2024屆高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)與測試第一部分專題八化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡考點(diǎn)四化學(xué)平衡圖像

考點(diǎn)四化學(xué)平衡圖像1．常見的平衡圖像：v-t圖像；c-t圖像；c-p圖像；v-T圖像；對數(shù)圖像等。2．坐標(biāo)圖是用來顯示某一變量(應(yīng)變量)是如何隨著另一變量(自變量)而變化的。其優(yōu)點(diǎn)是不但顯示了所測量的點(diǎn)，還可以用來預(yù)測一些實(shí)驗(yàn)中沒有測量的數(shù)值。解答時要求學(xué)生首先弄清楚自變量和因變量各代表什么樣的化學(xué)量，然后根據(jù)化學(xué)知識分析概念—圖像—數(shù)量三者之間的關(guān)系。具體步驟可以概括為“一明標(biāo)”，“二析點(diǎn)(起點(diǎn)、拐點(diǎn)、平衡點(diǎn)、極值點(diǎn)、突變點(diǎn))”，“三識線”。近年來還將離子反應(yīng)與圖像有機(jī)結(jié)合起來進(jìn)行命題，很好地考查學(xué)生的觀察能力、獲取信息采集處理數(shù)據(jù)的能力、圖形轉(zhuǎn)化能力和推理判斷能力。題目不僅偏重考查粒子的濃度大小順序，而且還側(cè)重溶液中的各種守恒(電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒)關(guān)系的考查，從而使題目具有一定的綜合性、靈活性和技巧性。3．常見對數(shù)圖像。圖像種類具體類型含義變化規(guī)律對數(shù)圖像lgeq\f(c（HX－）,c（H2X）)生成物與反應(yīng)物離子濃度比的常用對數(shù)lgeq\f(c（HX－）,c（H2X）)越大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度越大lgeq\f(V,V0)稀釋后與稀釋前體積比的常用對數(shù)lgeq\f(V,V0)越大，稀釋程度越大AG＝lgeq\f(c（H＋）,c（OH－）)氫離子與氫氧根離子濃度比的常用對數(shù)AG越大，酸性越強(qiáng)，中性時，eq\f(c（H＋）,c（OH－）)＝1，AG＝0負(fù)對數(shù)圖像pH＝－lgc(H＋)氫離子濃度的常用對數(shù)負(fù)值pH越大，c(H＋)越小，溶液的堿性越強(qiáng)pC＝－lgc(C)C離子濃度的常用對數(shù)負(fù)值pC越大，c(C)越小在一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入1molA，發(fā)生2A(g)B(g)＋C(g)反應(yīng)。反應(yīng)過程中c(C)隨時間變化的曲線如圖所示。下列說法不正確的是()A．反應(yīng)在0～50s的平均速率v(C)＝1.6×10－3mol/(L·s)B．該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.025C．保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(B)＝0.09mol·L－1，則該反應(yīng)的ΔH<0D．反應(yīng)達(dá)平衡后，再向容器中充入1molA，該溫度下再達(dá)到平衡時，A的轉(zhuǎn)化率不變解析：反應(yīng)在0～50s的平均速率v(C)＝eq\f(0.08mol·L－1,50s)＝1.6×10－3mol/(L·s)，A項正確；該溫度下，平衡時，c(C)＝0.10mol·L－1，則c(B)＝0.10mol·L－1，c(A)＝0.50mol·L－1－0.20mol·L－1＝0.30mol·L－1，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(0.10×0.10,0.302)≈0.11，B項不正確；升高溫度，平衡時c(B)＝0.09mol·L－1<0.10mol·L－1，則平衡逆向移動，該反應(yīng)的ΔH<0，C項正確；反應(yīng)達(dá)平衡后，再向容器中充入1molA，相當(dāng)于加壓，平衡不發(fā)生移動，A的轉(zhuǎn)化率不變，D項正確。故選B。答案：B有關(guān)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題的解題方法：首先，應(yīng)確定坐標(biāo)所代表的物理量；其次，看懂曲線的形狀和走勢，明確兩個物理量之間的變化關(guān)系；第三，找到圖像起點(diǎn)、交點(diǎn)、拐點(diǎn)及零點(diǎn)，并分析這些點(diǎn)所對應(yīng)的反應(yīng)時刻，利用好這些點(diǎn)所給出的一些特殊信息；最后結(jié)合題中給定的化學(xué)反應(yīng)和數(shù)據(jù)進(jìn)行推理和判斷。1．(2023·廣州預(yù)測)向1L剛性容器中投入amolA(g)與M(s)(足量)發(fā)生反應(yīng)：M(s)＋5A(g)5B(g)＋N(s)(相對分子質(zhì)量：M大于N)。測得不同溫度下B(g)體積分?jǐn)?shù)φ(B)隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．0～t1min內(nèi)，v(N)＝eq\f(0.14a,t1)mol/(L·min)B．溫度升高，容器內(nèi)氣體的密度減小C．T1℃，平衡時n(A)＝0.6amolD．T2>T1解析：根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”，由題圖可知，T2℃時反應(yīng)先達(dá)到平衡，則T2>T1，升高溫度，平衡時B的體積分?jǐn)?shù)增大，平衡正向移動，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。據(jù)此分析解答。不用固體或純液體來表示反應(yīng)速率，因?yàn)楣腆w或純液體的濃度視為常數(shù)，A項錯誤；根據(jù)分析，升高溫度，平衡正向移動，由于相對分子質(zhì)量：M大于N，因此升高溫度，更多的固體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，混合氣體的總質(zhì)量增大，而剛性容器體積不變，所以容器內(nèi)氣體的密度增大，B項錯誤；該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，在T1℃達(dá)平衡時，n(B)＝amol×30%＝0.3amol，則平衡時n(A)＝amol－0.3amol＝0.7amol，C項錯誤；根據(jù)分析，T2℃時反應(yīng)先達(dá)到平衡，則T2>T1，D項正確。故選D。答案：D2．(2023·廣東模擬)某溫度下，向VL恒容密閉容器中通入4molX(g)，發(fā)生反應(yīng)：①2X(g)=Y(g)＋4Z(g)，②2Z(g)M(g)，反應(yīng)體系中X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是()A．25min時，氣體X反應(yīng)完全B．0～10min內(nèi)，氣體X的平均反應(yīng)速率為eq\f(0.32,V)mol/(L·min)C．25min時，向該體系中僅通入1molY(g)后，反應(yīng)②的平衡不發(fā)生移動(保持其他條件不變)D．該溫度下，反應(yīng)②的平衡常數(shù)K＝2VL·mol－1解析：由題干圖像可知，25min時，生成了2molY，根據(jù)反應(yīng)方程式①可知，消耗4molX，則氣體X反應(yīng)完全，A項正確；由題干圖像可知，0～10min內(nèi)生成了1.6molY，則消耗3.2molX，故氣體X的平均反應(yīng)速率為eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(Δn,VΔt)＝eq\f(3.2mol,VL×10min)＝eq\f(0.32,V)mol/(L·min)，B項正確；由A項分析可知，反應(yīng)①是不可逆反應(yīng)，故25min時反應(yīng)①進(jìn)行完全，恒溫恒容下向該體系中僅通入1molY(g)后，反應(yīng)②的平衡不發(fā)生移動(保持其他條件不變)，C項正確；由題干圖像信息可知，25min時生成了2molY，同時反應(yīng)①生成了8molZ，而Z的物質(zhì)的量實(shí)際上最終為1.6mol，說明反應(yīng)②消耗了6.4mol，生成了3.2molM，該溫度下，反應(yīng)②的平衡常數(shù)K＝eq\f(c（M）,c2（Z）)＝eq\f(\f(3.2,V),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.6,V)))\s\up12(2))＝1.25VL·mol－1，D項錯誤。故選D。答案：D3．(2023·大灣區(qū)聯(lián)合模擬考試)乙酸甲酯催化醇解反應(yīng)方程式為CH3COOCH3(l)＋C6H13OH(l)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)，已知v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。己醇和乙酸甲酯按物質(zhì)的量之比1∶1投料，測得348K、338K兩個溫度下乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率(α)隨時間(t)的變化關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()A．曲線①②中，曲線①對應(yīng)的k正更大B．升高溫度，該醇解平衡向正反應(yīng)方向移動C．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)中，v正與v逆差值最大的是b點(diǎn)D．338K時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為1解析：根據(jù)題圖可知，①曲線的反應(yīng)速率最大，說明溫度高，即曲線①對應(yīng)溫度為348K，曲線②對應(yīng)溫度為338K，溫度越高，反應(yīng)速率越大，k正值越大，故曲線①對應(yīng)的k正更大，故A項正確；由題圖可知，溫度越高，乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率越高，反應(yīng)正向進(jìn)行程度變大，說明反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故升高溫度，該醇解平衡向正反應(yīng)方向移動，故B項正確；k正、k逆是溫度的函數(shù)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，k正受溫度的影響較大，因此升高溫度，k正增大程度大于k逆，即k正－k逆的值較大的是曲線①；據(jù)題圖可知，a點(diǎn)是反應(yīng)向正方向進(jìn)行，c點(diǎn)為平衡點(diǎn)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，v正逐漸減小，v逆逐漸增大，因此四點(diǎn)中，v正與v逆差值最大的是a點(diǎn)，故C項錯誤；338K時，令乙酸甲酯的物質(zhì)的量為1mol，C6H13OH的物質(zhì)的量為1mol，則達(dá)到平衡時，消耗乙酸甲酯、C6H13OH的物質(zhì)的量均為1mol×50%＝0.5mol，則生成CH3COOC6H13和甲醇的物質(zhì)的量為0.5mol，K＝eq\f(0.5×0.5,0.5×0.5)＝1，故D項正確。故選C。答案：C4．(2023·浙江聯(lián)考)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)的方程式為①XY；②YZ。反應(yīng)①的速率v1＝k1c(X)，反應(yīng)②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2為速率常數(shù)。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時間變化的曲線，圖乙為反應(yīng)①和②的lnkeq\f(1,T)曲線。下列說法正確的是()A．隨c(X)的減小，反應(yīng)①的速率不斷下降，而反應(yīng)②的速率不斷增大B．由圖甲可知，某時間段體系中可能存在如下關(guān)系：v(Z)＝v(X)＋v(Y)C．欲提高Y的產(chǎn)率，需降低反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間D．溫度高于T1時，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定解析：由題圖甲中信息可知，隨c(X)的減小，c(Y)先增大后減小，c(Z)增大，故反應(yīng)①的速率隨c(X)的減小而減小，反應(yīng)②的速率先增大后減小，A項錯誤；由題圖甲可知，依據(jù)反應(yīng)關(guān)系，在Y的濃度達(dá)到最大值之前，單位時間內(nèi)X的減少量等于Y和Z的增加量，因此v(X)＝v(Y)＋v(Z)，在Y的濃度達(dá)到最大值之后，單位時間內(nèi)Z的增加量等于Y和X的減少量，故v(Z)＝v(X)＋v(Y)，B項正確；由題圖乙可知，升高溫度可以增大反應(yīng)①的速率，但反應(yīng)①的速率常數(shù)隨溫度升高增大的幅度小于反應(yīng)②的，且反應(yīng)②的速率隨Y的濃度增大而增大，因此欲提高Y的產(chǎn)率，需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間，C項錯誤；由題圖乙中信息可知，溫度低于T1時，k1>k2，反應(yīng)②為慢反應(yīng)，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定，溫度高于T1時，k1<k2，反應(yīng)①為慢反應(yīng)，總反應(yīng)速率由反應(yīng)①決定，D項錯誤。故選B。答案：B5．(2022·廣州下學(xué)期二模)物質(zhì)X能發(fā)生如下反應(yīng)：①X→mY；②X→nZ(m、n均為正整數(shù))。恒容體系中X、Y、Z的濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是()A．m＝n＝1B．t1時，c(X)＝c(Y)C．反應(yīng)的活化能：①<②D．t2時，X的消耗速率等于Z的生成速率解析：由題圖可知，最終X的濃度變?yōu)?，完全反應(yīng)，反應(yīng)生成Y、Z的濃度之和等于X的起始濃度，則反應(yīng)均為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，故m＝n＝1，A項正確；由圖可知，t1時，X、Y的濃度曲線相交，c(X)＝c(Y)，B項正確；兩個反應(yīng)同時發(fā)生，反應(yīng)結(jié)束是Y含量更高，反應(yīng)速率更快，說明反應(yīng)①活化能較低，故活化能：①<②，C項正確；t2時，反應(yīng)②中X的消耗速率等于Z的生成速率，而X還要發(fā)生反應(yīng)①，故X的消耗速率大于Z的生成速率，D項錯誤。故選D。答案：D6．(2022·佛山第二次質(zhì)量檢測)一定條件下，將CO2和H2按物質(zhì)的量為1∶3的投料比充入某剛性密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.5kJ·mol－1，測得CO2的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時間的變化如圖所示，下列說法正確的是()A．0～5min，共放出19.8kJ的熱量B．CO2和H2