學(xué)案44化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡圖象

1、中小學(xué)個(gè)性化教育中心學(xué)案 44化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡圖象化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖象類試題是化學(xué)試題中的一種特殊題型，其特點(diǎn)是：圖象是題目的主要組成部分，把所要考查的化學(xué)知識(shí)寓于圖中曲線上，具有簡(jiǎn)明、直觀、形象的特點(diǎn)。隨著高考的不斷改革以及對(duì)學(xué)科內(nèi)能力要求的不斷提高，這種數(shù)形結(jié)合的試題將頻頻出現(xiàn)。預(yù)計(jì)這將是考查考生學(xué)科內(nèi)綜合能力的一種方向， 高考試題考查這種題型的力度將加大。1題型分類(1) 分析外界條件對(duì)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的影響；(2) 由圖象判斷反應(yīng)特征 (確定反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)、 判斷熱效應(yīng)或氣體物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的變化關(guān)系 )；(3) 由反應(yīng)和圖象判斷圖象中坐標(biāo)或曲線的物理意義；(4)

2、由反應(yīng)和圖象判斷符合圖象變化的外界條件；(5) 由反應(yīng)判斷圖象正誤等。2解題指導(dǎo)(1) 看圖象：一看軸，即縱、橫坐標(biāo)的意義；二看點(diǎn)，即起點(diǎn)、拐點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)；三看線，即線的走向和變化趨勢(shì)；四看輔助線，即等溫線、等壓線、平衡線等；五看量的變化，如濃度變化、溫度變化、轉(zhuǎn)化率變化、物質(zhì)的量的變化等。(2) 依據(jù)圖象信息，利用平衡移動(dòng)原理，分析可逆反應(yīng)的特征：吸熱還是放熱，氣體計(jì)量數(shù)增大、減小還是不變，有無(wú)固體或純液體參加或生成等。(3) 先拐先平：在化學(xué)平衡圖象中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)先達(dá)到平衡，可能是該反應(yīng)的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)大或使用了催化劑。(4) 定一議二：勒夏特列原理只適用于一個(gè)條件的改變，所

3、以圖象中有三個(gè)變量時(shí)，先固定一個(gè)量，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。3分類識(shí)圖(1) 速率 時(shí)間圖此類圖象定性揭示了v 正 、 v 逆 隨時(shí)間 (含條件改變對(duì)速率的影響)變化的規(guī)律，體現(xiàn)了平衡的“動(dòng)、等、定、變”的基本特征，以及平衡移動(dòng)的方向等。如n2 3h2高溫、高壓ht1，從圖 9 中判斷出p1p2?(5) 恒壓 (溫 )線 該類圖的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 ( )，橫坐標(biāo)為溫度 (t)或壓強(qiáng) (p)，常見類型如下圖：圖 1圖 2試問(wèn)：圖1 中，設(shè)縱坐標(biāo)為，p1p2p3 從圖中可讀出哪些信息？圖 2 中，設(shè)縱坐標(biāo)為， t1t2 從圖中可讀出哪些信息？(6) 速率 溫度 (壓強(qiáng)

4、) 圖 這類圖有兩種情況：一是不隱含時(shí)間變化的速率 溫度 (壓強(qiáng) )圖，二是隱含時(shí)間變化的速率溫度 (壓強(qiáng) )圖。以2so2(g) o2 (g)2so3(g)h0，平衡移動(dòng)關(guān)系如右圖所示。下列說(shuō)中小學(xué)個(gè)性化教育中心法正確的是 ()a p1p2，縱坐標(biāo)指c p1p2，縱坐標(biāo)指a 的質(zhì)量分?jǐn)?shù) c 的質(zhì)量分?jǐn)?shù) a 的轉(zhuǎn)化率d p1p2 ，則此反應(yīng)只能在高溫下自發(fā)進(jìn)行b 反應(yīng)：此反應(yīng)的h0，且 t10 且 t2t1 或 h0 且 t2t1d 反應(yīng)： t11c升高溫度可縮短反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)間并能提高平衡轉(zhuǎn)化率d 從 y 0 到 y 0.113，ch 3coch 2coh(ch 3)2 的n 0 1n 20

5、 3(2009 全國(guó)理綜 ，13)下圖表示反應(yīng) x(g) 4y(g) z(g)h 0b 若溫度為t1、 t2，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為c若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)d 時(shí)，一定有v 正k 25已知圖一表示的是可逆反應(yīng)co(g) h 2(g)c(s) h 2o(g)h 0的化學(xué)反應(yīng)速率(v)與時(shí)間( t)的關(guān)系，圖二表示的是可逆反應(yīng)2no2 (g)n2o4(g)h0的濃度(c)隨時(shí)間t 的變化情況。下列說(shuō)法中正確的是()a 圖一 t2 時(shí)改變的條件可能是升高了溫度或增大了壓強(qiáng)b 若圖一 t2 時(shí)改變的條件是增大壓強(qiáng)，則反應(yīng)的 h 增大c圖二 t1 時(shí)改變的條件可能是升高了溫度或增大了壓強(qiáng)d 若圖二t1 時(shí)改變的

6、條件是增大壓強(qiáng)，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將減小6根據(jù)下列有關(guān)圖象，說(shuō)法正確的是()中小學(xué)個(gè)性化教育中心由圖知，反應(yīng)在t1、 t3 處達(dá)到平衡，且該反應(yīng)的h0由圖知，反應(yīng)在t6 時(shí)刻， nh 3 體積分?jǐn)?shù)最大由圖知， t3 時(shí)采取減小反應(yīng)體系壓強(qiáng)的措施圖表示在10 l 容器、 850 時(shí)的反應(yīng)，由圖知，到4 min時(shí)，反應(yīng)放出51.6 kj 的熱量a bcd 題號(hào)123456答案1 化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度2 化學(xué)反應(yīng)的方向h t s0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行h t s 0反應(yīng)處于平衡狀態(tài)中小學(xué)個(gè)性化教育中心專題學(xué)案 44化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡圖象【專題探究區(qū)】3 (1) t1 t2 段， t3 之后都表

7、示平衡狀態(tài)，其中反應(yīng)速率均不為0，說(shuō)明化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡。 t2 時(shí)，反應(yīng)速率因溫度升高而改變，打破了原平衡，說(shuō)明化學(xué)平衡是可變化的。 t 2 t3 段， v 逆 v 正 ，說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。(2) 從 t1 開始各物質(zhì)的濃度均不再發(fā)生變化，且都不為 0，說(shuō)明該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度 (含量 )一定，達(dá)到平衡狀態(tài)。(3) 因反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)的進(jìn)行，溫度漸增，導(dǎo)致反應(yīng)速率增大 隨反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中 c(h )漸小，導(dǎo)致反應(yīng)速率減小(4) 因?yàn)?a 先達(dá)平衡且與 b 的平衡狀態(tài)時(shí) c%的含量相同，即該因素應(yīng)只是提高了反應(yīng)速率而未使平衡移動(dòng)，故a 使用了催化劑，另外如h2(g

8、) i 2等等體積反應(yīng)，若改變壓強(qiáng)， 也僅是反應(yīng)速率改變， 平衡不發(fā)生移動(dòng)， c%不變，其變化趨勢(shì)也與圖1 完全相同。圖 5 中， t2 溫度下反應(yīng)先達(dá)平衡，故t2 溫度高，反應(yīng)速率快，同理，圖9 中， p1 壓強(qiáng)下反應(yīng)先達(dá)平衡，故 p1 時(shí)速率快， p1 壓強(qiáng)大。(5) 采用“定一議二”的方法讀圖，圖1 中，在溫度 t1 時(shí)作輔助線， 如圖 3 所示，即可得出：a一定壓強(qiáng)下b一定溫度下(如 p3)溫度升高， 減小，說(shuō)明平衡向左移動(dòng)，該反應(yīng)的h 0。(6) 圖 1 中，說(shuō)明t 升高， v 正 、 v 逆均增大， v 逆v 正 ，平衡逆向進(jìn)行，h v 正 ，平衡逆向移動(dòng)，圖 3 中， p 增大，

9、 v 正 、 v 逆 均增大且 vhv 逆，平衡正向進(jìn)行，該反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)。圖4 中， p增大， v正 、v逆均增大，v 正 v逆，平衡正向移動(dòng)，從p1 下的平衡移動(dòng)到p2下的平衡，該反應(yīng)也是氣體體積縮小的反應(yīng)。典例導(dǎo)悟1b根據(jù)圖象分析知縱坐標(biāo)所代表的物理量隨溫度的升高而增大，結(jié)合上述反應(yīng)知隨溫度升高平衡將向正向移動(dòng)，所以增大的物理量有a、 b 的轉(zhuǎn)化率， c 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和混合氣體的平均摩爾質(zhì)量；由題給反應(yīng)知，隨壓強(qiáng)的增大，a、b 的轉(zhuǎn)化率， c 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和混合氣體的平均摩爾質(zhì)量均增大，故b 正確。 2 b 這是一道綜合性較強(qiáng)的題目，涉及圖象的分析及平衡移動(dòng)和反應(yīng)的方向。反應(yīng) 中在

10、恒壓下溫度升高，(a)減小，即升高溫度平衡向左移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)， hp2 知，恒定溫度時(shí)壓強(qiáng)越大，(a)越大，即增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng)，說(shuō)明此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)( abc)，即為熵減反應(yīng)，st1。溫度越高平衡時(shí) c 的物質(zhì)的量越少，即升高溫度平衡向左移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，h t1 ，溫度越高越小，即升高溫度平衡向左移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，h t2，恒壓下溫度越高， (a)越大，說(shuō)明升高溫度平衡向右移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，h0，則 h t s0，反應(yīng)不易自發(fā)進(jìn)行， d 錯(cuò)誤。 3 (1) 加催化劑；達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)a 的濃度未變溫度升高；達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)a

11、 的濃度減小(2)40%( 或 0.4) 10.06 mol l(3) 升高溫度，平衡向正方向移動(dòng)，故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 11 11(4)0.014 mol l min0.009 mol l min解析 (1) 與 相比，反應(yīng)物 a 的起始濃度和平衡濃度相同， 但達(dá)到平衡所用的時(shí)間縮短，說(shuō)明化學(xué)平衡沒有發(fā)生移動(dòng)，只是反應(yīng)速率加快了，由于該反應(yīng)是在溶液中進(jìn)行的，改變壓強(qiáng)不會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率，改變溫度會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率和使化學(xué)平衡移動(dòng)，所以反應(yīng) 應(yīng)為使用了催化劑； 與 相比，平衡時(shí)間縮短， a 的平衡濃度減小，說(shuō)明化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)了，故改變的反應(yīng)條件為升高了溫度，該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。(

12、2) 對(duì)于實(shí)驗(yàn) a 2bc初始濃度 /mol l10.1000.2000變化濃度 /mol l10.0400.0800.040平衡濃度 /mol l10.0600.1200.0401故 b 的平衡轉(zhuǎn)化率為：0.080 mol l1 100% 40%0.200 mol l 1 1(4) 該反應(yīng)進(jìn)行到 4 min 時(shí)，實(shí)驗(yàn) 中，a 的濃度為 0.072 mol l ，減少了 0.028 mol l ， 1則參加反應(yīng)的 b 的量為 0.056 mol l1 ，故 vb0.056 mol l 0.014 mol l 1min 1；實(shí)驗(yàn) 4 min中， a 的濃度為 0.064 moll 10.036

13、moll 10.036 moll1， vc，減少了，生成 c 的濃度為 1 0.036 mol l 0.009 mol l 1min 1。 4 min【專題集訓(xùn)區(qū)】1da 項(xiàng)反應(yīng)在c 點(diǎn)時(shí) v 正 達(dá)最大值，隨后v 正 逐漸減小，并非保持不變，故c 點(diǎn)時(shí)反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)；b 項(xiàng)由正反應(yīng)速率變化曲線可知，a 點(diǎn)的速率小于b 點(diǎn)，但開始時(shí)通入so2和 no 2，反應(yīng)由正反應(yīng)方向開始，故a 點(diǎn)反應(yīng)物的濃度大于b 點(diǎn)； c 項(xiàng)在 c 點(diǎn)之前，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，容器的容積保持不變，v 正 逐漸增大說(shuō)明反應(yīng)的溫度逐漸升高，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量； d 項(xiàng)由 v 正 變化曲線

14、可知， a b 速率小于 b c 段的正反應(yīng)速率， t1 t2 時(shí)， a b 段消耗 so2 的物質(zhì)的量小于段的正反應(yīng)b c 段，故a b 段 so2 的轉(zhuǎn)化率小于b c 段。 2da 項(xiàng)由于 b 曲線先達(dá)到平衡， 可知 b 曲線的溫度高， 所以 a 錯(cuò)；b 項(xiàng)反應(yīng)到20 min中小學(xué)個(gè)性化教育中心末， ch 3coch 3 的 v 0 1，故 b 錯(cuò)； c 項(xiàng)由圖像可知升高溫度可以縮短反應(yīng)時(shí)間，但同v 20 時(shí)會(huì)降低平衡轉(zhuǎn)化率，故c 錯(cuò)；根據(jù)圖像，不難得出d 正確。 3 b 第 6 min 時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)并未停止，a 錯(cuò)； x 的平衡轉(zhuǎn)化率 c 1 11.0 mol l 0.15 moll 100%1 100% 85%， b 正確；該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，c初1.0 mol l升高溫