專題06-化學(xué)反應(yīng)速率與平衡圖像問題(知識串講+專題過關(guān))(原卷版)

專題06化學(xué)反應(yīng)速率與平衡圖像問題【知識梳理】【歸納總結(jié)】1．瞬時速率—時間圖像(1)當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)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—時間圖像的曲線出現(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。如圖：t1時刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(qiáng)(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。(2)常見含“斷點”的速率－時間圖像分析圖像t1時刻所改變的條件溫度升高降低升高降低正反應(yīng)為放熱反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)壓強(qiáng)增大減小增大減小正反應(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)(3)“漸變”類速率－時間圖像圖像分析結(jié)論t1時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t1時其他條件不變，增大反應(yīng)物的濃度t1時v′正突然減小，v′逆逐漸減??；v′逆＞v′正，平衡向逆反應(yīng)方向移動t1時其他條件不變，減小反應(yīng)物的濃度t1時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t1時其他條件不變，增大生成物的濃度t1時v′逆突然減小，v′正逐漸減?。籿′正＞v′逆，平衡向正反應(yīng)方向移動t1時其他條件不變，減小生成物的濃度2．全程速率—時間圖像例如：Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖所示情況。原因：(1)AB段(v增大)，反應(yīng)放熱，溶液溫度逐漸升高，v增大。(2)BC段(v減小)，溶液中c(H＋)逐漸減小，v減小。3．物質(zhì)的量(或濃度)—時間圖像例如：某溫度時，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。(1)由圖像得出的信息①X、Y是反應(yīng)物，Z是生成物。②t3s時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，X、Y并沒有全部反應(yīng)，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。③0～t3s時間段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。(2)根據(jù)圖像可進(jìn)行如下計算①某物質(zhì)的平均速率、轉(zhuǎn)化率，如v(X)＝eq\f(n1－n3,V·t3)mol·L－1·s－1；Y的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(n2－n3,n2)×100%。②確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比，X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比為(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。4．濃度(轉(zhuǎn)化率、百分含量)—時間圖像(1)識圖技巧分析反應(yīng)由開始(起始物質(zhì)相同時)達(dá)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，溫度較高時，反應(yīng)達(dá)平衡所需時間短。②若為壓強(qiáng)變化引起，壓強(qiáng)較大時，反應(yīng)達(dá)平衡所需時間短。③若為是否使用催化劑，使用適宜催化劑時，反應(yīng)達(dá)平衡所需時間短。(2)應(yīng)用舉例含量—時間—溫度(壓強(qiáng))(C%指產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，B%指某反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù))5．恒壓(或恒溫)線(α表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，n表示反應(yīng)物的平衡物質(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)，ΔH＜0；圖②，若T1>T2，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，氣體體積增大。解決這類圖像一般采用“定一議二”的方法，即把自變量(溫度、壓強(qiáng))之一設(shè)為定量，討論另外兩個變量的關(guān)系。6．其它圖像圖像(1)：t1點時，C的含量的增加量為狀態(tài)Ⅰ大于狀態(tài)Ⅱ；條件改變時，平衡不發(fā)生移動。所以，條件Ⅰ有兩種可能：①使用催化劑；②增大壓強(qiáng)，且滿足m＋n＝x＋q。圖像(2)：T1為平衡點；T1點以前，v正>v逆，沒有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，T1點以后，隨著溫度的升高，C的含量減小，表示化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。圖像(3)：p1為平衡點；p1點以前，v正>v逆，反應(yīng)沒有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；p1點以后，隨著壓強(qiáng)的增大，C的含量減小，表示化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，即m＋n<x＋q。圖像(4)對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點都是平衡點(如圖)。L線的左上方(E點)，A的百分含量大于此壓強(qiáng)時平衡體系的A的百分含量，所以，E點v正>v逆；則L線的右下方(F點)，v正＜v逆?！緦ｎ}過關(guān)】1．有一化學(xué)平衡mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖所示的是A的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是()A．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；m＋n>p＋qB．正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；m＋n<p＋qC．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；m＋n<p＋qD．正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；m＋n>p＋q2．對于可逆反應(yīng)A(g)＋2B(g)2C(g)ΔH>0，下列圖像正確的是()3．已知反應(yīng)：2A(g)2B(g)+C(g)△H=akJ?mol-1。某溫度下，將2molA置于10L密閉容器中，一定時間后反應(yīng)達(dá)到平衡。則下列說法正確的是A．圖甲中α(A)表示A的轉(zhuǎn)化率，T1、T2表示溫度，則可推斷出：△H>0B．圖乙中c表示A的濃度，則可推斷出：T2、T3為平衡狀態(tài)C．圖丙中α(%)表示A的平衡轉(zhuǎn)化率，p表示體系總壓強(qiáng)，則推斷出M點K=1.25×10-2mol?L-1D．達(dá)平衡后，降低溫度，則反應(yīng)速率變化圖象可以用圖丁表示4.在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY發(fā)生反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)3Z(g)，反應(yīng)過程中持續(xù)升高溫度，測得混合體系中X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是()A．Q點時，Y的轉(zhuǎn)化率最大B．W點的正反應(yīng)速率等于M點的正反應(yīng)速率C．升高溫度，平衡常數(shù)增大D．溫度一定，平衡時充入Z，達(dá)到新平衡時Z的體積分?jǐn)?shù)比原平衡時大5．（2022·云南昆明·高二期末）已知

，向一恒容密閉容器中充入2molA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，逆反應(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)氣體密度不再變化，表明反應(yīng)達(dá)到平衡B．加入催化劑，可提高A的平衡轉(zhuǎn)化率C．t2時改變的條件是增大A的物質(zhì)的量濃度D．平衡常數(shù)K：Ⅰ<<Ⅱ6．已知：(HF)2(g)2HF(g)

＞0，平衡體系的總質(zhì)量m(總)與總物質(zhì)的量n(總)之比在不同溫度下隨壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A．溫度：T1＜T2B．反應(yīng)速率：v(b)＜v(a)C．平衡常數(shù)：K(a)=K(b)＜K(c)D．當(dāng)時，7．（2022·湖南·高二期末）向恒容密閉容器中充入1molQ(g)和4molR(g)，其他條件相同，在和兩個溫度下發(fā)生反應(yīng)生成W:

。Q(g)的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是A．B．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)C．A點分別對應(yīng)兩種條件下的反應(yīng)速率相等D．時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)8．已知某密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)3H2(g)+N2(g)?2NH3(g)ΔH＜0，t1時刻反應(yīng)達(dá)到平衡，t2時刻改變某條件，其反應(yīng)過程如圖所示，下列說法正確的是A．t2時刻改變的條件可能是加入了催化劑B．過程I與過程II達(dá)到平衡后，平衡常數(shù)相等C．過程I與過程II達(dá)到平衡后，N2的轉(zhuǎn)化率：I＜IID．若斷裂3molH-H鍵的同時形成6molN-H鍵，則該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)9．（2022·安徽·歙縣教研室高二期末）T℃時，在2L剛性密閉容器中使X(g)與Y(g)發(fā)生反應(yīng)生成Z(g)。反應(yīng)過程中X、Y、Z的濃度變化如圖1所示；若保持其他條件不變，溫度分別為T1和T2時，Y的體積百分含量與時間的關(guān)系如圖2所示。則下列結(jié)論錯誤的是A．容器中發(fā)生的反應(yīng)可表示為3X(g)＋Y(g)2Z(g)B．保持其他條件不變，升高溫度，X的轉(zhuǎn)化率增大C．反應(yīng)進(jìn)行的前3min內(nèi)，用X表示的反應(yīng)速率v(X)=0.2mol·L-1·min-1D．若改變反應(yīng)條件，使反應(yīng)進(jìn)程如圖3所示，則改變的條件是使用催化劑10．環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是A．T1>T2B．a(chǎn)點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率C．a(chǎn)點的正反應(yīng)速率小于b點的逆反應(yīng)速率D．b點時二聚體的濃度為0.45mol·L－111．100℃時，向某恒容密閉容器中加入1.6mol·L－1的Q后會發(fā)生如下反應(yīng)：2Q(g)M(g)。其中M的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖所示，下列說法錯誤的是()A．從反應(yīng)開始到剛達(dá)到平衡的時間段內(nèi)，v(Q)＝0.02mol·L－1·s－1B．a(chǎn)、b兩時刻生成Q的速率：v(a)<v(b)C．用Q濃度變化值表示的ab、bc兩個時間段內(nèi)的反應(yīng)速率：v(ab)>v(bc)＝0D．其他條件相同，起始時將0.2mol·L－1氦氣與Q混合，則反應(yīng)達(dá)到平衡所需時間少于60s12．某溫度時，在體積為2L的密閉容器中，氣態(tài)物質(zhì)A、B、E、F的物質(zhì)的量n隨時間t的變化情況如圖甲所示，在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)進(jìn)程中正反應(yīng)速率隨時間的變化情況如圖乙所示，在t2、t4時刻分別只改變一個條件(溫度、壓強(qiáng)或某反應(yīng)物的量)。下列說法錯誤的是()A．此溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)＋E(g)2B(g)＋F(g)B．若平衡狀態(tài)①和②對應(yīng)的溫度相同，則①和②對應(yīng)的平衡常數(shù)K一定相同C．t2時刻改變的條件是增大壓強(qiáng)D．t4時刻改變的條件是降低溫度13．[2020·山東]探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3回答下列問題：(1)不同壓強(qiáng)下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，實驗測定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。已知：CO2的平衡轉(zhuǎn)化率＝eq\f(nCO2初始－nCO2平衡,nCO2初始)×100%CH3OH的平衡產(chǎn)率＝eq\f(nCH3OH平衡,nCO2初始)×100%其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖________(填“甲”或“乙”)；壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序為__________；圖乙中T1溫度時，三條曲線幾乎交于一點的原因是____________。(2)為同時提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為___(填標(biāo)號)。A．低溫、高壓B．高溫、低壓C．低溫、低壓D．高溫、高壓14．甲醇是一種重要的化工原料，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。工業(yè)上使用水煤氣(CO與H2的混合氣體)轉(zhuǎn)化成甲醇，反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)。(1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。①p1、p2的大小關(guān)系是p1_______p2(填“>”“<"或"=”)。②A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、Kc的大小關(guān)系是_______。③下列敘述能說明上述反應(yīng)能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。a.2v正(H2)=v逆(CH3OH)b.CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不再改變c.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變d.同一時間內(nèi)，消耗0.04molH2，生成0.02molCO(2)在T2℃、p2壓強(qiáng)時，往一容積為2L的密團(tuán)容器內(nèi)，充入0.3molCO與0.4molH2發(fā)生反應(yīng)。①平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)是____；平衡后再