高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHUASHEJI微專題2化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像PARTONE1.化學(xué)反應(yīng)速率圖像及分析(1)“漸變”類v-t圖像及分析圖像分析結(jié)論t1時(shí)v'(正)突然增大,v'(逆)逐漸增大;v'(正)>v'(逆),平衡向正反應(yīng)方向移動其他條件不變,t1時(shí)增大反應(yīng)物的濃度t1時(shí)v'(正)突然減小,v'(逆)逐漸減小;v'(逆)>v'(正),平衡向逆反應(yīng)方向移動其他條件不變,t1時(shí)減小反應(yīng)物的濃度專題闡釋圖像分析結(jié)論t1時(shí)v'(逆)突然增大,v'(正)逐漸增大;v'(逆)>v'(正),平衡向逆反應(yīng)方向移動其他條件不變,t1時(shí)增大生成物的濃度t1時(shí)v'(逆)突然減小,v'(正)逐漸減小;v'(正)>v'(逆),平衡向正反應(yīng)方向移動其他條件不變,t1時(shí)減小生成物的濃度圖像t1時(shí)刻改變的條件溫度升高降低升高降低正反應(yīng)為放熱的反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱的反應(yīng)壓強(qiáng)增大減小增大減小正反應(yīng)是氣體總體積增大的反應(yīng)正反應(yīng)是氣體總體積減小的反應(yīng)(2)“斷點(diǎn)”類v-t圖像及分析圖像分析結(jié)論t1時(shí)v'(正)、v'(逆)均突然增大且v'(正)=v'(逆),平衡不移動其他條件不變,t1時(shí)使用催化劑其他條件不變,t1時(shí)增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且反應(yīng)前后氣體體積無變化t1時(shí)v'(正)、v'(逆)均突然減小且v'(正)=v'(逆),平衡不移動其他條件不變,t1時(shí)減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且反應(yīng)前后氣體體積無變化(3)“平臺”類v-t圖像及分析例1(2023·海南卷,13改編)工業(yè)上苯乙烯的生產(chǎn)主要采用乙苯脫氫工藝:

反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率(v)隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(

)A.曲線①表示的是逆反應(yīng)的v-t關(guān)系B.t1、t2時(shí)刻體系均處于平衡狀態(tài)C.反應(yīng)進(jìn)行到t1時(shí),Q>K(Q為濃度商)D.催化劑存在時(shí),v1、v2都增大D解析開始時(shí),反應(yīng)物濃度最大,生成物濃度為0,則正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速率為0,故曲線①表示的是正反應(yīng)的v-t關(guān)系,曲線②表示的是逆反應(yīng)的v-t關(guān)系,A錯(cuò)誤;t1時(shí)刻后一段時(shí)間,正、逆反應(yīng)速率仍不斷變化,且不相等,故t1時(shí)刻體系未達(dá)到平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;t1時(shí)刻后,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,則反應(yīng)正向進(jìn)行,故有Q<K,C錯(cuò)誤;催化劑能降低反應(yīng)的活化能,從而提高活化分子的百分?jǐn)?shù),使反應(yīng)的v1、v2都增大,D正確。2.化學(xué)平衡圖像及分析(1)濃度(轉(zhuǎn)化率、百分含量等)—時(shí)間圖像及分析下列圖中,C%指生成物的百分含量,B%指反應(yīng)物的百分含量。①溫度對化學(xué)平衡的影響②壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響③催化劑對化學(xué)平衡的影響

(2)轉(zhuǎn)化率(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量等)與壓強(qiáng)及溫度的關(guān)系圖像(α表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,n表示反應(yīng)物平衡時(shí)的物質(zhì)的量)圖①,若p1>p2>p3,則正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),正反應(yīng)ΔH<0;圖②,若T1>T2,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。(3)兩類特殊圖像①對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如圖所示,不同溫度下反應(yīng)相同時(shí)間時(shí)物質(zhì)的百分含量。M點(diǎn)前,表示從反應(yīng)開始,v(正)>v(逆);M點(diǎn)為剛達(dá)到平衡點(diǎn);M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況,即升高溫度,A%增加或C%減少,平衡逆向移動,則有正反應(yīng)ΔH<0。②對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如圖所示,L線上所有的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)。L線的上方(E點(diǎn)),A%大于此壓強(qiáng)時(shí)平衡體系中A%,則E點(diǎn)滿足v(正)>v(逆);同理L線的下方(F點(diǎn))滿足v(正)<v(逆)。例2(2024·吉林卷)異山梨醇是一種由生物質(zhì)制備的高附加值化學(xué)品；150℃時(shí)制備過程及相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示，15h后異山梨醇濃度不再變化。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.3h時(shí)，反應(yīng)②正、逆反應(yīng)速率相等B.該溫度下的平均常數(shù)：①＞②C.

0~3h平均速率v（異山梨醇）=0.014mol·kg-1·h-1D.反應(yīng)②加入催化劑不改變其平衡轉(zhuǎn)化率答案

A解析由題干結(jié)合圖像可知,3h時(shí)山梨醇的濃度基本為零，1，4-失水山梨醇的濃度先增加后減少，異山梨醇的濃度逐漸增加，在15h時(shí)基本不變，反應(yīng)達(dá)到平衡。3h后，各物質(zhì)的濃度還在變化，反應(yīng)②未達(dá)平衡，正、逆反應(yīng)速率不相等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，反應(yīng)①中的反應(yīng)物山梨醇最終幾乎完全消耗，所以反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1接近無窮大，而反應(yīng)②中的反應(yīng)物最終還有，故反應(yīng)②的平衡常數(shù)K2

＜K1

，B項(xiàng)正確；

0~3h時(shí)異山梨醇的濃度變化為

0.042mol·kg-1，所以其平均速率v==0.014mol·kg-1·h-1，C項(xiàng)正確；催化劑只影響化學(xué)反應(yīng)速率，不會改變平衡轉(zhuǎn)化率，

D項(xiàng)正確。思維建模解答化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題的思維流程1.(2024·福建漳州十校聯(lián)考)已知可逆反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g)

ΔH<0。

已知在t1、t3、t5、t7時(shí)反應(yīng)都達(dá)到了平衡,如果t2、t4、t6、t8時(shí)都只改變各不相同的一個(gè)反應(yīng)條件,則下列對t2、t4、t6、t8時(shí)改變條件的判斷正確的是(

)A.降低溫度、增大壓強(qiáng)、減小反應(yīng)物濃度、使用催化劑B.使用催化劑、增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物濃度、升高溫度C.增大反應(yīng)物濃度、使用催化劑、減小壓強(qiáng)、升高溫度D.升高溫度、減小壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物濃度、使用催化劑D專題精練解析t2時(shí)刻改變條件,v(正)瞬間增大,隨后v(正)仍逐漸增大,說明平衡逆向移動,只能升高溫度或增大壓強(qiáng),而增大壓強(qiáng)會使平衡正向移動,故t2時(shí)刻改變條件是升高溫度。t4時(shí)刻改變條件,v(逆)瞬間減小,改變的條件只能是降低溫度或減小壓強(qiáng),隨后v(逆)逐漸減小直至達(dá)到平衡,說明平衡逆向移動,故t4時(shí)刻改變的條件是減小壓強(qiáng)。t6時(shí)刻改變條件,v(逆)逐漸增大,說明平衡正向移動,曲線不存在“斷點(diǎn)”,則t6時(shí)刻改變條件是增大反應(yīng)物濃度。t8時(shí)刻改變條件,正、逆反應(yīng)同等程度地改變,平衡不移動,故改變的條件是使用催化劑。2.對密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng):X(g)+3Y(g)2Z(g),根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖所示的圖像,下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.依據(jù)圖甲可判斷正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.在圖乙中,虛線可表示使用了催化劑后X的轉(zhuǎn)化率C.圖丙可表示減小壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動D.依據(jù)圖丁中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量隨溫度的變化情況,可推知正反應(yīng)的ΔH<0C解析依據(jù)圖像分析,溫度升高時(shí)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,平衡逆向進(jìn)行,則逆向是吸熱反應(yīng),正向是放熱反應(yīng),A正確;使用催化劑化學(xué)反應(yīng)速率增大,可縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,化學(xué)平衡不移動,X的轉(zhuǎn)化率不變,B正確;正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng),減小壓強(qiáng)使平衡逆向移動,則v(正)<v(逆),但減小壓強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)速率減小,故v(正)、v(逆)均減小,C錯(cuò)誤;溫度升高平均相對分子質(zhì)量減小,由于氣體總質(zhì)量不變,則氣體總物質(zhì)的量變大,平衡逆向移動,說明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即ΔH<0,D正確。3.(2024·浙江杭州聯(lián)考)可逆反應(yīng)mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)進(jìn)行過程中,當(dāng)其他條件不變時(shí),C(g)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度(T)和壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖。根據(jù)圖中曲線分析,下列敘述正確的是(

)A.到達(dá)平衡后,若使用催化劑,C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大B.平衡后,若升高溫度,平衡則向逆反應(yīng)方向移動C.平衡后,增大A的量,有利于平衡向正反應(yīng)方向移動D.化學(xué)方程式中一定有m+n<p+qB解析由圖甲知,T2先出現(xiàn)拐點(diǎn),說明T2>T1,升高溫度,C%減小,則平衡逆向移動,升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)移動,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng);由圖乙可知,p2先出現(xiàn)拐點(diǎn),故p2>p1,增大壓強(qiáng),C%減小,則平衡逆向移動,增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動,故n<p+q。使用催化劑,可縮短達(dá)到平衡的時(shí)間,但平衡不移動,C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變,A錯(cuò)誤;升高溫度,C%減小,則平衡逆向移動,B正確;達(dá)到平衡后增加A的量,因A為固體,對平衡無影響,C錯(cuò)誤;增大壓強(qiáng),C%減小,則平衡逆向移動,增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動,故n<p+q,但不能確定m+n<p+q,D錯(cuò)誤。4.對于可逆反應(yīng)mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g),當(dāng)其他條件不變時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)[φ(C)]在不同溫度(T)和不同壓強(qiáng)(p)下隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是(

)A.達(dá)到平衡后,若使用催化劑,A(s)和B(g)的量都將減少B.正反應(yīng)的ΔH<0C.化學(xué)方程式中,n>e+fD.達(dá)到平衡后,增大壓強(qiáng)或者升高溫度時(shí)平衡移動方向不一致B解析達(dá)到平衡后,使用催化劑,平衡不發(fā)生移動,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的量均不發(fā)生變化,A錯(cuò)誤;根據(jù)C的體積分?jǐn)?shù)在不同溫度下隨時(shí)間的變化關(guān)系可知,T2比T1先出現(xiàn)拐點(diǎn),說明T2>T1,T2時(shí)C的平衡體積分?jǐn)?shù)比T1時(shí)小,說明升高溫度,平衡逆向移動,則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),正反應(yīng)的ΔH<0,B正確;根據(jù)C的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨時(shí)間的變化關(guān)系可知,p2比p1先出現(xiàn)拐點(diǎn),說明p2>p1,p2時(shí)C的平衡體積分?jǐn)?shù)比p1時(shí)小,說明增大壓強(qiáng),平衡逆向移動,則化學(xué)方程式中n<e+f,C錯(cuò)誤;由前面分析可知,增大壓強(qiáng)或者升高溫度時(shí),平衡均逆向移動,D錯(cuò)誤。5.向恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng):2X(g)Y(g),溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時(shí)間t變化的曲線如圖所示,下列敘述正確的是(

)A.正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能C.M點(diǎn)時(shí)再加入一定量X,平衡后X的轉(zhuǎn)化率增大D.該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量大于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量C解析由平衡圖像可知,不同溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間T1小于T2,則反應(yīng)溫度T1高于T2,升高溫度,反應(yīng)物X的濃度增大,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能,