相同時(shí),增大壓強(qiáng),平衡左移,AB3的百分含量增大,與圖給變化曲線相矛盾,故C錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度越高,平衡右移,AB3的百分含量減??;增大壓強(qiáng),平衡左移,AB3的百分含量增大,與圖象一致,故D正確;故選BD??键c(diǎn)考點(diǎn)二常見化學(xué)平衡的圖像類型重難點(diǎn)辨析重難點(diǎn)辨析2.(1)濃度—時(shí)間圖像濃度—時(shí)間圖像可以直觀地反映每一時(shí)刻的濃度變化。因此可用于列三段式或求解反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比(化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=濃度變化量之比)。(2)速率—時(shí)間圖像此類圖像定性揭示了v(正)、v(逆)隨時(shí)間(含條件改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響)變化規(guī)律,體現(xiàn)了平衡的“動(dòng)、等、定、變”的基本特征,以及平衡移動(dòng)方向等。(3)轉(zhuǎn)化率(或含量)—時(shí)間關(guān)系圖該類圖像主要看斜率的大小,斜率的大小反映速率的大小,可理解為“先拐先平數(shù)值大”,即圖像先拐彎的先達(dá)到平衡,對(duì)應(yīng)的溫度或壓強(qiáng)大。(4)恒壓(溫)線(5)幾種特殊的圖像①對(duì)于反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH<0,M點(diǎn)前,表示反應(yīng)未達(dá)到平衡,則v正>v逆;M點(diǎn)為平衡點(diǎn);M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況。②如圖所示的曲線是在其他條件不變時(shí),某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線,圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn),表示v正>v逆的點(diǎn)是3,表示v正<v逆的點(diǎn)是1,而2、4點(diǎn)表示v正=v逆。注意:該類圖像在求解時(shí),一定要先固定一個(gè)變量再探究物理量隨另一變量的變化規(guī)律。(6)速率、平衡綜合圖像溫度為T時(shí),對(duì)于密閉容器中的反應(yīng):A(g)+B(g)C(s)+xD(g)ΔH>0A、B、D物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖所示:據(jù)此圖可以分析出x的大小,某一段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率v(A)、v(B)或v(D),可以求出該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù),可以分析出15min時(shí)的條件變化等。3.化學(xué)平衡圖像解讀(1)v-t圖像解讀①看改變條件的一瞬間(t1),若v′正在v′逆上方,則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);反之,則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。②若a、b重合為一點(diǎn),則t1時(shí)刻改變的是某一物質(zhì)的濃度。③若a、b不重合,則t1時(shí)刻可能是改變了溫度或壓強(qiáng)。④若v′正和v′逆改變程度相同,即v′正=v′逆,平衡不移動(dòng),則t1時(shí)刻可能是使用了催化劑或是對(duì)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)改變壓強(qiáng)。(2)物質(zhì)的量(或濃度或轉(zhuǎn)化率)與時(shí)間關(guān)系的圖像解讀①每條曲線在轉(zhuǎn)折點(diǎn)以前表示該條件下此反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)折點(diǎn)后表示已達(dá)平衡狀態(tài)。②先出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的則先達(dá)到平衡。如圖甲,壓強(qiáng)為p1條件下先達(dá)平衡,可推知p1>p2;圖乙中,溫度為T2條件下先達(dá)平衡,可推知T2>T1。根據(jù)Y表示的意義,可推斷反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和的大小,或判斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。(3)等溫(壓)平衡曲線解讀①縱坐標(biāo)Y可表示物質(zhì)的量、濃度、轉(zhuǎn)化率以及物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等含義。②解題分析時(shí),常需要作輔助線(對(duì)橫坐標(biāo)軸作垂線),若橫坐標(biāo)表示溫度(或壓強(qiáng)),則此輔助線為等溫線(或等壓線)。③如圖丙所示,在曲線上的每個(gè)點(diǎn)(如B點(diǎn))都達(dá)到平衡狀態(tài),若縱坐標(biāo)表示反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,則有:A點(diǎn)是非平衡狀態(tài),若要達(dá)到平衡,需降低轉(zhuǎn)化率,即平衡要向逆反應(yīng)方向移動(dòng),此點(diǎn)v正<v逆;C點(diǎn)是非平衡狀態(tài),若要達(dá)到平衡,需增大轉(zhuǎn)化率,即平衡要向正反應(yīng)方向移動(dòng),此點(diǎn)v正>v逆;處于平衡狀態(tài)或非平衡狀態(tài)的各點(diǎn)的反應(yīng)速率,其大小主要由溫度決定,故有vC>vB>vA。(4)同一段時(shí)間內(nèi),不同溫度下反應(yīng)進(jìn)程中某個(gè)量的圖像解讀如圖是不同溫度下經(jīng)過一段時(shí)間,某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系。①此圖像表明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則同一時(shí)間段內(nèi)溫度越高,平衡正向移動(dòng)程度越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大,曲線應(yīng)一直為增函數(shù),與圖像不符。②T1~T2段,反應(yīng)未達(dá)到平衡,隨溫度升高,反應(yīng)速率加快,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大。③T2點(diǎn)表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。④T2~T3段是隨溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)的結(jié)果,T2~T3段曲線上的點(diǎn)均為平衡點(diǎn)。規(guī)律·方法·技巧·點(diǎn)拔規(guī)律·方法·技巧·點(diǎn)拔1.化學(xué)平衡圖像題的解題技巧(1)先拐先平。在含量(轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間曲線中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的先達(dá)到平衡,說明該曲線表示的反應(yīng)速率大,表示溫度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。(2)定一議二。當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí),先確定一個(gè)量不變,再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系,有時(shí)還需要作輔助線。(3)三步分析法。一看反應(yīng)速率是增大還是減?。欢磛(正)、v(逆)的相對(duì)大小;三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。2.化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡圖像題解題思路eq\x(看圖像)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(一看面縱、橫坐標(biāo)的意義,二看線線的走向和變化趨勢(shì),三看點(diǎn)起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)、交叉點(diǎn),四看輔助線如等溫線、等壓線、平衡線,五看量的變化如濃度變化、溫度變化))↓eq\x(想規(guī)律)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(聯(lián)想平衡移動(dòng)原理,分析條件改變對(duì)反應(yīng)速,率、化學(xué)平衡移動(dòng)的影響))↓eq\x(作判斷)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(利用相關(guān)原理,結(jié)合圖像,“定一議二”,分析,圖像中所代表反應(yīng)速率變化或化學(xué)平衡的曲,線,作出判斷))典型例題剖析典型例題剖析考向1化學(xué)平衡圖像問題【典例1】(2023秋·河南·高三校聯(lián)考階段練習(xí))一定條件下向10L的恒容密閉容器中通入2mol,6mol,在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng):,經(jīng)過10min時(shí)測(cè)得的轉(zhuǎn)化率與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。下列分析中正確的是A.a(chǎn)點(diǎn)處對(duì)應(yīng)體系中:B.與b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng),前10min內(nèi)C.該反應(yīng)的D.當(dāng)容器中氣體密度保持不變時(shí),表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)【答案】B【分析】未平衡:溫度越高,反應(yīng)速率越快,相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化率越大,故b點(diǎn)前未達(dá)平衡;b點(diǎn)及以后二氧化碳轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低,則是平衡狀態(tài)?!窘馕觥緼.a(chǎn)點(diǎn)后二氧化碳轉(zhuǎn)化率仍可升高,說明反應(yīng)處于正向進(jìn)行狀態(tài),則,故A錯(cuò)誤;B.b點(diǎn)二氧化碳轉(zhuǎn)化率達(dá)50%,即10min二氧化碳消耗1mol,氫氣消耗3mol,則,故B正確;C.b點(diǎn)后,隨溫度的升高,二氧化碳轉(zhuǎn)化率下降,說明平衡逆向移動(dòng),逆反應(yīng)向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),則,故C錯(cuò)誤;D.恒容條件下,混合氣體總體積始終保持不變,各物質(zhì)均為氣體,則反應(yīng)前后混合氣體總質(zhì)量不變,根據(jù)可知,混合氣體密度始終保持不變,不能說明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤;答案選B?!咀兪骄?】(2023秋·廣東湛江·高三湛江市第二中學(xué)校聯(lián)考開學(xué)考試)在Fe2O3的催化作用下,向200℃的恒溫恒容密閉容器中充入1molCH4和2molNO2,發(fā)生反應(yīng)CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g),反應(yīng)過程及能量變化示意圖如圖所示。下列說法正確的是A.容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B.反應(yīng)一段時(shí)間后(未達(dá)平衡),F(xiàn)e3O4會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于Fe2O3C.起始條件相同,其他條件不變,僅改為絕熱密閉容器,CH4和NO2的轉(zhuǎn)化率降低D.使用更高效的催化劑能提高該反應(yīng)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率【答案】C【解析】A.容器為恒容密閉容器,氣體質(zhì)量在反應(yīng)過程中理論上是不變的,根據(jù),反應(yīng)過程中密度一直保持不變,故密度不發(fā)生變化不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;B.根據(jù)題干能量變化圖,反應(yīng)i的活化能比反應(yīng)的大,反應(yīng)ii速率較快,不會(huì)有大量Fe3O4剩余,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)能量變化圖,總反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),絕熱密閉容器中反應(yīng)開始后溫度會(huì)升高,導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低,C正確;D.催化劑只能提高反應(yīng)速率,不能改變平衡轉(zhuǎn)化率,D錯(cuò)誤;故選C?!咀兪骄?】(2023秋·浙江·高三校聯(lián)考開學(xué)考試)在1L密閉容器中充入2和,不同溫度下發(fā)生反應(yīng)Cl2(g)+2NO(g)2ClNO(g)

ΔH<0,ClNO的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法不正確的是A.實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ反應(yīng)溫度大小關(guān)系:T1>T2>T3B.實(shí)驗(yàn)Ⅱ相比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ,除溫度不同外還可能使用了催化劑C.NO和Cl2的物質(zhì)的量之比保持不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.實(shí)驗(yàn)Ⅲ25min內(nèi)用NO表示的反應(yīng)速率為0.004mol/(L·min)【答案】D【解析】A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高平衡逆向移動(dòng),ClNO的體積分?jǐn)?shù)將減小,結(jié)合圖像可知T1>T2>T3,故A正確;B.由以上分析可知T1>T2,但T2對(duì)應(yīng)的速率比T1快,可知除溫度不同外還可能使用了催化劑使得速率加快,故B正確;C.NO和Cl2的起始物質(zhì)的量之比為3:2,變化量之比為2:1,則反應(yīng)過程中NO和Cl2的物質(zhì)的量之比始終發(fā)生改變,當(dāng)保持不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;D.根據(jù)已知條件列三段式:,,NO表示的反應(yīng)速率為mol/(L·min);故選:D。三年真題·兩年模擬三年真題·兩年模擬1.(2022·浙江舟山·舟山中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))半衰期為反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間,某溫度下,降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化劑作用下發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚降冰片烯,反應(yīng)物濃度與催化劑濃度及時(shí)間關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是A.其他條件相同時(shí),降冰片烯濃度越大,反應(yīng)速率越大B.條件②,0~125min,降冰片烯反應(yīng)的平均速率為C.其他條件相同時(shí),若將鈦雜環(huán)丁烷催化劑制成蜂窩形狀可提高該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率D.其他條件相同時(shí),將條件①中降冰片烯起始濃度增加為,則半衰期為250min【答案】D【解析】A.根據(jù)①和③的曲線變化可知,降冰片烯的反應(yīng)速率相等,則降冰片烯濃度與反應(yīng)速率沒有關(guān)系,A錯(cuò)誤;B.0125min,降冰片烯的濃度變化量為3mol/L,則平均反應(yīng)速率為,B錯(cuò)誤;C.催化劑只能改變反應(yīng)速率,不能改變反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率,C錯(cuò)誤;D.條件①中反應(yīng)速率為,且根據(jù)A中分析可知,降冰片烯濃度對(duì)反應(yīng)速率沒有影響,則將條件①的降冰片烯起始濃度增加為6mol/L,其濃度降為3mol/L需要250min,半衰期為250min,D正確;故答案選D。2.(2022·江蘇·模擬預(yù)測(cè))催化加氫合成二甲醚是一種資源化利用的方法,其過程中主要發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:反應(yīng)Ⅱ:在恒壓、和的起始量一定的條件下,平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)的選擇性隨溫度的變化如下圖所示。已知:的選擇性下列說法不正確的是A.反應(yīng)的焓變?yōu)锽.根據(jù)圖象推測(cè)C.其他條件不變時(shí),溫度越高,主要還原產(chǎn)物中碳元素的價(jià)態(tài)越低D.其他條件不變時(shí),增大體系壓強(qiáng)可以提升A點(diǎn)的選擇性【答案】C【解析】A.由蓋斯定律可知,II—I×2得到反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),則反應(yīng)的焓變?yōu)棣=ΔH2—2ΔH1,故A正確;B.反應(yīng)II是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小,由圖可知,溫度升高,二甲醚的選擇性降低,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大,說明反應(yīng)I向正反應(yīng)方向移動(dòng),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),焓變?chǔ)1>0,故B正確;C.由化合價(jià)代數(shù)和為0可知,二甲醚中碳元素的化合價(jià)為—2價(jià),由圖可知,溫度升高,二甲醚的選擇性降低,說明反應(yīng)以反應(yīng)I為主,碳元素的化合價(jià)為+2價(jià)的一氧化碳為主要還原產(chǎn)物,所以溫度越高,二氧化碳主要還原產(chǎn)物中碳元素的價(jià)態(tài)越高,故C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)I為氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡不移動(dòng),反應(yīng)II是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以增大體系壓強(qiáng)可以提升A點(diǎn)二甲醚的選擇性,故D正確;故選C。3.(2021·北京房山·統(tǒng)考二模)根據(jù)圖示所得出的結(jié)論不正確的是A.圖甲是CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,說明該反應(yīng)的ΔH<0B.圖乙是室溫下H2O2催化分解放出氧氣的反應(yīng)中c(H2O2)隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線,說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行H2O2分解速率保持不變C.圖丙是室溫下用0.1000mol·L1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L1某一元酸HX的滴定曲線,說明HX是弱酸D.圖丁是室溫下用Na2SO4除去溶液中Ba2+達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí),溶液中c(Ba2+)與c(SO)的關(guān)系曲線,說明溶液中c(SO)越大c(Ba2+)越小【答案】B【解析】A.由圖甲可知,隨著橫坐標(biāo)溫度的升高縱坐標(biāo)值在減小,為增函數(shù),所以K值也在減小,證明溫度升高,K值減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)方向吸熱,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,故A正確;B.反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快,根據(jù)圖乙可知,隨著時(shí)間推移,雙氧水濃度逐漸減小,所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行H2O2分解速率逐漸減小,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)圖丙可知,HX中未加NaOH溶液時(shí)的HX溶液中pH大于2,說明該溶液中HX不完全電離,所以HX為一元弱酸,故C正確;D.溫度不變,溶度積常數(shù)不變,,與成反比,所以c(SO)越大c(Ba2+)越小,故D正確;綜上答案為B。4.(2023·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))檸檬酸(H3Cit)是一種重要的三元有機(jī)中強(qiáng)酸。常溫下,一定pH范圍內(nèi),存在以下平衡:;;;。平衡常數(shù)依次為K0、K1、K2、K3。已知lgc(H2Cit)、1gc(HCit2)、lgc(Cit3)隨pH變化關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.隨pH增大,H3Cit(aq)的濃度保持不變B.直線L表示lgc(H2Cit)的變化情況C.D.pH<a時(shí)的某一pH范圍內(nèi),存在c(HCit2)>c(H2Cit)>c(Cit3)【答案】B【分析】由已知信息,K0=c[H3Cit(aq)],常溫下,K0為常數(shù),因此原溶液中c[H3Cit(aq)]始終不變。,,;,,,,,。因此,lgc(H2Cit)、lgc(HCit2)、lgc(Cit3)與pH的變化關(guān)系直線的斜率分別為1、2、3,據(jù)此分析解題?!窘馕觥緼.由分析可知,pH在一定范圍內(nèi)增大,H3Cit(aq)的濃度是不變的,A正確;B.由分析可知,直線L的斜率最大,表示lgc(Cit3)的變化情況,B錯(cuò)誤;C.由分析可知,M點(diǎn)存在,即,整理得,C正確;D.由分析可知,從圖像來看,pH<a時(shí)的某一pH范圍內(nèi),一定存在c(HCit2)>c(H2Cit)>c(Cit3)大小關(guān)系,D正確;故答案為:B。5.(2023·重慶·統(tǒng)考高考真題)逆水煤氣變換體系中存在以下兩個(gè)反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:反應(yīng)Ⅱ:在恒容條件下,按投料比進(jìn)行反應(yīng),平衡時(shí)含碳物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是A.反應(yīng)Ⅰ的,反應(yīng)Ⅱ的B.點(diǎn)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)C.點(diǎn)的壓強(qiáng)是的3倍D.若按投料,則曲線之間交點(diǎn)位置不變【答案】C【解析】A.隨著溫度的升高,甲烷含量減小、一氧化碳含量增大,則說明隨著溫度升高,反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng)、反應(yīng)Ⅰ正向移動(dòng),則反應(yīng)Ⅱ?yàn)榉艧岱磻?yīng)焓變小于零、反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng)焓變大于零,A錯(cuò)誤;B.點(diǎn)沒有甲烷產(chǎn)物,且二氧化碳、一氧化碳含量相等,投料,則此時(shí)反應(yīng)Ⅰ平衡時(shí)二氧化碳、氫氣、一氧化碳、水的物質(zhì)的量相等,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù),B錯(cuò)誤;C.點(diǎn)一氧化碳、甲烷物質(zhì)的量相等,結(jié)合反應(yīng)方程式的系數(shù)可知,生成水得總的物質(zhì)的量為甲烷的3倍,結(jié)合阿伏伽德羅定律可知,的壓強(qiáng)是的3倍,C正確;D.反應(yīng)Ⅰ為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)、反應(yīng)Ⅱ?yàn)闅怏w分子數(shù)減小的反應(yīng);若按投料,相當(dāng)于增加氫氣的投料,會(huì)使得甲烷含量增大,導(dǎo)致甲烷、一氧化碳曲線之間交點(diǎn)位置發(fā)生改變,D錯(cuò)誤;故選C。6.(2023·湖南·統(tǒng)考高考真題)向一恒容密閉容器中加入和一定量的,發(fā)生反應(yīng):。的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示。下列

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