新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像課件（40張）

微專題18

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像考點(diǎn)一考點(diǎn)一常規(guī)圖像分類突破1．瞬時(shí)速率—時(shí)間圖像(1)當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后，若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率—時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，根據(jù)出現(xiàn)“斷點(diǎn)”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(shí)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)“漸變”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)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(shí)其他條件不變，增大反應(yīng)物的濃度t1時(shí)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(shí)其他條件不變，減小反應(yīng)物的濃度t1時(shí)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(shí)其他條件不變，增大生成物的濃度t1時(shí)v′逆突然減小，v′正逐漸減小；v′正＞v′逆，平衡向正反應(yīng)方向移動t1時(shí)其他條件不變，減小生成物的濃度(3)利用圖像“斷點(diǎn)”判斷影響速率的外因圖像t1時(shí)刻所改變的條件溫度升高降低升高降低正反應(yīng)為放熱的反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱的反應(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)[應(yīng)用體驗(yàn)1]在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)

ΔH＜0，達(dá)到平衡后，只改變某一個(gè)條件時(shí)，反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)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(shí)間段是______(填字母，下同)。A.t0～t1B．t1～t2C．t2～t3D．t3～t4E．t4～t5F．t5～t6(2)判斷t1、t3、t4時(shí)刻分別改變的一個(gè)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?dú)鈚1時(shí)刻_____；t3時(shí)刻_____；t4時(shí)刻_____。(3)依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時(shí)間段中，氨的百分含量最高的是________。A．t0～t1B．t2～t3C．t3～t4D．t5～t6(4)如果在t6時(shí)刻，從反應(yīng)體系中分離出部分氨，t7時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，請?jiān)趫D中畫出反應(yīng)速率的變化曲線。ACDF

C

EBA解析：(1)根據(jù)圖示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6時(shí)間段內(nèi)，v正、v逆相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。(2)t1時(shí)，v正、v逆同時(shí)增大，且v逆增大得更快，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以t1時(shí)改變的條件是升溫。t3時(shí)，v正、v逆同時(shí)增大且增大量相同，平衡不移動，所以t3時(shí)改變的條件是加催化劑。t4時(shí)，v正、v逆同時(shí)減小，但平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以t4時(shí)改變的條件是減小壓強(qiáng)。(3)根據(jù)圖示知，t1～t2、t4～t5時(shí)間段內(nèi)平衡均向逆反應(yīng)方向移動，NH3的含量均比t0～t1時(shí)間段的低，所以t0～t1時(shí)間段內(nèi)NH3的百分含量最高。(4)t6時(shí)刻分離出部分NH3，v逆立刻減小，而v正逐漸減小，在t7時(shí)刻二者相等，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，據(jù)此可畫出反應(yīng)速率的變化曲線。2．全程速率—時(shí)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(shí)間的變化出現(xiàn)如圖所示情況。(1)AB段(v增大)，原因是反應(yīng)放熱，溶液溫度逐漸升高，v增大。(2)BC段(v減小)，原因是溶液中c(H＋)逐漸減小，v減小。[應(yīng)用體驗(yàn)2]

向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應(yīng)SO2(g)＋NO2(g)?SO3(g)＋NO(g)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是(

)A．反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)B．反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)小于b點(diǎn)C．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D．Δt1＝Δt2時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段答案：D

解析：A項(xiàng)，化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是各物質(zhì)的濃度不再改變，其實(shí)質(zhì)是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，c點(diǎn)對應(yīng)的正反應(yīng)速率顯然還在改變，一定未達(dá)平衡，錯誤；B項(xiàng)，a到b時(shí)正反應(yīng)速率增加，反應(yīng)物濃度隨時(shí)間不斷減小，錯誤；C項(xiàng)，從a到c正反應(yīng)速率增大，之后正反應(yīng)速率減小，說明反應(yīng)剛開始時(shí)溫度升高對正反應(yīng)速率的影響大于濃度減小對正反應(yīng)速率的影響，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，錯誤；D項(xiàng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的轉(zhuǎn)化率將逐漸增大，正確。3．含量—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖像常見圖像形式有如下幾種。其中C%指生成物的百分含量，B%指反應(yīng)物的百分含量。[析圖關(guān)鍵]表示不同條件下，反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間快慢、反應(yīng)速率的快慢以及平衡混合物中某物質(zhì)的百分含量的關(guān)系。解題方法是“先拐先平，數(shù)值大”。即曲線先出現(xiàn)拐點(diǎn)的首先達(dá)到平衡，反應(yīng)速率快，以此判斷溫度或壓強(qiáng)的高低。再依據(jù)外界條件對平衡的影響分析判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)及反應(yīng)前后氣體體積的變化。[應(yīng)用體驗(yàn)3]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)?yC(g)

ΔH<0。在一定條件下，容器中A、C的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)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0～10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(A)＝_____________。(2)根據(jù)圖示可確定x∶y＝________。0.02mol·L－1·min－11∶2(3)0～10min容器內(nèi)壓強(qiáng)_____(填“變大”“不變”或“變小”)。(4)推測第10min引起曲線變化的反應(yīng)條件可能是________(填編號，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K1，平衡Ⅱ平衡常數(shù)為K2，則K1____K2(填“>”“＝”或“<”)。變大④⑥

④

>

4．轉(zhuǎn)化率(或質(zhì)量分?jǐn)?shù))與壓強(qiáng)—溫度圖像(1)恒壓線圖像[析圖關(guān)鍵]表示兩個(gè)外界條件同時(shí)變化時(shí)，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率變化情況，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)為恒量，討論另外兩個(gè)變量的關(guān)系。如圖1中，當(dāng)壓強(qiáng)相等(任意一條等壓線)時(shí)，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率增大，說明升高溫度平衡正向移動，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。當(dāng)溫度相等時(shí)，在圖1中作垂線，與三條等壓線交于三點(diǎn)，這三點(diǎn)自下而上為增大壓強(qiáng)，A的轉(zhuǎn)化率增大，說明增大壓強(qiáng)平衡正向移動，即正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。(2)恒溫線圖像[析圖關(guān)鍵]圖3中，當(dāng)溫度相等(任意一條等溫線)時(shí)，增大壓強(qiáng)，A的轉(zhuǎn)化率增大，說明增大壓強(qiáng)平衡正向移動，即正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。當(dāng)壓強(qiáng)相等時(shí)，在圖3中作垂線，與兩條等溫線交于兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)自下而上為降低溫度，A的轉(zhuǎn)化率增大，說明降低溫度平衡正向移動，即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。[應(yīng)用體驗(yàn)4]

已知某可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)?pC(g)在密閉容器中進(jìn)行，如圖表示在不同反應(yīng)時(shí)間(t)時(shí)，溫度(T)和壓強(qiáng)(p)與反應(yīng)物B在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)[φ(B)]的關(guān)系曲線，由曲線分析，下列判斷正確的是(

)A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放熱反應(yīng)B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸熱反應(yīng)C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放熱反應(yīng)D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸熱反應(yīng)答案：D解析：由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度T1先達(dá)到平衡，故溫度：T1＞T2，升高溫度，B在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)減小，說明平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)p2先達(dá)到平衡，故壓強(qiáng)：p1＜p2，增大壓強(qiáng)，B在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡逆向移動，正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，則m＋n＜p。5．化學(xué)平衡中的其他圖像(1)對于化學(xué)反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，M點(diǎn)前，表示從反應(yīng)開始，v(正)>v(逆)；M點(diǎn)為剛達(dá)到平衡點(diǎn)；M點(diǎn)后為平衡受溫度影響的情況，即升溫，A的百分含量增加或C的百分含量減少，平衡左移，故ΔH<0。(2)對于化學(xué)反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)。L線的上方(E點(diǎn))，A的百分含量大于此壓強(qiáng)時(shí)平衡體系中A的百分含量，所以E點(diǎn)滿足v(正)>v(逆)；同理L線的下方(F點(diǎn))滿足v(正)<v(逆)。[應(yīng)用體驗(yàn)5]在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)＋yB(g)?zC(g)，圖1表示200℃時(shí)容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系，圖2表示不同溫度下平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)隨起始n(A)∶n(B)的變化關(guān)系。則下列結(jié)論正確的是(

)A．200℃時(shí)，反應(yīng)從開始到平衡的平均速率v(B)＝0.04mol·L－1·min－1B．反應(yīng)xA(g)＋yB(g)?zC(g)的ΔH>0，且a＝2C．若在圖1所示的平衡狀態(tài)下，再向體系中充入He，此時(shí)v(正)>v(逆)D．200℃時(shí)，向容器中充入2molA和1molB，達(dá)到平衡時(shí)，A的體積分?jǐn)?shù)大于0.5答案：B解析：細(xì)析圖想原理得結(jié)論物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比化學(xué)方程式為2A(g)＋B(g)?C(g)原比例n(A)∶n(B)＝2∶1，在恒溫恒容容器中按原比例(2molA和1molB)增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量等同于加壓加壓，平衡向正反應(yīng)方向移動，A的體積分?jǐn)?shù)減小，即小于0.5升高溫度平衡向吸熱(生成C)方向移動ΔH>0按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投料，生成物的百分含量最高a＝2微點(diǎn)撥圖像題的解題方法(1)先拐先平：在含量(轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間曲線中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的先達(dá)到平衡，說明該曲線反應(yīng)速率大，表示溫度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。(2)定一議二：當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系，有時(shí)還需要作輔助線。(3)三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減小；二看v正、v逆的相對大?。蝗椿瘜W(xué)平衡移動的方向。考點(diǎn)二考點(diǎn)二復(fù)雜化學(xué)平衡圖像分類突破這類圖像常與生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題相結(jié)合，從反應(yīng)時(shí)間、投料比值、催化劑的選擇、轉(zhuǎn)化率等角度考查。圖像形式看似更加難辨，所涉問題看似更加復(fù)雜，但只要仔細(xì)分析，抓住圖像中的關(guān)鍵點(diǎn)(常為最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn))、看清橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表的條件、弄清曲線的變化趨勢，即可將復(fù)雜圖像轉(zhuǎn)化為常規(guī)圖像。進(jìn)而運(yùn)用化學(xué)平衡知識進(jìn)行解答即可。【典型圖像例析】題型一轉(zhuǎn)化率—投料比—溫度圖像[例1]

將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為2CO2(g)＋6H2(g)?CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。已知在壓強(qiáng)為aMPa下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率見下圖：此反應(yīng)________(填“放熱”或“吸熱”)；若溫度不變，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，則K將________(填“增大”“減小”或“不變”)。放熱不變解析：當(dāng)投料比一定時(shí)，溫度越高，CO2的轉(zhuǎn)化率越低，所以升溫，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，不隨投料比的變化而變化。

2.0

題型三最佳反應(yīng)條件選擇[例3]

汽車尾氣是霧霾形成的原因之一。研究氮氧化物的處理方法可有效減少霧霾的形成，可采用氧化還原法脫硝：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)?4N2(g)＋6H2O(g)

ΔH<0根據(jù)下圖判斷提高脫硝效率的最佳條件是____________________________________________________；氨氮比一定時(shí)，在400℃時(shí)，脫硝效率最大，其可能的原因是________________________________。氨氮物質(zhì)的量之比為1，溫度為400℃在400℃時(shí)催化劑的活性最好，催化效率最高，同時(shí)400℃溫度較高，反應(yīng)速率快

870K該反應(yīng)放熱，升高溫度，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行加入的CO會與NO的分解產(chǎn)物O2發(fā)生反應(yīng)，促進(jìn)NO分解平衡向生成N2的方向移動，導(dǎo)致NO轉(zhuǎn)化率升高題型五陌生反應(yīng)方程式書寫[例5]

向密閉容器中加入0.2molH2S，反應(yīng)在不同溫度(900～1500℃)下達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如圖所示，則在此溫度區(qū)間內(nèi)，H2S分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。解析：圖中縱軸表示各組分的體積分?jǐn)?shù)，H2S的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，隨著