魯科版2023-2024年高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)第7章 第44講?？蓟瘜W(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像的分析

第44講常考化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像的分析

［復(fù)習(xí)目標(biāo)J學(xué)會分析與化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡相關(guān)的圖像，能解答化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)

問題。

類型一速率一時間圖像

■歸納整合

1.常見含“斷點”的速率一時間圖像

V

?-.

圖像4?

一

1?.0

o八tΓOΛtO6t*1<

h時刻溫升高降低升高降低

所改度正反應(yīng)為放熱反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

變的壓增大減小增大減小

條件強(qiáng)正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)

2.“漸變”類速率一時間圖像

圖像分析結(jié)論

一A時蘇，E突然增大，逆逐漸

A時其他條件不變，增大反應(yīng)

增大；Q逆，平衡向正

?L物的濃度

Oht反應(yīng)方向移動

力時。'，1：突然減小，瞋逆逐漸

。時其他條件不變，減小反應(yīng)

減小；v'isi>v'中平衡向逆

物的濃度

O反應(yīng)方向移動

/1時。'迪突然增大，。'止逐漸

九時其他條件不變，增大生成

增大：v,逆正，平衡向逆

?物的濃度

Ot?t反應(yīng)方向移動

A時。'逆突然減小，。'正逐漸

。時其他條件不變，減小生成

減小；v'iE>v'逆，平衡向正

物的濃度

G反應(yīng)方向移動

■專項突破關(guān)鍵能力

1.在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)Δ∕7<0,達(dá)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：

(1)處于平衡狀態(tài)的時間段是(填字母，下同)。

A.“~力B.h~t2

C.t2~t3D.t3~t4

E.r4~∕5F.t5~t6

(2)判斷小△、a時刻分別改變的一個條件。

A.增大壓強(qiáng)B.減小壓強(qiáng)

C.升高溫度D.降低溫度

E.加催化劑F.充入氮氣

A時刻；△時刻；/4時刻。

(3)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.?~ZιB.t2~t3

C.t3~t4D.t5~t6

(4)如果在“時刻，從反應(yīng)體系中分離出部分氨，力時刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，請在圖中畫出反

應(yīng)速率的變化曲線。

2.可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)。在n時刻改變某一條件,

化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()

A.維持溫度、反應(yīng)體系容積不變，力時充入sθ?(g)

B.維持溫度、壓強(qiáng)不變，A時充入Sθ3(g)

C.維持反應(yīng)體系容積不變，力時升高反應(yīng)體系溫度

D.維持溫度、反應(yīng)體系容積不變，h時充入一定量Ar

類型二反應(yīng)進(jìn)程折線圖

?歸納整合必備知識

此類圖像一般縱坐標(biāo)表示物質(zhì)的量、濃度、百分含量、轉(zhuǎn)化率，橫坐標(biāo)表示反應(yīng)時間。解題

的關(guān)鍵是找轉(zhuǎn)折點。

(1)轉(zhuǎn)折點之前，用外因?qū)λ俾实挠绊懛治鰡栴}，用“先拐先平，數(shù)值大”的規(guī)律判斷不同曲

線表示溫度或壓強(qiáng)的大小。

(2)轉(zhuǎn)折點之后是平衡狀態(tài)或平衡移動，解題時要抓住量的變化，找出平衡移動的方向，利用

化學(xué)平衡移動原理推理分析。

例1已知：反應(yīng)為，"A(g)+"B(g)pC(g)+qD(g)°

(1)

p?____pi，正反應(yīng)為氣體體積的反應(yīng)。

(3)

圖中—使用催化劑或者增大壓強(qiáng)，此時m+n―p+q。

例2現(xiàn)將一定量N2O4氣體充入恒容密閉容器中,控制反應(yīng)溫度為A°C[N2O4(g)2NO2(g)

△”>0],c(N2O4)隨X時間)變化曲線如圖，畫出0~攵時段，C(NO2)隨f變化曲線。保持其他條

件不變，改變反應(yīng)溫度為7?(7?>T∣),再次畫出O~f2時段，c(NO2)隨f變化趨勢的曲線。

G().10

1.已知某可逆反應(yīng)機(jī)A(g)+"B(g)pC(g)在密閉容器中進(jìn)行，如圖表示在不同反應(yīng)時間⑺

時，溫度(。和壓強(qiáng)(P)與反應(yīng)物B在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)S(B)］的關(guān)系曲線，由曲線分析，

下列判斷正確的是()

A.T?<Tι,p?>pι,m+n>p,放熱反應(yīng)

B.Tι>7?,p↑<p2,m+n>p,吸熱反應(yīng)

C.T?<Tι,p?>pι,m+n<p,放熱反應(yīng)

D.T↑>T2,p?<p2,ιn+n<p,吸熱反應(yīng)

2.向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B,發(fā)生如下反應(yīng)：xA(g)+2B(s)>C(g)

ΔW<0o在一定條件下，容器中A、C的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示。請回答下

列問題：

(1)用A的濃度變化表示該反應(yīng)在0~I0min內(nèi)的平均反應(yīng)速率O(A)=。

(2)根據(jù)圖像可確定X：y=o

(3)0~10min容器內(nèi)壓強(qiáng)(填“變大”“不變”或“變小”)。

(4)推測第Iomin引起曲線變化的反應(yīng)條件可能是(填序號，下同)；第16min引起曲

線變化的反應(yīng)條件可能是。

①減壓②增大A的濃度③增大C的量

④升溫⑤降溫⑥加催化劑

(5)若平衡I的平衡常數(shù)為K”平衡∏平衡常數(shù)為K2,則K(填“>”“=”或

)七。

類型三恒壓(或恒溫)線

■歸納整合U覦■

此類圖像的縱坐標(biāo)為某物質(zhì)的平衡濃度或轉(zhuǎn)化率，橫坐標(biāo)為溫度或壓強(qiáng)，解答此類問題，要

關(guān)注曲線的變化趨勢，有多個變量時，注意控制變量，即“定一議二”。

反應(yīng)：0A(g)÷?B(g)cC(g)+√D(g)ΔH

A的轉(zhuǎn)化率C的百分含量

3()0t1.01×IO7Pa

√y2∞t}/LOlxlO6Pa

圖像1.()1XKPPa

O壓70溫i度

結(jié)論a+b_c+a0a+b___c+d,ΔH____0

■專項突破關(guān)鍵能力

1.如圖是溫度和壓強(qiáng)對反應(yīng)X+Y2Z影響的示意圖。圖中橫坐標(biāo)表示溫度，縱坐標(biāo)表

示平衡時混合氣體中Z的體積分?jǐn)?shù)。S下列敘述正確的是()

s

s

Z

。

A.上述可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B.X、Y、Z均為氣態(tài)

C.X和丫中最多只有一種為氣態(tài)，Z為氣態(tài)

D.上述反應(yīng)的逆反應(yīng)的△，>()

2.反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)AH=+57kJ?mol1,在溫度為Ti、T2時，平衡體系中NCh的體

積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()

A.A、C兩點的化學(xué)平衡常數(shù)：K燎KC

B.A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺

C.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法

D.A、C兩點氣體的平均相對分子質(zhì)量：A>C

類型四投料比一轉(zhuǎn)化率相關(guān)圖像

5

例1在保持體系總壓為IOPa的條件下進(jìn)行反應(yīng):SO2(g)+∣O2(g)SO3(g),原料氣中SO2

和Ch的物質(zhì)的量之比∏φn=嚕為不同時，SCh的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(Q的關(guān)系如圖所示：

“(5)

(M)

95

90

+超

Z

So

8()

75

45即

4(M5()->()()

77

(1)圖中，"I、"22、〃?3的大小順序為。

反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)KP表達(dá)式為(用平

衡分壓代替平衡濃度表示)。

(2)圖中A點原料氣的成分："(SCh)=IOmO1,“(02)=24.4mol,Λ(N2)=70ΠIOL達(dá)平衡時SCh

的分壓P(SO2)為Pa(分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

例2采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和H2制備二甲醛(DME)。

主反應(yīng)：2CO(g)+4Hz(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

副反應(yīng)：CO(g)÷H2O(g)CO2(g)+H2(g)

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

測得反應(yīng)體系中各物質(zhì)的產(chǎn)率或轉(zhuǎn)化率與催化劑的關(guān)系如圖所示。

*80

§60：產(chǎn)率

≡4υ?V'CO轉(zhuǎn)化率

S2():------------COz產(chǎn)率

A∣~CHQH產(chǎn)率

01.02.03.04.0"(Mn)

九(CU)

則催化劑中嘿?約為________時最有利于二甲醛的合成。

∕j(Cu)

?思維模型

投料比與轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系

以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)為例，當(dāng)N2與H2的投料比為1：3(系數(shù)比)時，N2與H2的平衡

轉(zhuǎn)化率相等，且平衡時NE的體積分?jǐn)?shù)最大；增大N2與H2的投料比，則α(H?)增大，α(N?)

減?。粶p小N2與H2的投料比，則α(H2)減小，α(N2)增大。

真題演練明確考向

1.(2022?廣東，13)恒容密閉容器中，BaSO4(s)+4H2(g)BaS(S)+4比0區(qū))在不同溫度下達(dá)平

衡時，各組分的物質(zhì)的量(〃)如圖所示。下列說法正確的是()

4

3

O一

U起始組成：4mol凡

I2

R

1mo?BaSOl

1a

2004006008(X)

77tt

A.該反應(yīng)的AH<O

B.a為〃(HzO)隨溫度的變化曲線

C.向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動

D.向平衡體系中加入BaSO4,Hz的平衡轉(zhuǎn)化率增大

2.(2022?湖南，14改編)向體積均為IL的兩恒容容器中分別充入2molX和ImolY發(fā)生反

應(yīng)：2X(g)+Y(g)Z(g)?H,其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應(yīng)體系的壓強(qiáng)隨時

間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()

A.AH>0

B.氣體的總物質(zhì)的量：na<nc

C.a點平衡常數(shù)：K<?2mo?2?L2

D.反應(yīng)速率：va,κ<VbIi.

3.(2022?江蘇，13)乙醇冰催化重整可獲得H2。其主要反應(yīng)為C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)

+6H2(g)Δ∕7=+I73.3kJ?moΓ',CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔW=+41.2kJ?moΓ',

5

在1.0×IOPa、n?(C2H5OH)：nte(H2O)=l：3時，若僅考慮上述反應(yīng)，平衡時CCh和CO

的選擇性及H2的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。

77tC

)

CO的選擇性=—MF)XlOO%,下列說法正確的是(