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第05講化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像目錄TOC\o"1-3"\h\u01考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航 202知識(shí)導(dǎo)圖·思維引航 303考點(diǎn)突破·考法探究 4考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率圖像 4知識(shí)點(diǎn)1速率—時(shí)間圖像 4知識(shí)點(diǎn)2速率—壓強(qiáng)(或溫度)圖像 5知識(shí)點(diǎn)3物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像 6知識(shí)點(diǎn)4化學(xué)速率圖像分析 7考向1考查速率-時(shí)間圖像 7考向2考查速率—壓強(qiáng)(或溫度)圖像 10考向3考查濃度或物質(zhì)的的量-時(shí)間圖像 12考點(diǎn)二化學(xué)平衡圖像 14知識(shí)點(diǎn)1轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像 14知識(shí)點(diǎn)2恒溫線或恒壓線圖像 15知識(shí)點(diǎn)3反應(yīng)過程中組分含量或濃度與溫度的關(guān)系圖像 16知識(shí)點(diǎn)4化學(xué)平衡圖像分析 16考向1考查轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像的分析判斷 18考向2考查恒溫線或恒壓線圖像的分析判斷 20考向3考查組分含量、濃度或物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系圖像的分析判斷 22考向4考查化學(xué)平衡曲線外的非平衡點(diǎn)分析 2404真題練習(xí)·命題洞見 28
考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析化學(xué)反應(yīng)速率圖像2024·遼寧卷,3分2024·安徽卷,3分2023遼寧卷12題,3分2023山東卷14題,4分2022浙江1月選考19題,2分2022湖南卷14題,4分2022廣東卷15題,4分2022河北卷11題,4分;分析近三年的高考試題,高考命題在本講有以下規(guī)律:化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像分析類試題經(jīng)常涉及的圖像類型有含量—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖像、恒溫、恒壓曲線等,圖像中蘊(yùn)含著豐富的信息,具有簡(jiǎn)明、直觀、形象的特點(diǎn),命題形式靈活,難度不大,解題的關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn),明確反應(yīng)條件,認(rèn)真分析圖像,充分挖掘蘊(yùn)含的信息,緊扣化學(xué)原理,找準(zhǔn)切入點(diǎn)解決問題。圖像作為一種思維方法在解題過程中也有著重要作用,可以將一些較為抽象的知識(shí),轉(zhuǎn)化為圖像,然后進(jìn)行解決。注意掌握從圖像中獲取有效信息,解答與化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡有關(guān)的問題,如反應(yīng)速率、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率,提高轉(zhuǎn)化率的措施等;從圖表或圖像中獲取信息,計(jì)算轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)等?;瘜W(xué)平衡圖像2024·湖南卷,3分2024·遼寧卷,3分2023·重慶卷,3分2023湖南卷13題,4分2023浙江6月選考14題,3分2022江蘇卷13題,3分2022廣東卷13題,4分復(fù)習(xí)目標(biāo):1.能從圖像認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡是變化的,知道化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡與外界條件有關(guān),并遵循一定規(guī)律;能多角度。動(dòng)態(tài)地分析化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡,運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問題。2.建立圖像與觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系,知道可以通過圖像分析、推理等方法認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的本質(zhì)特征及其相互關(guān)系,建立模型。能運(yùn)用模型解釋化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的有關(guān)圖像曲線變化,揭示化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的本質(zhì)和規(guī)律。3.能通過圖像發(fā)現(xiàn)和提出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的有探究?jī)r(jià)值的問題;通過控制變量來探究影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的外界條件。
11550考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率圖像知識(shí)點(diǎn)1速率—時(shí)間圖像1.“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(dòng)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(dòng)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(dòng)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??;v′正>v′逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小生成物的濃度2.“斷點(diǎn)”類v-t圖像圖像t1時(shí)刻所改變的條件溫度升高降低升高降低適合正反應(yīng)為放熱的反應(yīng)適合正反應(yīng)為吸熱的反應(yīng)壓強(qiáng)增大減小增大減小適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)3.“平臺(tái)”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′逆,平衡不移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變使用催化劑t1時(shí)其他條件不變?cè)龃蠓磻?yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n=p+q(反應(yīng)前后氣體體積無變化)t1時(shí)v′正、v′逆均突然減小且v′正=v′逆,平衡不移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n=p+q(反應(yīng)前后氣體體積無變化)4.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。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。知識(shí)點(diǎn)2速率—壓強(qiáng)(或溫度)圖像1.對(duì)于速率~溫度曲線,溫度改變后,吸熱反應(yīng)速率變化大,放熱反應(yīng)速率變化小。即吸熱大變,放熱小變。以mA+nBpC+qD;△H=Q為例2.對(duì)于速率~壓強(qiáng)曲線,壓強(qiáng)改變后,氣體體積之和大的一側(cè)反應(yīng)速率變化大,氣體體積之和小的一側(cè)反應(yīng)速率變化小。以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g);△H=Q為例【名師點(diǎn)撥】這類圖像中曲線的意義是外界條件(如溫度、壓強(qiáng)等)對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響的變化趨勢(shì)及變化幅度。圖中交點(diǎn)是平衡狀態(tài),壓強(qiáng)或溫度增大,正反應(yīng)速率增大得快,平衡正向移動(dòng)。知識(shí)點(diǎn)3物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像這類圖像能說明平衡體系中各組分在反應(yīng)過程中的濃度變化情況。1、識(shí)圖:在c-t圖中,一般橫坐標(biāo)表示時(shí)間,縱坐標(biāo)表示濃度或物質(zhì)的量等變化,分析圖時(shí)要抓住隨著時(shí)間的變化曲線的基本走勢(shì)問題,其重點(diǎn)及易錯(cuò)點(diǎn)應(yīng)抓住曲線的斜率,某一時(shí)刻曲線的斜率大小就表示該時(shí)刻反應(yīng)的速率快慢,曲線越陡表示反應(yīng)的速率越大,曲線越平緩表示反應(yīng)的速率越小。2、規(guī)律:①若為溫度變化引起,溫度較高時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。②若為壓強(qiáng)變化引起,壓強(qiáng)較大時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。③若為是否使用催化劑,使用適宜催化劑時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。3、實(shí)例:某溫度時(shí),在定容(VL)容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)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是產(chǎn)物。②t3s時(shí)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(shí)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(jì)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(jì)量數(shù)之比,如X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。4、易錯(cuò)提醒:解該類圖像題要注意各物質(zhì)曲線出現(xiàn)折點(diǎn)(達(dá)到平衡)的時(shí)刻相同,各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)4化學(xué)速率圖像分析1.識(shí)圖這類圖像定性地揭示了反應(yīng)過程中v(正)、v(逆)隨時(shí)間(含條件改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響)而變化的規(guī)律,體現(xiàn)了平衡的“逆、動(dòng)、等、定、變、同”的基本特征,以及平衡移動(dòng)的方向。分析這類圖像的重點(diǎn)及易錯(cuò)點(diǎn)是圖像中演變出來的相關(guān)面積,曲線下方陰影部分的面積大小就表示在該時(shí)間段內(nèi)某物質(zhì)的濃度的變化量。另外,由v-t圖可知,在一般情況下,同一個(gè)反應(yīng)有先快后慢的特點(diǎn),生成等量產(chǎn)物(或消耗等量反應(yīng)物),所需的時(shí)間逐漸變長(zhǎng)。2.常見v-t圖像分析方法(1)看圖像中正、逆反應(yīng)速率的變化趨勢(shì),看二者是同等程度的變化,還是不同程度的變化。同等程度的變化一般從壓強(qiáng)(反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng))和催化劑角度考慮;若是不同程度的變化,可從溫度、濃度、壓強(qiáng)(反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng))角度考慮。(2)對(duì)于反應(yīng)速率變化程度不相等的反應(yīng),要注意觀察改變某個(gè)條件瞬間,正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系及變化趨勢(shì)。同時(shí)要聯(lián)系外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,加以篩選、驗(yàn)證、排除。(3)改變條件判斷v(正)、v(逆)的相對(duì)大小時(shí),可以從平衡移動(dòng)方向討論,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆移,v(正)<v(逆)。(4)規(guī)律:v-t圖像中無“斷點(diǎn)”,曲線是“漸變”的,即逐漸升高或降低,則改變的條件是濃度。若曲線是向上“漸變”,表示改變的條件是“增強(qiáng)”,反之,改變的條件是“減弱”,如工業(yè)合成氨的反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。因t1時(shí)刻改變條件后,v′逆>v′正,平衡逆向移動(dòng),故改變的條件是增大NH3的濃度??枷?考查速率-時(shí)間圖像例1(2024·遼寧撫順·模擬)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(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率顯然還在改變,一定未達(dá)平衡,錯(cuò)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(cuò)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(duì)正反應(yīng)速率的影響大于濃度減小對(duì)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(cuò)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?!舅季S建模】分清正反應(yīng)、逆反應(yīng)及二者反應(yīng)速率的相對(duì)大小,分清“突變”和“漸變”;正確判斷化學(xué)平衡的移動(dòng)方向;熟記濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律。Ⅰ.v正突變,v逆漸變,且v正>v逆,說明是增大了反應(yīng)物的濃度,使v正突變,且平衡正向移動(dòng)。Ⅱ.v正、v逆都突然減小,且v正>v逆,說明平衡正向移動(dòng),該反應(yīng)的正反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)或氣體體積增大的反應(yīng)。Ⅲ.v正、v逆都突然增大,且增大程度相同,說明該化學(xué)平衡沒有發(fā)生移動(dòng),可能是使用了催化劑,也可能是對(duì)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)壓縮體積(即增大壓強(qiáng))?!咀兪接?xùn)練1】如圖表示反應(yīng)2SO2(g)+O22SO3(g)+Q的正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化情況,試根據(jù)圖中曲線判斷下列說法可能正確的是A.t1時(shí)只減小了壓強(qiáng);B.t1時(shí)只降低了溫度;C.t1時(shí)增加了SO2和O2的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);D.t1時(shí)減小SO2濃度的同時(shí),增加了SO3的濃度;【答案】D【解析】A.若t1時(shí)減小了壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),重新平衡時(shí)的速率小于原平衡速率,故A錯(cuò)誤;B.若t1時(shí)降低了溫度,平衡向正反應(yīng)移動(dòng),重新平衡時(shí)的速率小于原平衡速率,故B錯(cuò)誤;C.若t1時(shí)增加了SO2和O2的濃度,正反應(yīng)速率應(yīng)大于原平衡速率,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),圖象中t1時(shí)刻不符合,故C錯(cuò)誤;D.若t1時(shí)減小了SO2的濃度,增加了SO3的濃度,平衡向逆反應(yīng)移動(dòng),新平衡時(shí)反應(yīng)物濃度比可以原來還大,平衡時(shí)正反應(yīng)速率可以比原平衡速率大,故D可能正確;故選D?!咀兪接?xùn)練2】(2024·山東濟(jì)南·模擬)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?;卮鹣铝袉栴}:(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(qǐng)?jiān)趫D中畫出反應(yīng)速率的變化曲線?!敬鸢浮浚?)ACDF(2)CEB(3)A(4)【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(dòng),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(dòng),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(dòng),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(dòng),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??枷?考查速率—壓強(qiáng)(或溫度)圖像例2可逆反應(yīng)mA(g)?nB(g)+pC(s);△H=Q,溫度和壓強(qiáng)的變化對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響分別符合如圖中的兩個(gè)圖象,以下敘述正確的是:()A.m>n,Q<0 B.m>n+p,Q>0C.m>n,Q>0 D.m<n+p,Q<0【答案】A【解析】由圖象可知,升高溫度,逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,則升高溫度,平衡逆向移動(dòng);增大壓強(qiáng),正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,則增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng)。由圖象可知,升高溫度,逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,則升高溫度,平衡逆向移動(dòng),所以該正反應(yīng)為放熱反應(yīng),Q<0;增大壓強(qiáng),正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,則增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),該反應(yīng)為氣體氣體縮小的反應(yīng),所以m>n,故答案選A?!舅季S建?!壳€的意義是外界條件(如溫度、壓強(qiáng)等)對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響的變化趨勢(shì)及變化幅度。如圖中交點(diǎn)A是平衡狀態(tài),壓強(qiáng)增大,正反應(yīng)速率增大得快,平衡正向移動(dòng)。【變式訓(xùn)練1】下列各圖是溫度(或壓強(qiáng))對(duì)2A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)ΔH<0的正、逆反應(yīng)速率的影響,曲線交點(diǎn)表示建立平衡時(shí)的溫度或壓強(qiáng),其中正確的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】A和B圖中自變量為溫度,溫度越高,速率越快,B項(xiàng)錯(cuò)誤;升溫時(shí)平衡向吸熱方向移動(dòng),逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,A項(xiàng)錯(cuò)誤;C、D圖中自變量為壓強(qiáng),壓強(qiáng)越大,速率越快,D項(xiàng)錯(cuò)誤;增加壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)減小方向移動(dòng),也就是向逆反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,C項(xiàng)正確?!咀兪接?xùn)練2】(23-24高三上·四川·期中)某恒容密閉容器中充入一定量SO2和O2進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0,圖甲表示反應(yīng)速率(v)與溫度(T)的關(guān)系、圖乙表示T1時(shí),平衡體系中SO2的體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)(p)的關(guān)系。下列說法正確的是(
)圖甲,圖乙A.圖甲中,曲線1表示正反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系B.圖乙中,a、b兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:v(a)>v(b)C.圖甲中,d點(diǎn)時(shí),混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變D.圖乙中,c點(diǎn)的正、逆反應(yīng)速率:v(逆)<v(正)【答案】C【解析】A.反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0,正反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,則曲線1表示逆反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系,故A錯(cuò)誤;B.溫度恒定時(shí),a、b兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)是b的大,壓強(qiáng)越大,反應(yīng)速率越快,a、b兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率:va<vb,故B錯(cuò)誤;C.d點(diǎn)表示溫度為T0時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變,故C正確;D.c點(diǎn)時(shí),二氧化硫的含量小于平衡時(shí)的含量,反應(yīng)需要向生成二氧化硫的方向進(jìn)行,即向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,所以v(逆)>v(正),故D錯(cuò)誤;故選C??枷?考查濃度或物質(zhì)的的量-時(shí)間圖像例3(2024·河南洛陽·模擬)100℃時(shí),向某恒容密閉容器加入1.6mol·L-1的Q后會(huì)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(shí)間的變化如圖所示:下列說法錯(cuò)誤的是()A.從反應(yīng)開始到剛達(dá)到平衡的時(shí)間段內(nèi),v(Q)=0.02mol·L-1·s-1B.a、b兩時(shí)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(gè)時(shí)間段內(nèi)的反應(yīng)速率:v(ab)>v(bc)=0D.其他條件相同,起始時(shí)將0.2mol·L-1氦氣與Q混合,則反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間少于60s【答案】D【解析】根據(jù)分析,從反應(yīng)開始到剛達(dá)到平衡的時(shí)間段內(nèi),v(Q)=eq\f(Δc,t)=eq\f(1.2mol·L-1,60s)=0.02mol·L-1·s-1,故A正確;Q為反應(yīng)物,初始時(shí)濃度最大,消耗速率最大,生成速率最小,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,Q的濃度逐漸減小,消耗速率逐漸減慢,生成速率逐漸增大,則a、b兩時(shí)刻生成Q的速率:v(a)<v(b),故B正確;ab段M的濃度變化量為(0.6-0.3)mol·L-1=0.3mol·L-1,則Q的物質(zhì)的量濃度變化量為M的兩倍,為0.3mol·L-1×2=0.6mol·L-1,反應(yīng)時(shí)間為60s-20s=40s,v(ab)=eq\f(0.6mol·L-1,40s)=0.015mol·L-1·s-1,bc段反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),M、Q的物質(zhì)的量濃度變化量為0,則v(bc)=0,則用Q濃度變化值表示的ab、bc兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的反應(yīng)速率:v(ab)>v(bc)=0,故C正確;其他條件相同,向某恒容密閉容器中通入0.2mol·L-1氦氣與Q混合,容器體積不變,Q、M的濃度不變,與原平衡體系等效,則反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間等于60s,故D錯(cuò)誤?!舅季S建?!磕硿囟葧r(shí),在定容(VL)容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)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是產(chǎn)物。②t3s時(shí)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(shí)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(jì)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(jì)量數(shù)之比,如X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2?!咀兪接?xùn)練1】(2024·安徽銅陵·模擬)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(qǐng)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=________。(3)0~10min容器內(nèi)壓強(qiáng)________(填“變大”“不變”或“變小”)。(4)推測(cè)第10min引起曲線變化的反應(yīng)條件可能是________(填編號(hào),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“<”)?!敬鸢浮浚?)0.02mol·L-1·min-1(2)1∶2(3)變大(4)④⑥④(5)>【解析】(1)0~10min內(nèi)v(A)=eq\f((0.45-0.25)mol·L-1,10min)=0.02mol·L-1·min-1。(2)根據(jù)圖像可知,0~10min內(nèi)A的物質(zhì)的量濃度減少量為0.2mol·L-1,C的物質(zhì)的量濃度增加量為0.4mol·L-1,x、y之比等于A、C的濃度的變化量之比,故x∶y=0.2mol·L-1∶0.4mol·L-1=1∶2。(3)該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),而容器容積不變,因此0~10min容器內(nèi)壓強(qiáng)變大。(4)根據(jù)圖像可知,10min時(shí)改變條件后,A、C的濃度瞬時(shí)不變且隨后反應(yīng)速率加快,故改變的條件可能是升溫或加入催化劑;12~16min,反應(yīng)處于平衡狀態(tài),16min時(shí)改變條件后,A、C的濃度瞬時(shí)不變,且隨后A的濃度逐漸增大,C的濃度逐漸減小,說明平衡逆向移動(dòng),故改變的條件可能是升溫。(5)升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小。由于16min時(shí)升高溫度,則K1>K2。【變式訓(xùn)練2】(2024·河北保定·三模)鈮被廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、原子能、超導(dǎo)材料及新型功能材料等領(lǐng)域,是一種十分重要的戰(zhàn)略物資。常用于萃取稀土金屬鈮:。某溫度下,萃取過程中溶液中與時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是A.其他條件不變,時(shí)萃取反應(yīng)已停止B.增大,萃取反應(yīng)平衡向左移動(dòng),平衡常數(shù)減小C.min、min時(shí)萃取反應(yīng)的正反應(yīng)速率:D.min內(nèi),的平均反應(yīng)速率【答案】D【解析】A.平衡時(shí)正反應(yīng)、逆反應(yīng)依然在不斷進(jìn)行,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),增大濃度K不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.萃取反應(yīng)發(fā)生后,正反應(yīng)速率由大到小至不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.min內(nèi),,根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,的平均反應(yīng)速率,D項(xiàng)正確;故選:D??键c(diǎn)二化學(xué)平衡圖像知識(shí)點(diǎn)1轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像該類圖像中常常與化學(xué)平衡知識(shí)相聯(lián)系,重在考查化學(xué)平衡相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。這類圖像反映了反應(yīng)物或生成物的量在不同溫度(壓強(qiáng))下對(duì)時(shí)間的關(guān)系,解題時(shí)要注意一定條件下物質(zhì)含量不再改變時(shí),應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的特征。1.識(shí)圖:一般當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到一個(gè)定值,即轉(zhuǎn)化率或百分含量保持不變,該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡,我們可以借助圖像中曲線的數(shù)值大小,進(jìn)一步結(jié)合影響平衡的一些外界因素,分析整合,得出相關(guān)結(jié)論。已知不同溫度或壓強(qiáng)下,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α(或百分含量)與時(shí)間的關(guān)系曲線,推斷溫度的高低及反應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強(qiáng)的大小及氣體物質(zhì)間的系數(shù)的關(guān)系。2.規(guī)律:“先拐先平,數(shù)值大”原則分析反應(yīng)由開始(起始物質(zhì)相同時(shí))達(dá)到平衡所用時(shí)間的長(zhǎng)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(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如圖甲中T2>T1。②若為壓強(qiáng)變化引起,壓強(qiáng)較大時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如圖乙中p1>p2。③若為使用催化劑引起,使用適宜催化劑時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如圖丙中a使用催化劑。3.實(shí)例:正確掌握?qǐng)D像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法[以mA(g)+nB(g)pC(g)中反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率αA為例說明]①圖甲中,T2>T1,升高溫度,αA降低,平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②圖乙中,p1>p2,增大壓強(qiáng),αA升高,平衡正向移動(dòng),則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)。③若縱坐標(biāo)表示A的百分含量,則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。知識(shí)點(diǎn)2恒溫線或恒壓線圖像該類圖像的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(反應(yīng)物或生成物)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,橫坐標(biāo)為溫度或壓強(qiáng)。1.識(shí)圖:(α表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,c表示反應(yīng)物的平衡濃度)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)?!久麕燑c(diǎn)睛】解答此類圖像問題,往往可作分析時(shí)可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線——恒壓線或恒溫線,然后進(jìn)行定一議二,從而可解決問題。2.規(guī)律:(1)“定一議二”原則:可通過分析相同溫度下不同壓強(qiáng)時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率大小來判斷平衡移動(dòng)的方向,從而確定反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與產(chǎn)物氣體物質(zhì)間的系數(shù)的大小關(guān)系。如乙中任取兩條壓強(qiáng)曲線研究,壓強(qiáng)增大,αA增大,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),甲中任取一曲線,也能得出結(jié)論。(2)通過分析相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的大小來判斷平衡移動(dòng)的方向,從而確定反應(yīng)的熱效應(yīng)。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(yīng)為放熱反應(yīng)。知識(shí)點(diǎn)3反應(yīng)過程中組分含量或濃度與溫度的關(guān)系圖像1.反應(yīng)過程中組分含量或濃度與溫度的關(guān)系圖像對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在相同時(shí)間段內(nèi),M點(diǎn)前,表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)物開始,則v正>v逆,未達(dá)平衡;M點(diǎn)為剛達(dá)到的平衡點(diǎn)。M點(diǎn)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(dòng),ΔH<0。2.化學(xué)平衡曲線外的非平衡點(diǎn)分析對(duì)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)。左上方(E點(diǎn)),A%大于此壓強(qiáng)或溫度時(shí)平衡體系中的A%,E點(diǎn)必須向正反應(yīng)方向移動(dòng)才能達(dá)到平衡狀態(tài),所以,E點(diǎn)v正>v逆;則右下方(F點(diǎn))v正<v逆。3.投料比與轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率相關(guān)圖像在工業(yè)生產(chǎn)中,為了提高轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率,從原料的利用率研究分析,我們可以得到投料比與轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率相關(guān)圖像,通過圖像分析我們可以得到最佳投料比。如在保持體系總壓為105Pa的條件下進(jìn)行反應(yīng):SO2+eq\f(1,2)O2SO3,原料氣中SO2和O2的物質(zhì)的量之比m[m=eq\f(n(SO2),n(O2))]不同時(shí),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(t)的關(guān)系如圖所示:分析圖像我們可以得到如下信息,在同溫同壓下,增加二氧化硫的量,會(huì)使原料氣中SO2和O2的物質(zhì)的量之比m變大,m越大,平衡轉(zhuǎn)化率α(SO2)越小,即圖中m1、m2、m3的大小順序?yàn)閙1>m2>m3。知識(shí)點(diǎn)4化學(xué)平衡圖像分析1.思維建模2.解題步驟第一步:看特點(diǎn)。即分析可逆反應(yīng)方程式,觀察物質(zhì)的狀態(tài)、氣態(tài)物質(zhì)分子數(shù)的變化(正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),還是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng))、反應(yīng)熱(正反應(yīng)是放熱反應(yīng),還是吸熱反應(yīng))等。第二步:識(shí)圖像。即識(shí)別圖像類型,一看“面”(理清橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)表示的含義);二看“線”(分析曲線的走向和變化趨勢(shì),它與橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)的關(guān)系);三看“點(diǎn)”(重點(diǎn)分析特殊點(diǎn)——起點(diǎn)、拐點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)的含義);四看是否要作輔助線(如等溫線、等壓線等),五看定量圖像中有關(guān)量的多少問題。第三步:聯(lián)想化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動(dòng)原理,特別是影響因素及使用前提條件等。利用規(guī)律“先拐先平,數(shù)值大”判斷,即曲線先出現(xiàn)拐點(diǎn),先達(dá)到平衡,其溫度、壓強(qiáng)越大。第四步:圖表與原理整合。逐項(xiàng)分析圖表,重點(diǎn)看圖表是否符合可逆反應(yīng)的特點(diǎn)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理。3.解題技巧①先拐先平:在含量—時(shí)間曲線中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的則先達(dá)到平衡,說明該曲線表示的溫度較高或壓強(qiáng)較大。②定一議二:在含量—T/p曲線中,圖像中有三個(gè)變量,先確定一個(gè)量不變,再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系(因平衡移動(dòng)原理只適用于“單因素”的改變)。即確定橫坐標(biāo)所示的量后,討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系或確定縱坐標(biāo)所示的量后(通??僧嬕淮咕€),討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系。③三步分析法:一看反應(yīng)速率是增大還是減??;二看v(正)、v(逆)的相對(duì)大??;三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。4.易錯(cuò)點(diǎn)撥(1)“先拐先平”與速率快慢的誤區(qū):在反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像中,我們?nèi)菀族e(cuò)誤認(rèn)為曲線先出現(xiàn)拐點(diǎn),則反應(yīng)速率一定快,由此得出反應(yīng)溫度或壓強(qiáng)、濃度一定大等錯(cuò)誤觀點(diǎn)。正確的分析應(yīng)該是先出現(xiàn)拐點(diǎn),先平衡,即常說的“先拐先平”,但比較反應(yīng)速率快慢時(shí),應(yīng)該依據(jù)曲線斜率的大小,斜率大,反應(yīng)速率快,如下面圖像,盡管曲線b先平衡,但其反應(yīng)速率小于曲線a對(duì)應(yīng)的速率。(2)未達(dá)到平衡的曲線誤認(rèn)為是平衡時(shí)的曲線。如根據(jù)下面圖像判斷某反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)時(shí),從o—a—b階段,誤認(rèn)為升高溫度,生成物濃度增大,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以該正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。該錯(cuò)誤結(jié)論的得出原因在于o—a—b階段時(shí),該反應(yīng)并沒有達(dá)到平衡狀態(tài),b點(diǎn)為平衡時(shí)狀態(tài),通過b—c階段可以得出,在平衡狀態(tài)下,若升高溫度,生成物濃度減少,平衡逆向移動(dòng),所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)圖像中涉及定量問題時(shí),應(yīng)該注意相關(guān)“量”與反應(yīng)原理的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如合成氨中,若H2、N2的濃度按照3:1置入反應(yīng)裝置中,盡管H2、N2的濃度不斷減少,根據(jù)反應(yīng)原理,二者減少量應(yīng)該滿足3:1的關(guān)系,顯然下面圖像中曲線的變化是錯(cuò)誤的結(jié)論。考向1考查轉(zhuǎn)化率(或百分含量)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像的分析判斷例1(2024·湖南·模擬預(yù)測(cè))研究之間的轉(zhuǎn)化對(duì)控制大氣污染具有重要意義,已知:。如圖所示,在恒容密閉容器中,反應(yīng)溫度為時(shí),和隨t變化曲線分別為Ⅰ、Ⅱ,改變溫度到,隨t變化為曲線Ⅲ。下列判斷正確的是A.反應(yīng)速率B.溫度C.升高溫度,正向反應(yīng)速率增加,逆向反應(yīng)速率減小D.溫度和下,反應(yīng)分別達(dá)到平衡時(shí),前者小【答案】B【解析】A.升高溫度,反應(yīng)速率增大,達(dá)到平衡所需時(shí)間變短,根據(jù)圖像,溫度T2>T1,故反應(yīng)速率,A錯(cuò)誤;B.升高溫度,反應(yīng)速率增大,達(dá)到平衡所需時(shí)間變短,根據(jù)圖像,溫度T2>T1,B正確;C.升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,C錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動(dòng),所以溫度和下,反應(yīng)分別達(dá)到平衡時(shí),前者大,D錯(cuò)誤;本題選B?!舅季S建?!俊跋裙障绕綌?shù)值大”。在化學(xué)平衡圖像中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)則先達(dá)到平衡,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線表示的溫度較高(如圖Ⅰ中T2>T1)、壓強(qiáng)較大(如圖Ⅱ中p2>p1)或使用了催化劑(如圖Ⅲ中a使用了催化劑)。Ⅰ.表示T2>T1,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng)。Ⅱ.表示p2>p1,反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小,說明正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng)。Ⅲ.生成物C的百分含量不變,說明平衡不發(fā)生移動(dòng),但反應(yīng)速率a>b,故a使用了催化劑;也可能該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng),a增大了壓強(qiáng)(即壓縮體積)?!咀兪接?xùn)練1】(2024·湖北孝感·模擬)在其他條件不變時(shí),只改變某一條件,化學(xué)反應(yīng)aA(g)+B(g)cC(g)的平衡的變化圖像如下(圖中p表示壓強(qiáng),T表示溫度,n表示物質(zhì)的量,α表示平衡轉(zhuǎn)化率),據(jù)此分析下列說法正確的是()A.在圖像反應(yīng)Ⅰ中,說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.在圖像反應(yīng)Ⅰ中,若p1>p2,則此反應(yīng)的ΔS>0C.在圖像反應(yīng)Ⅱ中,說明該正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D.在圖像反應(yīng)Ⅲ中,若T1>T2,則該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行【答案】D【解析】A項(xiàng),圖像反應(yīng)Ⅰ中任取一曲線,圖中隨著溫度的升高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率減小,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),在圖像反應(yīng)Ⅰ的橫坐標(biāo)上任取一點(diǎn),作橫坐標(biāo)的垂直線與兩曲線相交,若p1>p2,增大壓強(qiáng)反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率增大,增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則a+1>c,ΔS<0,錯(cuò)誤;C項(xiàng),圖像反應(yīng)Ⅱ中T1先出現(xiàn)拐點(diǎn),T1反應(yīng)速率快,T1>T2,T1平衡時(shí)n(C)小于T2平衡時(shí)n(C),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),圖像反應(yīng)Ⅲ增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),則a+1=c,若T1>T2,升高溫度A的轉(zhuǎn)化率減小,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則ΔH<0,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,正確?!咀兪接?xùn)練2】在密閉容器中,加入和發(fā)生如下反應(yīng):,C的體積分?jǐn)?shù)(C%)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)符合如圖關(guān)系:下列說法正確的是A.B物質(zhì)可能是氣體B.若在F點(diǎn)時(shí)給容器壓縮體積,達(dá)新平衡時(shí)C的濃度將增大C.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D.恒溫恒容下達(dá)平衡后,向容器中再加入2molA和1molB,A的體積分?jǐn)?shù)減小【答案】B【分析】“先拐先平數(shù)值大”由圖1可知溫度T1>T2,圖2壓強(qiáng)P1>P2,圖1可知T1>T2,T1時(shí)C%少平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)是放熱反應(yīng),由圖2可知壓強(qiáng)P1>P2,壓強(qiáng)大C%少,平衡逆向移動(dòng),因此B是非氣體?!窘馕觥緼.通過分析B是非氣體,故A錯(cuò)誤;B.F點(diǎn)時(shí)給容器壓縮體積,平衡逆向移動(dòng),C的物質(zhì)的量減少,但是由于體積縮小,C的濃度還是增大,故B正確;C.通過圖1分析反應(yīng)是放熱反應(yīng),故C錯(cuò)誤;D.恒溫恒容下達(dá)平衡后,向容器中再加入2molA和1molB,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),最終平衡逆向移動(dòng),A的含量增大,故D錯(cuò)誤。答案選B??枷?考查恒溫線或恒壓線圖像的分析判斷例2(2024·廣東中山·模擬)SO2的催化氧化是硫酸工業(yè)中的重要反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0,圖中L(L1、L2)、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。下列說法正確的是()A.X代表壓強(qiáng)B.L2>L1C.Ka=KbD.若c點(diǎn)的溫度或壓強(qiáng)分別為L(zhǎng)2、X1,則c點(diǎn)v(SO2)正>v(SO2)逆【答案】D【解析】A.X如為壓強(qiáng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率增大,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率減小,則X表示溫度,故A錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率增大,L表示壓強(qiáng),應(yīng)該L1>L2,故B錯(cuò)誤;C.X表示溫度,則a、b點(diǎn)溫度不同,則平衡常數(shù)不同,故C錯(cuò)誤;D.c點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),平衡正向移動(dòng),則c點(diǎn)v(SO2)正>v(SO2)逆,故D正確?!舅季S建?!俊岸ㄒ蛔h二”。在化學(xué)平衡圖像中,包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的三個(gè)變量,分析方法是確定其中一個(gè)變量,討論另外兩個(gè)變量之間的關(guān)系。如圖Ⅰ中確定壓強(qiáng)為105Pa或107Pa,則生成物C的百分含量隨溫度T的升高而逐漸減小,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng);再確定溫度T不變,做橫軸的垂線,與壓強(qiáng)線出現(xiàn)兩個(gè)交點(diǎn),分析生成物C的百分含量隨壓強(qiáng)p的變化可以發(fā)現(xiàn),增大壓強(qiáng),生成物C的百分含量增大,說明正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。同理分析圖Ⅱ?!咀兪接?xùn)練1】(2024·浙江溫州·模擬)在一恒容的密閉容器中充入0.1mol·L-1CO2、0.1mol·L-1CH4,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測(cè)得CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)關(guān)系如圖,下列有關(guān)說法不正確的是()A.上述反應(yīng)的ΔH<0B.壓強(qiáng):p4>p3>p2>p1C.1100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)約為1.64壓強(qiáng)為p4時(shí),在y點(diǎn):v正>v逆【答案】A【解析】p1、p2、p3、p4是四條等壓線,由圖像可知,壓強(qiáng)一定時(shí),溫度越高,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越高,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),壓強(qiáng)越高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小,故壓強(qiáng)p4>p3>p2>p1,B項(xiàng)正確;壓強(qiáng)為p4、溫度為1100℃時(shí),甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%,故平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為c(CH4)=0.02mol·L-1,c(CO2)=0.02mol·L-1,c(CO)=0.16mol·L-1,c(H2)=0.16mol·L-1,即平衡常數(shù)K=eq\f(0.162×0.162,0.02×0.02)≈1.64,C項(xiàng)正確;壓強(qiáng)為p4時(shí),y點(diǎn)未達(dá)到平衡,此時(shí)v正>v逆,D項(xiàng)正確?!咀兪接?xùn)練2】(2024·河北衡水·模擬預(yù)測(cè))儲(chǔ)氫合金M的吸放氫反應(yīng)式為:xH2(g)+2M(s)2M-Hx(s),現(xiàn)將100gM置于恒容容器中,通入氫氣并維持容器內(nèi)壓強(qiáng)恒定,在不同溫度下M的最大吸氫量與氫氣壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是A.壓強(qiáng)越小,溫度對(duì)最大吸氫量的影響越大B.若到達(dá)P點(diǎn)的時(shí)間為3min,則吸氫速率v=0.35g/minC.在相同條件下,若氫氣中含有氬氣,則最大吸氫量減小D.若到達(dá)N點(diǎn)所用時(shí)間小于P點(diǎn),則吸氫速率v(N)<v(P)【答案】D【解析】A.由圖可知,壓強(qiáng)越小,溫度對(duì)最大吸氫量的影響越大,故A正確;B.由圖可知,到達(dá)P點(diǎn)的時(shí)間為3min時(shí),M的最大吸氫量為1.05g,則反應(yīng)速率為=0.35g/min,故B正確;C.恒壓條件下若氫氣中含有氬氣,相當(dāng)于氫氣的分壓減小,該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),吸氫量減小,故C正確;D.由圖可知,壓強(qiáng)相同時(shí),N點(diǎn)反應(yīng)溫度高于P點(diǎn),溫度越高,反應(yīng)速率越快,則N點(diǎn)反應(yīng)速率小于P點(diǎn),故D錯(cuò)誤;故選D??枷?考查組分含量、濃度或物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系圖像的分析判斷例3(2024·河北保定·三模)一定條件下,在甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器(容器容積)中投入等物質(zhì)的量的X和Y,發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),Q的物質(zhì)的量濃度與溫度和容器容積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A.x+y>p+q B.c(P):b>2aC.壓強(qiáng):2p(b)<p(c) D.平衡常數(shù):【答案】D【分析】由于容器容積V甲:V乙=1:2但投入的是等物質(zhì)的量的X和Y,故甲中Q的濃度更大,但是小于乙中Q的濃度的2倍,說明容器體積減小,平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)是氣體體積數(shù)增大的反應(yīng),隨溫度升高,Q濃度增大,說明正反應(yīng)吸熱;【解析】A.由分析,x+y<p+q,A錯(cuò)誤;B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)Q的濃度相等,由于反應(yīng)起始物是X和Y,產(chǎn)生的P和Q物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故a、b兩點(diǎn)P的濃度也相等,B錯(cuò)誤;C.起始反應(yīng)物是X和Y,甲的體積是乙的一半,由于體積縮小平衡逆向移動(dòng),使總壓強(qiáng)減小,故壓強(qiáng)p(c)<2p(b),C錯(cuò)誤;D.b、c兩點(diǎn)溫度相同,K相等,正反應(yīng)吸熱,a溫度更低平衡逆向移動(dòng),K更小,故平衡常數(shù):Ka<Kb=Kc,D正確;本題選D?!咀兪接?xùn)練1】(2024·江蘇南通·二模)肼()是一種含氫量高的燃料。向恒容密閉容器內(nèi)加入3mol,一定條件下體系中催化分解存在以下平衡:.;.。不同溫度下達(dá)到平衡時(shí),均幾乎完全分解,分解產(chǎn)物的物質(zhì)的量如圖。下列說法正確的是A.曲線a對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是B.低于M點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度時(shí),以反應(yīng)Ⅰ為主C.體系中一定不存在反應(yīng):D.N點(diǎn)時(shí),體系內(nèi):為2∶3【答案】D【解析】A.圖中為分解產(chǎn)物的物質(zhì)的量,當(dāng)溫度升高時(shí),NH3趨于0,此時(shí)以反應(yīng)Ⅰ為主,根據(jù)反應(yīng)可知,曲線a對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是H2,故A錯(cuò)誤;B.低于M點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度時(shí),NH3含量最高,以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹鳎蔅錯(cuò)誤;C.由圖可知,不同溫度下達(dá)到平衡時(shí),均幾乎完全分解,溫度升高時(shí),NH3趨于0,所以體系中還存在,故C錯(cuò)誤;D.由圖可知,N點(diǎn)時(shí),,由H元素守恒知,,體系內(nèi)為2:3,故D正確;故答案選D。【變式訓(xùn)練2】(2024·河北滄州·三模)工業(yè)上用固體作固硫劑,氫氣還原輝鉬礦()獲得鉬(Mo)的反應(yīng)原理為。在恒容密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng),平衡時(shí)氣體的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.X、Y、Z分別代表、、COB.該反應(yīng)在高溫下可以自發(fā)進(jìn)行C.圖中D.升高溫度,反應(yīng)體系中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大【答案】C【解析】A.該反應(yīng)中,反應(yīng)物只有一種是氣體,生成物有兩種是氣體,由圖可知,隨著溫度的升高,平衡時(shí)一種氣體的體積分?jǐn)?shù)減小,兩種氣體(Y和Z)的體積分?jǐn)?shù)增大,且Y的體積分?jǐn)?shù)是Z的體積分?jǐn)?shù)的2倍,故可推知X、Y、Z分別代表、、,A正確;B.由化學(xué)方程式可知該反應(yīng)的,由圖可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即,根據(jù)可知,該反應(yīng)在高溫下可以自發(fā)進(jìn)行,B正確;C.由圖可知,130℃時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),和的體積分?jǐn)?shù)相等,的體積分?jǐn)?shù)是的體積分?jǐn)?shù)的2倍,三種氣體的體積分?jǐn)?shù)之和等于,則,C錯(cuò)誤;D.升高溫度,該反應(yīng)的化學(xué)平衡正向移動(dòng),反應(yīng)體系中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,D正確;答案選C??枷?考查化學(xué)平衡曲線外的非平衡點(diǎn)分析例4(2024·江蘇·模擬預(yù)測(cè))通過反應(yīng)I:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)可將有機(jī)氯化工業(yè)的副產(chǎn)品HC1轉(zhuǎn)化為Cl2.在0.2MPa、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比=2條件下,不同溫度時(shí)HC1平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。向反應(yīng)體系中加入CuCl2,能加快反應(yīng)速率。反應(yīng)II:2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g)
ΔH=125.6kJ·mol?1反應(yīng)III:CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)
ΔH=-120.0kJ·mol?1下列說法正確的是A.反應(yīng)I的ΔH=5.6kJ·mol?1B.升高溫度和增大壓強(qiáng)均能提高反應(yīng)I中HCl的平衡轉(zhuǎn)化率C.0.2MPa、500℃時(shí),向反應(yīng)體系中加入CuCl2,延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,能使HCl轉(zhuǎn)化率從X點(diǎn)的值升至Y點(diǎn)的值D.在0.2MPa、500℃條件下,若起始<2,充分反應(yīng),HCl的轉(zhuǎn)化率可能達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值【答案】D【解析】A.根據(jù)蓋斯定律,由Ⅱ+Ⅲ2得4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g),ΔH=+125.6kJ·mol?1+(-120.0kJ·mol?1)×2=-114.4kJ·mol?1,A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)Ⅰ為氣體體積減小的放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),HCl的平衡轉(zhuǎn)化率降低,B錯(cuò)誤;C.CuCl2為固體不能影響平衡移動(dòng),反應(yīng)時(shí)間也不能影響平衡移動(dòng),HCl轉(zhuǎn)化率不變,C錯(cuò)誤;D.在0.2MPa、500℃條件下,若起始<2,增加了O2的相對(duì)含量,能提高HCl的轉(zhuǎn)化率,HCl的轉(zhuǎn)化率可能達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值,D正確;故選D?!舅季S建模】(1)改變投料比相當(dāng)于增加一種反應(yīng)物的濃度,另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率升高,而自身的轉(zhuǎn)化率降低。(2)當(dāng)按化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物,各組分的平衡轉(zhuǎn)化率相同,平衡時(shí)產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)最大?!咀兪接?xùn)練1】(2024·江蘇徐州·模擬預(yù)測(cè))催化加氫過程中主要發(fā)生下列反應(yīng):反應(yīng):
反應(yīng):
向恒壓的容器中充入1mol和3mol,若僅考慮上述反應(yīng),平衡時(shí)和CO的選擇性及的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖中實(shí)線所示。下列說法正確的是A.B.平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化可用圖中虛線④表示C.反應(yīng)狀態(tài)達(dá)A點(diǎn)時(shí),只有使用對(duì)反應(yīng)催化活性更高的催化劑才能提高的選擇性D.反應(yīng)狀態(tài)達(dá)B點(diǎn)時(shí),容器中為1/32mol【答案】D【分析】反應(yīng)Ⅱ?yàn)榉艧岱磻?yīng),溫度升高,平衡往逆向移動(dòng),的選擇性下降,則CO的選擇性上升,CO的選擇性對(duì)應(yīng)曲線①,的選擇性對(duì)應(yīng)曲線②,的平衡轉(zhuǎn)化率對(duì)應(yīng)曲線③。據(jù)此作答?!窘馕觥緼.隨著溫度升高,的選擇性下降,CO的選擇性上升,300℃前,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降,則以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹鳎?00℃后,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率上升,則以反應(yīng)I為主,說明反應(yīng)I為吸熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;B.向恒壓的容器中充入1mol和3mol,投料比恰好與反應(yīng)Ⅱ中的系數(shù)比相等,所以,300℃前,轉(zhuǎn)化率應(yīng)該是相同的,故應(yīng)該與CO2的平衡轉(zhuǎn)化率重疊,B錯(cuò)誤;C.反應(yīng)狀態(tài)達(dá)A點(diǎn)時(shí),想提高的選擇性,應(yīng)使平衡向生成更多的方向移動(dòng),溫度不能改變,只能改變壓強(qiáng)或者反應(yīng)物濃度,若增大H2的濃度,反應(yīng)I也會(huì)正向移動(dòng),那么的選擇性不一定會(huì)被提高;若增大壓強(qiáng),反應(yīng)I不會(huì)移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ往正向移動(dòng),生成更多的,可以提高的選擇性;同時(shí)也可以通過改變催化劑來控制反應(yīng)Ⅱ,使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑也能提高的選擇性,C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)狀態(tài)達(dá)B點(diǎn)時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率25%、的選擇性也是25%,根據(jù),則25%=,,D正確;故選D?!咀兪接?xùn)練2】(23-24高三下·湖南·階段考試)是常見的環(huán)境污染性氣體。一定溫度下,向三個(gè)容積不等的恒容密閉容器中分別投入1mol,用足量活性炭還原的反應(yīng)為。反應(yīng)相同時(shí)間后,三個(gè)容器中的物質(zhì)的量(n)如圖中A、B、C三點(diǎn)所示。下列敘述不正確的是A.A點(diǎn)達(dá)到平衡,B、C點(diǎn)均未達(dá)到平衡B.若B點(diǎn)達(dá)到平衡時(shí),在該溫度下的平衡常數(shù)C.若C點(diǎn)使用催化劑,能提高的轉(zhuǎn)化率D.C點(diǎn)時(shí),瞬間壓縮容器體積至1L后,的物質(zhì)的量增大【答案】D【分析】該反應(yīng)正向氣體分子數(shù)增大,恒溫恒容條件下,A點(diǎn)的容器體積最小,壓強(qiáng)最大,A點(diǎn)的反應(yīng)速率最大;C點(diǎn)的容器體積最大,壓強(qiáng)最小,C點(diǎn)的反應(yīng)速率最小。根據(jù)A、C點(diǎn)NO?的物質(zhì)的量可知A點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C點(diǎn)未達(dá)平衡。根據(jù)“三段式”計(jì)算平衡常數(shù)K:mol/L.計(jì)算B點(diǎn)濃度商Q:?!窘馕觥緼.根據(jù)分析可知,B點(diǎn)濃度商,B點(diǎn)未達(dá)平衡,A正確;B.A、B、C點(diǎn)在同一溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變,,B正確;C.C點(diǎn)未達(dá)平衡,使用催化劑可以加快反應(yīng)速率,提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,C正確;D.C點(diǎn)時(shí),瞬間壓縮容器體積至1L,與A點(diǎn)形成等效平衡,的物質(zhì)的量為0.5mol、保持不變,D錯(cuò)誤;答案選D。1.(2024·湖南卷)恒壓下,向某密閉容器中充入一定量的和,發(fā)生如下反應(yīng):主反應(yīng):
副反應(yīng):
在不同溫度下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得兩種含碳產(chǎn)物的分布分?jǐn)?shù)隨投料比x(物質(zhì)的量之比)的變化關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是A.投料比x代表B.曲線c代表乙酸的分布分?jǐn)?shù)C.,D.L、M、N三點(diǎn)的平衡常數(shù):【答案】D【分析】題干明確指出,圖中曲線表示的是測(cè)得兩種含碳產(chǎn)物的分布分?jǐn)?shù)即分別為、,若投料比x代表,x越大,可看作是CH3OH的量增多,則對(duì)于主、副反應(yīng)可知生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3分布分?jǐn)?shù)越高,則曲線a或曲線b表示CH3COOCH3分布分?jǐn)?shù),曲線c或曲線d表示CH3COOH分布分?jǐn)?shù),據(jù)此分析可知AB均正確,可知如此假設(shè)錯(cuò)誤,則可知投料比x代表,曲線a或曲線b表示,曲線c或曲線d表示,據(jù)此作答?!窘馕觥緼.根據(jù)分析可知,投料比x代表,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)分析可知,曲線c表示CH3COOCH3分布分?jǐn)?shù),故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)分析可知,曲線a或曲線b表示,當(dāng)同一投料比時(shí),觀察圖像可知T2時(shí)大于T1時(shí),而可知,溫度越高則越大,說明溫度升高主反應(yīng)的平衡正向移動(dòng),;曲線c或曲線d表示,當(dāng)同一投料比時(shí),觀察可知T1時(shí)大于T2時(shí),而可知,溫度越高則越小,說明溫度升高副反應(yīng)的平衡逆向移動(dòng),,故C錯(cuò)誤;D.L、M、N三點(diǎn)對(duì)應(yīng)副反應(yīng),且,升高溫度平衡逆向移動(dòng),,故D正確;故答案選D。2.(2024·山東卷)逆水氣變換反應(yīng):。一定壓力下,按,物質(zhì)的量之比投料,,溫度時(shí)反應(yīng)物摩爾分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。已知該反應(yīng)的速率方程為,,溫度時(shí)反應(yīng)速率常數(shù)k分別為。下列說法錯(cuò)誤的是A.B.溫度下達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)速率的比值:C.溫度不變,僅改變體系初始?jí)毫?,反?yīng)物摩爾分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線不變D.溫度下,改變初始投料比例,可使平衡時(shí)各組分摩爾分?jǐn)?shù)與溫度時(shí)相同【答案】CD【分析】由圖可知,T1比T2反應(yīng)速率速率快,則T1>T2;T1溫度下達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)低于T2溫度下平衡時(shí);由于起始CO2與H2的物質(zhì)的量之比為1∶1,則達(dá)到平衡時(shí)CO2和H2的摩爾分?jǐn)?shù)相等。【解析】A.根據(jù)分析,T1比T2反應(yīng)速率速率快,反應(yīng)速率常數(shù)與溫度有關(guān),結(jié)合反應(yīng)速率方程知k1>k2,A項(xiàng)正確;B.反應(yīng)的速率方程為v=kc0.5(H2)c(CO2),則,T1溫度下達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)低于T2溫度下平衡時(shí),則,B項(xiàng)正確;C.溫度不變,僅改變體系初始?jí)毫?,雖然平衡不移動(dòng),但反應(yīng)物的濃度改變,反應(yīng)速率改變,反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間改變,反應(yīng)物摩爾分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線變化,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.T2溫度下,改變初始投料比,相當(dāng)于改變某一反應(yīng)物的濃度,達(dá)到平衡時(shí)H2和CO2的摩爾分?jǐn)?shù)不可能相等,故不能使平衡時(shí)各組分摩爾分?jǐn)?shù)與T1溫度時(shí)相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選CD。3.(2023·湖南卷,13)向一恒容密閉容器中加入1molCH4和一定量的H2O,發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A.x1<x2B.反應(yīng)速率:v正b<vc正C.點(diǎn)a、b、c對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù):Ka<Kb=KcD.反應(yīng)溫度為T1,當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)【答案】B【解析】A.一定條件下,增大水的濃度,能提高CH4的轉(zhuǎn)化率,即x值越小,CH4的轉(zhuǎn)化率越大,則,故A正確;B.b點(diǎn)和c點(diǎn)溫度相同,CH4的起始物質(zhì)的量都為1mol,b點(diǎn)x值小于c點(diǎn),則b點(diǎn)加水多,反應(yīng)物濃度大,平衡正向移動(dòng),甲烷的轉(zhuǎn)化率增
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