5 熱點題型9 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像題

熱點題型9

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像題熱點一衡的影響

利用速率-時間圖像的“斷點”探究外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平1.當可逆反應(yīng)達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率-間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，根據(jù)出現(xiàn)“斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷。2.速率時間圖像改變反應(yīng)物的濃度(無斷點)改變生成物的濃度(無斷點)改變氣體體系的壓強(有斷點)①對于正反應(yīng)方向為氣體體積增大(或減小)的反應(yīng)②對于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)改變溫度(有斷點)

223逆223逆逆正對于正反應(yīng)放熱(或吸熱)的反應(yīng)加催化劑(有斷點)條件增強，曲線在原圖像的上方；條件減弱，曲線在原圖像的下方。(2)度改變，圖像曲線一條無斷，一條有斷點；其他條件改變時圖像曲線均有斷點。1．對于反(g)＋(g)(g)已達平衡，如果其他條件不變時分別改變下列條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡產(chǎn)生影響下列條件與圖像不相符的是(Ot：正＝v逆；t時改變條件，時重新建立平衡)()解析C時要注意改變條件瞬間

的變化氧氣的濃，v

增大，v瞬間不，A正確；增大壓，v都增大v增大的倍數(shù)

2230112334455223011233445513134012345667逆大于v，正確；升高溫，vv都瞬間增大v增大的倍數(shù)大于v，C項錯誤；加入催化劑，v

、v同時同等倍數(shù)增，D項正確。2．在一密容器中發(fā)生反應(yīng)N(g)＋3H2NH(g)，達到平衡后，只改變某一個條件時，反應(yīng)速率與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。回答下列問題：處于平衡狀態(tài)的時間段是_______(填字母，下同。A．～tC．t～t．t～t

B．t～tD．t～tF．t～t判斷t、t、t時刻分別改變的一個條件。A．增大強C．升高溫度．加催化劑

B．減小壓強D．降低溫度F．充入氮氣t時刻_______；時_t時刻________依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時間段中，氨的百分含量最高的是________。A．～tC．t～t

B．t～tD．t～t如果在t時刻，從反應(yīng)體系中分離出部分氨，時刻反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，請在圖中畫出反應(yīng)速率的變化曲線。解析：根據(jù)圖示可知，t0t2ttt、t5t時間段內(nèi)v

、v

相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。(2)t

1

時，v

、v同時增大，且v增大得更平衡向逆反應(yīng)方向移動，以t

1

時改變的條件是升高溫度t3時v

v同時增大且增大量相同，衡不移動，以t

3

時改變的條件是加催化劑t4時，

v

124530101362223222124530101362223222222223

同時減小，衡向逆反應(yīng)方向移所以t4

時改變的條件是減小壓強(3)根據(jù)圖示可知t

～tt時間段內(nèi)平衡均向逆反應(yīng)方向移動NH的含量均比t～t時間段的低，所以t～t時間段內(nèi)NH的百分含量最高(4)t時刻分離出部分NHv

瞬間減小，后逐漸增，v在原來基礎(chǔ)上逐漸減小，t

7

時刻二者相等，反應(yīng)重新達到平衡，據(jù)此可畫出反應(yīng)速率的變化曲線。答案：(2)CB(3)A(4)3．煤化工以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。(1)水蒸氣通過紅熱木炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為＋HO(g)＋H(g)

H＋131.3

。能使該化學(xué)反應(yīng)速率加快的措施有_填序號)。①增加C的物質(zhì)的量②升高反應(yīng)溫度③隨時吸收CO、H轉(zhuǎn)化為OH④密閉定容容器中充入將不同物質(zhì)的量的CO(g)和O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應(yīng)CO(g)＋O(g)

CO＋(g)，得到如下兩組數(shù)據(jù)：實驗組

溫度/

起始量/molH

平衡量/molHCO

達到平衡所需時間/min12

650900

21

42

1.60.4

2.41.6

53①實驗1以v(CO)表示的化學(xué)反應(yīng)速率為。②該反應(yīng)的逆反應(yīng)為_填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。在一容積為2L的密閉容器內(nèi)加入2和6H，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)CO(g)2H(g)

ΔH<0該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時

137288456137288456462間的關(guān)系如圖所示：①由圖可知反應(yīng)在、t、t時都達到了平衡，而在、t時都改變了條件，試判斷t時改變的條件可能是________________②若t時降壓t時達到平衡時增大反應(yīng)物的濃度在上圖中畫出～t時逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系曲線。解析：增加的物質(zhì)的量，不能改變其濃度，不能加快化學(xué)反應(yīng)速率；吸收COH2

相當于降低生成物的濃，化學(xué)反應(yīng)速率減慢；充入CO增大生成物的濃度，使化學(xué)反應(yīng)速率加快。(2)①2

)

4－2.42L×5min

＝0.16mol·L②對比實驗1可知升高溫度，生成H

的量減少，說明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之和不等t

8

時逆反應(yīng)速率急劇增大且與正反應(yīng)速率相等能是加催化劑的原因t

4

時降壓，平衡左移，v急劇減小，然后在t

5

時平衡。答案：②④

①mol·L

·min

－

②吸①使用了催化劑②熱點二

常規(guī)圖像分類突破一)圖像類型1．濃度時間圖像如A(g)＋B(g)AB(g)

A2121AA2121A12A2232．轉(zhuǎn)化(百分含量)-溫度壓強)-時間圖像已知不同溫度或壓強下應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)與時間的關(guān)系曲線，推斷溫度的高低及反應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強的大小及氣體物質(zhì)間的化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系。[以A(g)＋C(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α為例說明]解答這類圖像題時應(yīng)注意以下兩點：“先拐先平，數(shù)值大”原則分析反應(yīng)由開始(起始物質(zhì)相同時)到平衡所用時間的長短可推知反應(yīng)條件的變化。①若為溫度變化引起度較高時達平衡所需時間短圖甲中T>。②若為壓強變化引起強較大時應(yīng)達平衡所需時間短乙中>p。③若為是否使用催化劑引起，使用適宜催化劑時，反應(yīng)達平衡所需時間短。如圖丙中a用了催化劑。正確掌握圖像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法①圖甲中，T>，升高溫度α降低，平衡逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②圖乙中，p>p，增大壓強，α升高，平衡正向移動，則正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。③若縱坐標表示A的百分含量，則圖甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，圖乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。3．速率溫度壓強)圖像例如：N(g)＋3H(g)2NH(g)＝－92.4kJ·mol(如圖)曲線的意義是外界條件(如溫度、壓強等對正、逆反應(yīng)速率影響的變化趨勢

1131及變化幅度圖中交點是平衡狀態(tài)溫度升高后逆反應(yīng)速率增大得快平衡逆向移動；壓強增大后正反應(yīng)速率增大得快，平衡正向移動。4．恒壓或恒溫)線圖像α表某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，φ表示某反應(yīng)物的氣體體積分數(shù))圖①，若p>p>p，則正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，H<0；圖②，若T>，則正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，H<0。5．幾種殊圖像如下圖，對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nC(g)＋qM前，表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)物開始，則v>；M為剛達到的平衡點；M后為平衡受正逆溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加或的百分含量減少，平衡逆向移動，故正反應(yīng)ΔH<0。如右圖對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)p＋qD(g)L上所有的點都是平衡點。L線左上方的點(點)，的百分含量大于此壓強時平衡體系中的A的百分含量，所以，E點v>；則L線右下方的點()，vv。正逆正逆二)解題步驟三)解題技巧1．先拐平

正正逆逆322在含量轉(zhuǎn)化率)-時間曲線中先出現(xiàn)拐點的先達到平衡說明該曲線反應(yīng)速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強較大等。2．定一二當圖像中有三個量時先確定一個量不變再討論另外兩個量的關(guān)系有時還需要作輔助線。3．三步析法一看反應(yīng)速率是增大還是減??；二看v的相對大??；三看化學(xué)平衡移正逆動的方向。4(2021·新高三質(zhì)檢)可逆反應(yīng)mA(g)B(g)＋p

H＝溫度和壓強的變化對正逆反應(yīng)速率的影響分別符合以下兩個圖像下列敘述正確的是()A．m>n，>0C．m>n，<0

B．>n＋p，>0D．mn＋p，解析：選C由圖像可知正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率的交叉點為平衡狀態(tài)；達到平衡時，高溫度，v都增大且v>，衡向逆反應(yīng)方向移，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)故Δ<0即Q到平衡時增大壓強v都增大，且vv，平衡向正反應(yīng)方向移動正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)故>n，C項正確。5．已知逆反應(yīng)：4NH(g)＋5O(g)＋6HO(g)

Δ＝025()

1

，若反應(yīng)物的起始物質(zhì)的量相同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是

解析：C因為正反應(yīng)為放熱反，高溫度，應(yīng)速率加快，到平衡所用時間減少，但是平衡向逆反應(yīng)方向移動NO的量減小，A正確，C項錯誤；增大壓反應(yīng)速率加快，到平衡所用時間減少正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動NO含量減小，B正確；催化劑對平衡沒有影響是加快反應(yīng)速率短達到平衡所用的時間D正確。6．武漢高三模一化學(xué)平衡A(g)＋nB(g)p＋qD(g)A的轉(zhuǎn)化率與壓強、溫度的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是)A．正反是放熱反應(yīng)；m＋np＋qB．正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；＋n<p＋qC．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；m＋np＋qD．正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；mnp＋q解析：選D圖像中有三個應(yīng)定一個量來分別討論另外兩個量之間的關(guān)系。定壓強，討論溫度與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一壓強下，溫度越高A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；定溫度討論壓強與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一溫度下，強越大，A的轉(zhuǎn)化率越高說明正反應(yīng)是體積縮小的反，即＋n>pq

232522－113211逆2223232522－113211逆2223327臭氧在煙氣脫硝中的反應(yīng)為2NO(g)＋ON(g)＋O(g)若此反應(yīng)在恒容密閉容器中進行，相關(guān)圖像如下，其中對應(yīng)分析結(jié)論正確的是()AB平衡后升溫，NO含量降低C

0～2內(nèi)，v(O)＝0．2D

－1v：b點>a點正b：v>逆正

恒溫，t時再充入O解析：CA項，題圖可知，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，衡后升高溫度，衡逆向移動NO2

1含量升誤題圖可知02內(nèi)3)v(NO

)＝2

×

－0.4)L2s

＝0.1mol·L

誤C題圖可知高溫度，NO2的體積分數(shù)增大速率增大，

b>a點b反應(yīng)逆向進行，vv

，正確；D項，若t

1

時再充入3，衡正向移動，v

>，與圖像不符，誤。熱點三

新型圖像突破新型圖像往往根據(jù)實際工業(yè)生產(chǎn)，結(jié)合圖像，分析投料比、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的變化此類題目信息量較大能充分考查學(xué)生讀圖取信息解決問題的能力，在高考中受到命題者的青睞。8轉(zhuǎn)化率投料比-溫度圖像)將燃煤廢氣中的轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為2CO(g)＋6H

催化劑

(g)＋O(g)已知在壓強為該反

2222232322223223222223232222322323222xx2應(yīng)在不同溫度、不同投料比時，的轉(zhuǎn)化率如圖：此反________(填“放熱”或“吸熱”)若溫度不變，增大投料比[n)/(CO)]，則平衡常K將________(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：題圖可知，投料比一定時溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越，以升溫平衡左移，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。平衡常數(shù)只與溫度有不隨投料比的變化而變化。答案：放熱

不變9(廢物回收及污染物處理圖像)(1)一定條件下，、NiO或Cr做催化劑對燃煤煙氣進行回收，反應(yīng)為

2CO(g)SO(g)

催化劑

2CO(g)＝－270①其他條件相同化劑不同的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖1O和做催化劑均能使SO的轉(zhuǎn)化率達到最高，不考慮催化劑價格因素，選擇Fe的主要優(yōu)點是_；②某科研小組用FeO做催化劑，在380℃時，分別研究了(CO)∶)∶1SO轉(zhuǎn)化率的變化情況(表n∶(SO)＝3∶1的變化曲線為_汽車使用乙醇汽油并不能減少NO的排放，這使NO的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要研究課題。某研究小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，測得轉(zhuǎn)化為N的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度變化的情況如圖3所示。

2232342332232342332若不使用CO，溫度超過K時，發(fā)現(xiàn)NO分解率降低，其可能的原因是____________________________________________________________；在nn＝的條件下，應(yīng)控制的最佳溫度在左右。答案：①O做催化劑時，在相對較低溫度下即可獲得較高SO轉(zhuǎn)化率，從而節(jié)約能源②a的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度不利于分解反應(yīng)正向進行

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