新教材2024高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)專題8化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡考點3化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像教師用書

考點3化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像核心梳理1.三類基本圖像反應(yīng)mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0。(1)速率—時間圖——注意斷點[圖像分析]t1時增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率瞬間增大，然后逐漸減小，而逆反應(yīng)速率逐漸增大；t2時升高溫度，對任何反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大，吸熱反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大較快；t3時減小壓強(qiáng)，容器容積增大，濃度變小，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減??；t4時使用催化劑，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均瞬間同倍數(shù)增大。(2)轉(zhuǎn)化率(或含量)—時間圖——先拐先平[圖像分析]甲表示壓強(qiáng)對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于氣體反應(yīng)物化學(xué)計量數(shù)之和大于氣體生成物化學(xué)計量數(shù)之和的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；乙表示溫度對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于吸熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；丙表示催化劑對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(3)恒壓(溫)線——定一議二[圖像分析]分析時可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線，即為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對該反應(yīng)的影響。2．解答化學(xué)平衡圖像題四步驟典題精研考向1常規(guī)圖像的分析與應(yīng)用例5已知：A(g)＋2B(g)?3C(g)ΔH<0，向一恒溫恒容的密閉容器中充入1molA和3molB發(fā)生反應(yīng)，t1時達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ，在t2時改變某一條件，t3時重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，正反應(yīng)速率隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡B．t2時改變的條件：向容器中加入CC．平衡時A的體積分?jǐn)?shù)φ：φ(Ⅱ)<φ(Ⅰ)D．平衡常數(shù)K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ)練5工業(yè)上生產(chǎn)CO是由焦炭和CO2在高溫反應(yīng)而得?，F(xiàn)將焦炭和CO2放入體積為2L的剛性密閉容器中，高溫下進(jìn)行下列反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)?2CO(g)ΔH＝QkJ·mol－1。圖為CO2、CO的物質(zhì)的量n隨時間t的變化關(guān)系圖。下列說法正確的是()A．0～1min，v(CO)＝1mol·L－1·min－1；1～3min時，v正(CO)＝v逆(CO2)B．當(dāng)容器內(nèi)的氣體密度(D)不變時，反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)，且<1C．5min時再充入一定量的CO，a、d曲線分別表示n(CO)、n(CO2)的變化D．3min時溫度由T1升高到T2，則Q>0，再達(dá)平衡時≈4.7考向2陌生圖像的分析與應(yīng)用例6一定條件下，反應(yīng)6H2(g)＋2CO2(g)?C2H5OH(g)＋3H2O(g)的數(shù)據(jù)如圖所示。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的ΔH>0B．達(dá)平衡時，v正(H2)＝v逆(CO2)C．b點對應(yīng)的平衡常數(shù)K值大于c點D．a(chǎn)點對應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為90%練6工業(yè)上利用S8與CH4為原料制備CS2，發(fā)生反應(yīng)S8(s)?4S2(g)、2S2(g)＋CH4(g)?CS2(g)＋2H2S(g)，在密閉容器中，原料為1∶1時，部分物質(zhì)變化曲線如圖所示，下列說法正確的是()A．生成CS2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．一定溫度下，氣體總壓不變時反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)C．應(yīng)在低溫下進(jìn)行反應(yīng)以提高產(chǎn)出效率D．當(dāng)溫度為450℃時，S8轉(zhuǎn)化率為69.5%[例5]解析：該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的總物質(zhì)的量始終不變，總壓強(qiáng)始終不變，A錯誤；t2時，設(shè)向容器中加入3molC，正反應(yīng)速率逐漸增大，達(dá)到新的平衡后保持不變，變化情況與圖像相符，B正確；t2時，設(shè)向容器中加入3molC，相當(dāng)于加入1molA和2molB，A的比例增大，體積分?jǐn)?shù)增大，即φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C錯誤；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D錯誤。答案：B[練5]解析：由圖可知，0～1min，一氧化碳物質(zhì)的量增加2mol，則反應(yīng)速率v(CO)＝＝1mol·L－1·min－1；1～3min時，平衡不移動，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則v正(CO)＝2v逆(CO2)，A錯誤；該反應(yīng)反應(yīng)前后質(zhì)量發(fā)生變化，體積不變，則其密度為變量，當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不變時，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；根據(jù)ρ＝知，體積不變，反應(yīng)達(dá)到平衡時，氣體的質(zhì)量增大，則平衡時氣體的密度大于起始時氣體的密度，則>1，B錯誤；5min時再充入一定量的CO，CO的物質(zhì)的量瞬間增大，平衡逆向移動，CO的物質(zhì)的量又逐漸減小，5min時CO2濃度不變，平衡逆向移動，CO2的物質(zhì)的量逐漸增大，則b表示n(CO2)的變化，c表示n(CO)的變化，C錯誤；由圖可知，3min時升高溫度，一氧化碳增多，說明反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，T1溫度平衡，一氧化碳物質(zhì)的量為2mol，二氧化碳物質(zhì)的量為7mol；平衡常數(shù)K(T1)＝＝＝，T2溫度平衡，一氧化碳物質(zhì)的量為4mol，二氧化碳物質(zhì)的量為6mol，平衡常數(shù)K(T2)＝＝＝，則≈4.7，D正確。答案：D[例6]解析：升高溫度，CO2的轉(zhuǎn)化率減小，平衡向左移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A項錯誤；達(dá)平衡時，v正(H2)＝3v逆(CO2)，B項錯誤；升溫，平衡左移，b點溫度高，其平衡常數(shù)小，C項錯誤。答案：D[練6]解析：由圖可知，隨溫度升高，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低，故生成CS2的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A錯誤；反應(yīng)S8(s)?4S2(g)有固體反應(yīng)物參與，前后氣體分子數(shù)改變，在密閉容器中總壓不變，能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確；溫度較高時反應(yīng)速率快，且由圖可知較高溫度下S2體積分?jǐn)?shù)較大說明產(chǎn)率較高，甲烷的轉(zhuǎn)化率較小即可減少S2的反應(yīng)損耗，因此應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行反應(yīng)以提高產(chǎn)出效率，C錯誤；當(dāng)溫度為450℃時，甲烷的轉(zhuǎn)化率為98%，S2的體積分?jǐn)?shù)為20%，原料投入為1∶1，設(shè)加入S8與CH4均為1mol，則轉(zhuǎn)化的甲烷為1×98%＝0.98，設(shè)S8轉(zhuǎn)化率為x，列三段式S8(s)?4S2(g)起始量/mol10變化量/molx4x平衡量/mol1－x4x2S2