全高考化學-化學反應速率與平衡圖像考點解析

高考化學-化學反應速率與平衡圖像考點解析1．解題思路專題講座(三)分類突破化學反應速率與平衡圖像2．解題步驟類型1速率—壓強(或溫度)圖像曲線的意義是外界條件(如溫度、壓強等)對正、逆反應速率影響的變化趨勢及變化幅度。圖中交點是平衡狀態(tài)，壓強增大，正反應速率增大得快，平衡正向移動。[對點訓練]1．下列各圖是溫度(或壓強)對反應：2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)(正反應為吸熱反應)的正、逆反應速率的影響，曲線交點表示建立平衡時的溫度或壓強，其中正確的是()C[根據(jù)化學反應特點，升溫平衡向正向移動，但v正、v逆均增大，加壓，平衡向逆向移動，v逆>v正。]類型2轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時間—溫度(或壓強)圖像已知不同溫度或壓強下，反應物的轉(zhuǎn)化率α(或百分含量)與時間的關(guān)系曲線，推斷溫度的高低及反應的熱效應或壓強的大小及氣體物質(zhì)間的化學計量數(shù)的關(guān)系。[以A(g)＋B(g)C(g)中反應物的轉(zhuǎn)化率αA為例說明]解答這類圖像題時應注意以下兩點：(1)"先拐先平，數(shù)值大"原則分析反應由開始(起始物質(zhì)相同時)達到平衡所用時間的長短可推知反應條件的變化。①若為溫度變化引起，溫度較高時，反應達平衡所需時間短。如甲中T2>T1。②若為壓強變化引起，壓強較大時，反應達平衡所需時間短。如乙中p1>p2。③若為是否使用催化劑，使用適宜催化劑時，反應達平衡所需時間短。如圖丙中a使用催化劑。(2)正確掌握圖像中反應規(guī)律的判斷方法①圖甲中，T2>T1，升高溫度，αA降低，平衡逆向移動，正反應為放熱反應。②圖乙中，p1>p2，增大壓強，αA升高，平衡正向移動，則正反應為氣體體積縮小的反應。③若縱坐標表示A的百分含量，則甲中正反應為吸熱反應，乙中正反應為氣體體積增大的反應。[對點訓練]2．一定條件下，下列反應中水蒸氣含量隨反應時間的變化趨勢符合下圖的是()溫度(T)的影響壓強(p)的影響A．CO2(g)＋2NH3(g)==CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH<0B．CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)；ΔH>0C．CH3CH2OH(g)=CH2===CH2(g)＋H2O(g)；ΔH>0D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)=2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g)；ΔH<0A[本題考查化學平衡知識，通過分析圖像確定可能對應的反應。觀察圖像可知，達到平衡用的時間短反應速率快，T2>T1、p1>p2。升高溫度水蒸氣的百分含量降低，說明平衡逆向移動，反應放熱，ΔH<0；增大壓強水蒸氣的百分含量增大，說明平衡正向移動，正反應氣體分子數(shù)減少，綜合分析A選項中反應符合要求。]3．密閉容器中進行的可逆反應：aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(p1和p2)下，混合氣體中B的質(zhì)量分數(shù)w(B)與反應時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A．T1<T2，p1<p2，a＋b>c，正反應為吸熱反應B．T1>T2，p1<p2，a＋b<c，正反應為吸熱反應C．T1<T2，p1>p2，a＋b<c，正反應為吸熱反應D．T1>T2，p1>p2，a＋b>c，正反應為放熱反應B[由(T1，p1)和(T1，p2)兩條曲線可以看出：①溫度相同(T1)，但壓強為p2時達到平衡所需的時間短，即反應速率大，所以p2>p1；②壓強較大(即壓強為p2)時對應的w(B)較大，說明增大壓強平衡逆向移動，則a＋b<c。由(T1，p2)和(T2、p2)兩條曲線可以看出：①壓強相同(p2)，但溫度為T1時達到平衡所需的時間短，即反應速率大，所以T1>T2；②溫度較高(即溫度為T1)時對應的w(B)較小，說明升高溫度平衡正向移動，故正反應為吸熱反應。]4.在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應：2X(g)Y(g)，溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示，下列敘述正確的是()A．該反應進行到M點放出的熱量大于進行到W點放出的熱量B．T2下，在0～t1時間內(nèi)，C．M點的正反應速率v正大于N點的逆反應速率v逆D．M點時再加入一定量X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小C[根據(jù)圖像給出的在不同溫度下達到平衡所需要的時間可得出：T1>T2，再根據(jù)不同溫度下達到平衡時c(X)的大小可推出此反應為放熱反應。M點X的轉(zhuǎn)化率小于W點X的轉(zhuǎn)化率，因此反應進行到M點放出的熱量小于進行到W點放出類型3恒溫線或恒壓線圖像以反應A(g)＋B(g)C(g)ΔH<0為例解答這類圖像題時應注意以下兩點：(1)"定一議二"原則：可通過分析相同溫度下不同壓強時反應物A的轉(zhuǎn)化率大小來判斷平衡移動的方向，從而確定反應方程式中反應物與產(chǎn)物氣體物質(zhì)間的化學計量數(shù)的大小關(guān)系。如甲中任取一條溫度曲線研究，壓強增大，αA增大，平衡正向移動，正反應為氣體體積減小的反應，乙中任取橫坐標一點作橫坐標垂直線，也能得出結(jié)論。(2)通過分析相同壓強下不同溫度時反應物A的轉(zhuǎn)化率的大小來判斷平衡移動的方向，從而確定反應的熱效應。如利用上述分析方法，在甲中作垂直線，乙中任取一曲線，即能分析出正反應為放熱反應。[對點訓練]5．(2016·山西六校聯(lián)考)在恒容密閉容器中通入A、B兩種氣體，在一定條件下發(fā)生反應：2A(g)＋B(g)2C(g)ΔH>0。達到平衡后，改變一個條件(x)，下列量(y)一定符合圖中曲線的是()A[本題考查有關(guān)反應條件對化學平衡移動的影響。A項，當再通入A時，平衡向正反應方向移動，B的轉(zhuǎn)化率增大，正確；B項，加入催化劑只能改變反應速率，而不能影響化學平衡的移動，所以A的體積分數(shù)不變，錯誤；C項，增大壓強，平衡向正反應方向移動，混合氣體的總物質(zhì)的量減小，錯誤；D項，正反應為吸熱反應，溫度升高，混合氣體的總物質(zhì)的量減小，錯誤。]6．(2017·武漢模擬)已知(HF)2(g)2HF(g)ΔH>0，且平衡體系的總質(zhì)量(m總)與總物質(zhì)的量(n總)之比在不同溫度下隨壓強的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()7．有一化學平衡mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖所示的是A的轉(zhuǎn)化率與壓強、溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是()A．正反應是放熱反應；m＋n>p＋qB．正反應是吸熱反應；m＋n<p＋qC．正反應是放熱反應；m＋n<p＋qD．正反應是吸熱反應；m＋n>p＋qD[圖像中有三個量，應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T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，說明正反應是吸熱反應，A、C錯誤；定溫度，討論壓強與A的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：同一溫度下，壓強越大，A的轉(zhuǎn)化率越高，說明正反應是體積縮小的反應，即m＋n>p＋q，B錯誤，D正確。]類型4幾種特殊圖像的分析(1)對于化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M點前，表示化學反應從反應物開始，則v正>v逆；M點為剛達到的平衡點。M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A%增大(C%減小)，平衡逆向移動，ΔH<0。(2)對于化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點都是平衡點。左上方(E點)，A%大于此壓強時平衡體系中的A%，E點必須向正反應方向移動才能達到平衡狀態(tài)，所以，E點v正>v逆；則右下方(F點)v正<v逆。(3)對于反應3A(g)＋B(g)2C。A、B轉(zhuǎn)化率與eq\f(nA,nB)的關(guān)系[對點訓練]8．(2017·濟南模擬)二氧化硫的催化氧化原理為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反應混合體系在平衡狀態(tài)時SO3的百分含量與溫度的關(guān)系如右圖所示。下列說法錯誤的是()A．在D點時，v(正)<v(逆)B．反應2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)的ΔH<0C．若B、C點的平衡常數(shù)分別為KB、KC，則KB>KCD．恒溫恒壓下向平衡體系中通入氦氣，平衡向左移動A[A項，T1時D→A，反應向正方向進行，v(正)>v(逆)。]9．在容積相同的密閉容器內(nèi)，分別充入等量的N2和H2，在不同溫度下，發(fā)生反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，并分別在t秒時測定其中NH3的體積分數(shù)，如右圖：(1)A、B、C、D、E五點中，尚未達到化學平衡狀態(tài)的點是________。(2)此可逆反應的正反應是________反應(填"放熱"或"吸熱")。(3)AC段的曲線是增函數(shù)，CE段的曲線是減函數(shù)，試從反應速率和平衡角度說明理由：____________________________________。[解析]溫度低時，反應慢，t秒未到平衡。溫度高時，反應快，t秒已平衡，且溫度升高時，平衡逆向移動，該反應為放熱反應。[答案](1)A、B(2)放熱(3)AC段：反應開始v正>v逆，反應向右進行