熱點(diǎn)強(qiáng)化19有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的圖像

分析與繪制題組一圖像中特殊點(diǎn)的分析例1用(NH4)2CO3捕碳的反應(yīng)：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)===2NH4HCO3(aq)。為研究溫度對(duì)(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響，將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中，并充入一定量的CO2氣體，保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變，分別在不同溫度下，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)得CO2氣體濃度，得到趨勢(shì)圖如圖所示。(1)c點(diǎn)的逆反應(yīng)速率和d點(diǎn)的正反應(yīng)速率的大小命題探究關(guān)系為v逆(c)______(填“＞”“＝”或“＜”)v正(d)。(2)b、c、d三點(diǎn)的平衡常數(shù)Kb、Kc、Kd從大到小的順序?yàn)開(kāi)______________。(3)T3～T4溫度區(qū)間，容器內(nèi)CO2氣體濃度呈現(xiàn)增大的變化趨勢(shì)，其原因是___________________________________________________________________________________________________________________。＜Kb＞Kc＞KdT3～T4溫度區(qū)間，化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，不利于CO2的捕獲【解析】(1)溫度越高，反應(yīng)速率越大，d點(diǎn)溫度高，則c點(diǎn)的逆反應(yīng)速率小于d點(diǎn)的逆反應(yīng)速率，由于d點(diǎn)時(shí)反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，v正(d)＝v逆(d)，則c點(diǎn)的逆反應(yīng)速率和d點(diǎn)的正反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v逆(c)＜v正(d)。(2)根據(jù)圖像可知，溫度為T(mén)3時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此后溫度升高，c(CO2)增大，說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，故Kb＞Kc＞Kd。[歸納總結(jié)](1)如圖1所示，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，分別在不同溫度下，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)定A的百分含量(A%)和C的百分含量(C%)。M點(diǎn)前，表示從反應(yīng)物開(kāi)始，v正>v逆，反應(yīng)正向進(jìn)行；M點(diǎn)表示反應(yīng)剛達(dá)到平衡；M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加或C的百分含量減少，平衡左移，故ΔH＜0。(2)如圖2所示，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)；L線的左上方(如E點(diǎn))，A的百分含量大于此壓強(qiáng)時(shí)平衡體系中A的百分含量，所以，E點(diǎn)：v正>v逆；同理可知，L線的右下方(如F點(diǎn))：v正＜v逆。題組二曲線變化趨勢(shì)的分析例2一種新型煤氣化燃燒集成制氫發(fā)生的主要反應(yīng)如下：Ⅰ.C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)

ΔH1Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)

ΔH2Ⅲ.CaO(s)＋CO2(g)?CaCO3(s)

ΔH3Ⅳ.C(s)＋2H2O(g)＋CaO(s)?CaCO3(s)＋2H2(g)

ΔH4＝－64.9kJ·mol－1副反應(yīng)：Ⅴ.C(s)＋2H2(g)?CH4(g)

ΔH5＝－74.8kJ·mol－1Ⅵ.CO(g)＋3H2(g)?CH4(g)＋H2O(g)ΔH6＝－206.1kJ·mol－1回答下列問(wèn)題：(1)已知反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡常數(shù)K1、K2隨溫度的變化如圖1、圖2所示。①由反應(yīng)Ⅴ和反應(yīng)Ⅵ可知，ΔH1＝_____________________；反應(yīng)Ⅰ的ΔS______(填“>”或“<”)0。②溫度小于800℃時(shí)，K1＝0，原因是_____________________________。③為提高反應(yīng)Ⅱ中CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是____________________________(寫(xiě)一條)。④T

℃時(shí)，向密閉容器中充入1molCO(g)和3molH2O(g)，只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，此時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2＝1，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_________。＋131.3kJ·mol－1＞未達(dá)到反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度增大(或適當(dāng)降低溫度等)75%(2)從環(huán)境保護(hù)角度分析，該制氫工藝中設(shè)計(jì)反應(yīng)Ⅲ的優(yōu)點(diǎn)是________________________________。(3)起始時(shí)在氣化爐中加入1molC、2molH2O及1molCaO，在2.5MPa下反應(yīng)，達(dá)到平衡后體系中氣體的組成與溫度的關(guān)系如圖3所示。能減少溫室氣體(CO2)的排放①200～725℃時(shí)，CH4的量不斷減少的原因是_________________________________________________________。②725～900℃時(shí)，H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)快速減小，其原因是_______________________________________。③制氫生產(chǎn)中控制溫度為750℃左右，不采用850℃以上溫度的原因是______________________________________________________________。反應(yīng)Ⅴ和反應(yīng)Ⅵ均為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)CaCO3開(kāi)始分解，生成的CO2與H2反應(yīng)850℃以上時(shí)，氣體中CO和CO2的含量高，不利于提純(合理即可)題組三圖像的繪制例32025·長(zhǎng)興中學(xué)模擬在催化劑作用下，CO與H2可以直接合成甲醇。一定條件下，向2L恒容密閉容器中充入1molCO和2molH2發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)

ΔH。CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)的關(guān)系如圖1所示。其他條件相同時(shí)，某同學(xué)研究該甲醇合成反應(yīng)在不同催化劑Ⅰ或Ⅱ作用下，反應(yīng)相同時(shí)間，CO的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化情況。請(qǐng)?jiān)趫D2中補(bǔ)充T

℃后的變化情況(在反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，不考慮催化劑失活情況)?！敬鸢浮俊窘馕觥坑蓤D1可知，隨溫度升高，CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。在不同的溫度下反應(yīng)相同的時(shí)間，溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率較小，隨溫度升高反應(yīng)速率逐漸增大，CO的轉(zhuǎn)化率也逐漸增大；當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，再升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率減小。根據(jù)圖2中所給的部分圖可知，催化劑Ⅰ的催化效果較好，相同時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡所需的溫度較低，但催化劑不會(huì)影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，最終兩種催化劑作用下平衡狀態(tài)相同。1．用H2還原CO2可以在一定條件下合成CH3OH(不考慮副反應(yīng))，反應(yīng)為CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH<0。恒壓下，按CO2和H2的起始物質(zhì)的量之比為1∶3投料，該反應(yīng)在無(wú)分子篩膜時(shí)甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩膜時(shí)甲醇的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示，其中分子篩膜能選擇性分離出H2O。(1)甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因?yàn)閺?qiáng)化專練_____________________________________________。(2)P點(diǎn)甲醇產(chǎn)率高于T點(diǎn)的原因?yàn)開(kāi)__________________________________________________________________________。(3)根據(jù)上圖，在此條件下采用該分子篩膜時(shí)的最佳反應(yīng)溫度為_(kāi)____℃?！窘馕觥?1)合成甲醇的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，甲醇產(chǎn)率降低。(2)P點(diǎn)有分子篩膜，T點(diǎn)無(wú)分子篩膜，而分子篩膜能選擇性分離出H2O，使平衡正向移動(dòng)，提高甲醇的產(chǎn)率。(3)由圖可知，當(dāng)有分子篩膜，溫度為210℃時(shí)，甲醇產(chǎn)率最大，故該分子篩膜的最佳反應(yīng)溫度為210℃。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)

分子篩膜從反應(yīng)體系中不斷分離出H2O，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，甲醇產(chǎn)率升高2102．汽車尾氣是霧霾形成的原因之一，研究氮氧化物的處理方法能有效減少霧霾的形成，可采用氧化還原法脫硝：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)

ΔH<0。根據(jù)下圖判斷脫硝的最佳反應(yīng)條件是___________________________________；氨氮物質(zhì)的量之比一定時(shí)，在400℃時(shí)，脫硝效率最大，其可能的原因是________________________________________________________________________________。氨氮物質(zhì)的量之比為1，溫度為400℃

在400℃時(shí)，催化劑的活性最好，催化效率最高，同時(shí)400℃溫度較高，反應(yīng)速率較大3．一定溫度下，氮的氧化物之間存在轉(zhuǎn)化：N2O4(g)?2NO2(g)，在密閉容器中通入一定量的N2O4，各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。保持其他條件不變，在80s時(shí)將容器容積壓縮至原來(lái)的一半并保持恒容，畫(huà)出80～160s內(nèi)c(N2O4)隨時(shí)間(t)的變化曲線。【答案】4．2025·金華外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬已知：2NO(g)＋2CO(g)?N2(g)＋2CO2(g)

ΔH＜0。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，v正＝k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆＝k逆·c