2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案-熱點11　化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的常規(guī)圖像

熱點11化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的常規(guī)圖像題型一速率—時間圖像1.“無斷點”類速率—時間圖像(1)改變反應(yīng)物的濃度(2)改變生成物的濃度2.“斷點”類速率—時間圖像(1)改變氣體體系的壓強①對于正反應(yīng)方向為氣體體積增大(或減小)的反應(yīng)②對于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)(2)改變溫度對于正反應(yīng)放熱(或吸熱)的反應(yīng)(3)加催化劑3.“全程”類速率—時間圖像如Zn與足量鹽酸的反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖所示情況。原因解釋:AB段(v增大),因為反應(yīng)放熱,隨反應(yīng)的進行,溫度逐漸升高;BC段(v減小),因為隨反應(yīng)的進行,溶液中c(H+)減小。[典例1]一定溫度下,密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g)ΔH<0,根據(jù)v-t圖像,下列相關(guān)說法正確的是()A.t1時刻所改變的外界條件可能為增大壓強B.t3時刻所改變的外界條件可能為升高溫度C.t4時刻所改變的外界條件可能為減小壓強D.由圖像可知,t5～t6時間段內(nèi),反應(yīng)速率最慢解析:A.t1時刻,改變條件,v′正、v′逆均增大,且v′逆>v′正,平衡逆向移動,說明改變的條件是升高溫度,不正確;B.t3時刻,改變條件,v″正、v″逆同等程度增大,因該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng),故改變的條件是加入催化劑,不正確;C.t4時刻,改變條件,v?正、v?逆均減小,且v?逆>v?正,平衡逆向移動,說明改變的條件是減小壓強,正確;D.由圖像縱坐標(biāo)可知,t0～t1時間段內(nèi),反應(yīng)速率最慢,不正確。答案:C有關(guān)速率圖像分析思路[對點精練1]如圖表示反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0的正反應(yīng)速率隨時間的變化情況,試根據(jù)如圖所示曲線判斷,下列說法中可能正確的是(D)A.t1時只減小了壓強B.t1時只降低了溫度C.t1時只減小了NH3的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動D.t1時減小N2的濃度,同時增加NH3的濃度解析:A.t1時只減小了壓強,平衡向逆反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)速率瞬間減小,后逐漸增大,但平衡時正反應(yīng)速率小于原平衡的正反應(yīng)速率,錯誤;B.t1時只降低了溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)速率瞬間減小,后逐漸減小,直至達到新平衡,錯誤;C.t1時只減小了NH3的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,但正反應(yīng)速率在改變條件時刻不變,后逐漸減小,錯誤;D.t1時減小N2的濃度,同時增加NH3的濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,如果增加氨氣濃度大于減少氮氣濃度的2倍時,達到平衡狀態(tài),氮氣濃度大于原來濃度,則正反應(yīng)速率大于原平衡時正反應(yīng)速率,正確。[對點精練2]工業(yè)上制備硫酸最重要的一步是SO2的氧化,反應(yīng)方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1。某同學(xué)通過實驗繪出圖像如圖所示。(1)t1、t2、t3達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(填字母)。

(2)t2到t3的變化是因為改變了一個反應(yīng)條件,該條件可能是。解析:(1)達到平衡狀態(tài)時,SO2的消耗速率是O2生成速率的2倍,由題圖可知,t2時刻該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。(2)由題圖可知,t2到t3的變化過程中,SO2的消耗速率、O2的生成速率均增大,且SO2的消耗速率大于O2的生成速率的2倍,則平衡正向移動,故改變的條件可能是增大壓強。答案:(1)t2(2)增大壓強(合理即可)題型二常規(guī)平衡圖像1.濃度—時間如A(g)+B(g)AB(g)2.含量—時間—溫度(壓強、催化劑)(C%指產(chǎn)物的質(zhì)量分數(shù),B%指某反應(yīng)物的質(zhì)量分數(shù))3.恒壓(或恒溫)線(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為恒壓線圖像,若p1>p2>p3,則正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),ΔH<0;圖②為恒溫線圖像,若T1>T2,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。4.幾種特殊圖像①如圖,對于化學(xué)反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M點前,表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)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的百分含量增加或C的百分含量減少,平衡左移,故正反應(yīng)ΔH<0。②如圖,對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),L線上所有的點都是平衡點。L線左上方的點(E點),A的百分含量大于此壓強時平衡體系中的A的百分含量,所以,E點v正>v逆;則L線右下方的點(F點),v正<v逆。[典例2](2021·麗水、湖州、衢州教學(xué)質(zhì)量檢測)工業(yè)上用CO生產(chǎn)甲醇的反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。下列圖像不正確的是()解析:A.升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,v正、v逆都增大,達到平衡時,v正=v逆,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,正確;B.在其他條件不變時,增大n(CO)n(H2答案:D“四步法”解答常規(guī)平衡圖像題[對點精練3]密閉容器中充入一定量NO,再緩慢壓入O2,發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+O2(g)2NO2(g)、2NO2(g)N2O4(g),若維持容積與溫度不變,且壓入O2的速率比反應(yīng)速率要慢,則下列關(guān)于氣體總壓強(p)與O2體積[V(O2)]的關(guān)系圖像中,趨勢正確的是(D)解析:由于正反應(yīng)氣體體積減小,因此隨著反應(yīng)的進行,壓強逐漸減小,當(dāng)?shù)竭_平衡后再通入氧氣,根據(jù)勒夏特列原理可知,容器中的壓強增大程度大于反應(yīng)正向移動的程度,所以壓強又逐漸增大,選項D正確。[對點精練4]COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH=+108kJ·mol-1。某容器中,反應(yīng)體系達到平衡后,分別只改變一個條件,各物質(zhì)濃度的變化狀況如圖1所示(第10min到第14min的COCl2濃度變化曲線未畫出):下列說法正確的是(C)A.在10～12min內(nèi),以Cl2濃度變化表示的該反應(yīng)平均反應(yīng)速率為5×10-3mol·L-1·s-1B.改變的條件分別是第4min時,升高了溫度;第10min時,移走了部分CO;第14min時,將容器容積壓縮為原來的1C.第13min時,COCl2的濃度為0.03mol·L-1D.第18min時,向容器中加入催化劑,各物質(zhì)的濃度變化狀況可能如圖2所示解析:A.在10～12min內(nèi),Cl2濃度由0.11mol·L-1增加到0.12mol·L-1,以Cl2濃度變化表示的該反應(yīng)平均反應(yīng)速率為0.12mol·L-1-0.11mol·L-12min=5×10-3mol·L-1·min-1,錯誤;B.第4min時,各物質(zhì)的瞬時濃度保持不變,之后CO、Cl2濃度增大,COCl2的濃度減小,說明平衡正向移動,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),應(yīng)為升高溫度導(dǎo)致,第10min時,Cl2瞬時濃度保持不變之后增加,CO的瞬時濃度減小之后增加,應(yīng)為移走CO導(dǎo)致,第14min時